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一种功能性纳米薄膜全干法转移方法技术

技术编号:42023598 阅读:23 留言:0更新日期:2024-07-16 23:14
本发明专利技术公开了一种功能性纳米薄膜全干法转移方法,所述干法转移方法中的关键在于采用自组装单分子层,分别修饰施主、受主衬底表面,将其与功能性纳米薄膜之间的粘附力大小进行精确调控,从而可实现晶圆级尺寸、极端厚度纳米薄膜材料与同质/异质衬底之间的“超洁净”、共性形和高质量集成。本发明专利技术避免了功能性纳米薄膜材料在传统转移方法中多步湿法工艺的介入,能有效抑制纳米薄膜在刻蚀和冲洗等溶液过程中的质量衰退问题,可提升3D异质/异构器件的界面质量和性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微纳制造,具体涉及一种功能性纳米薄膜的“全干法”转移方法。


技术介绍

1、功能性纳米薄膜,尤其是2d材料主要由表面原子组成,其对衬底(表面粗糙度、悬挂键)、气体吸附物、离子沾污和聚合物杂质等高度敏感,这些不利因素主要来自其制备和转移过程中,对后期异质集成/堆叠器件的界面质量和性能至关重要。传统上,薄膜的异质集成通过外延来实现。然而,外延技术有其根本上的局限性,比如:可外延材料体系相对有限。另外,外延技术是在原位(in-situ)衬底上直接进行异质材料的生长,通常需要较高温度(如,650℃),容易引入热膨胀系数差异导致的缺陷密度增加等问题。为摆脱异质外延工艺中对于原位衬底的苛刻要求,通过两片衬底实现纳米薄膜异质集成的思路和方案变得愈发重要。即,首先在施主衬底上制备获得薄膜材料,之后利用载体将其转移至受主衬底之上;那么即使在施主衬底上制备薄膜时涉及到了高温等过程,也不会对受主衬底上的器件产生较大影响。

2、发展至今,在施主衬底上制备功能性纳米薄膜(典型如,单层石墨烯)的方法,主要包括:机械剥离、阳极键合、分子束外延和化学气相沉积(cv本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功能性纳米薄膜全干法转移方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种功能性纳米薄膜全干法转移方法,其特征在于,所述S1)中采用乙醇溶液对铜箔表面进行清洗,去除表面的有机污染物和氧化物杂质,提高表面的纯度和洁净度;UV/O3清洁表面并增加表面的反应性和粘附性,提高铜箔表面的纯度和反应性。

3.根据权利要求1所述的一种功能性纳米薄膜全干法转移方法,其特征在于,所述的步骤S1)中采用特定的自组装分子中,利用ODT分子对铜箔表面进行修饰的原理是通过硫原子与铜表面形成化学键,并利用长碳链基团在表面吸附过程中发挥作用,使硫醇分子在表面上呈现出一定的取...

【技术特征摘要】

1.一种功能性纳米薄膜全干法转移方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种功能性纳米薄膜全干法转移方法,其特征在于,所述s1)中采用乙醇溶液对铜箔表面进行清洗,去除表面的有机污染物和氧化物杂质,提高表面的纯度和洁净度;uv/o3清洁表面并增加表面的反应性和粘附性,提高铜箔表面的纯度和反应性。

3.根据权利要求1所述的一种功能性纳米薄膜全干法转移方法,其特征在于,所述的步骤s1)中采用特定的自组装分子中,利用odt分子对铜箔表面进行修饰的原理是通过硫原子与铜表面形成化学键,并利用长碳链基团在表面吸附过程中发挥作用,使硫醇分子在表面上呈现出一定的取向并形成有序的自组装单分子层;在单分子层中,odt分子的疏水尾部朝向表面,形成疏水层,从而实现对铜箔表面的改性和功能化;通过表面能优化和调控,使石墨烯和铜箔表面的粘附力处于临界值,即满足高质量单层石...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯波黄飞凤王彪陈曌陈鸿彬王乾丞段辉高
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

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