一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法技術

本發明專利技術公開一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，屬于微機電系統(MEMS)和微納米加工技術領域。首先，在施主基片表面沉積一層犧牲層，犧牲層表面制作出需要轉印的納米圖形。其次，將圖章貼合在施主基片表面，然后再從施主基片表面剝離，使得納米圖形和犧牲層一起被轉移到圖章表面，再采用濕法腐蝕工藝，去除圖章表面的犧牲層。最后，將圖章貼合在受主基片表面后，再將圖章從受主基片表面剝離，使得納米圖形轉印到受主基片表面。本發明專利技術提供的納米圖形轉印方法不需要對圖章表面進行任何加工，也不需要對受主基片表面進行任何化學處理，而且對于轉印圖形的材料沒有限制，工藝簡單、通用性好。

A sacrificial layer assisted nanographic transfer method

【技術實現步驟摘要】
一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法
本專利技術屬于微機電系統(MEMS)和微納米加工
，具體涉及一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法。技術背景轉印(transferprinting)是指借助圖章(stamp)將制作在施主基片(donorsubstrate)上的圖形轉移到受主基片(receiversubstrate)上的技術，因其具有兼容性強、常溫操作等優點，被廣泛應用于柔性可穿戴電子、柔性顯示等領域。目前，研究人員已專利技術了多種轉印方法，但絕大多數轉印方法只能夠實現微米圖形的轉印，只有少數幾種方法能夠實現納米圖形轉印。然而，現有的這幾種納米圖形轉印方法工藝復雜、通用性較差。例如，美國西北大學的Rogers教授課題組提出的納米圖形轉印方法需要在圖章表面加工出復雜的微納米結構，而且需要針對不同的轉印圖形材料對受主基片表面進行特定的化學處理；再如，美國哈佛大學的Whitesides教授課題組提出的納米轉印方法，需要利用擠壓和紫外固化工藝在圖章表面生成一層硫醇烯薄膜，這層薄膜在圖形轉印完成后還需要利用氧等離子體刻蝕去除，而且該方法只能夠實現金屬圖形的轉印。
技術實現思路
本專利技術提出了一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，不需要對圖章表面進行任何加工，也不需要對受主基片表面進行任何化學處理，而且對于轉印圖形的材料沒有限制，與之前報道的納米圖形轉印方法相比，本專利技術提出的納米圖形轉印方法工藝簡單、通用性好。為了達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，包括以下步驟：(1)在施主基片表面沉積一層與其具有弱粘附力的犧牲層。當施主基片材料為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)時，可以選擇銅薄膜或者金薄膜作為犧牲層；當施主基片材料為硅時，同樣可以選擇銅薄膜或者金薄膜作為犧牲層。(2)在犧牲層表面制作出需要轉印的納米圖形。所述納米圖形的制作可以選擇光刻技術或者電噴印技術。(3)將圖章貼合在施主基片表面，然后再從施主基片表面剝離，使得納米圖形和犧牲層一起被轉移到圖章表面。當選擇聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為圖章材料、PMMA或者硅作為施主基片材料時，圖章和施主基片之間的貼合壓強應大于等于6kPa，圖章從施主基片表面剝離的速度應大于等于5mm/s。(4)利用濕法腐蝕工藝，去除圖章表面的犧牲層。當犧牲層為銅薄膜時，可以采用質量分數為2.5％的HNO3溶液進行腐蝕；當犧牲層為金薄膜時，可以采用碘、碘化鉀和水的混合溶液(三者混合比例為1g:5g:50mL)進行腐蝕。(5)將圖章貼合在受主基片表面。當選擇PDMS作為圖章材料時，圖章和受主基片之間的貼合壓強應大于等于6kPa。(6)將圖章從受主基片表面緩慢剝離，使得納米圖形轉印到受主基片表面。當選擇PDMS作為圖章材料時，圖章從受主基片表面剝離的速度應小于等于5mm/s。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：上述提出的一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，不需要對圖章表面進行任何加工，也不需要對受主基片表面進行任何化學處理，而且對于轉印圖形的材料沒有限制，工藝簡單、通用性好。附圖說明圖1是在施主基片表面沉積犧牲層示意圖；圖2是在犧牲層表面制作納米圖形示意圖；圖3是將納米圖形和犧牲層從施主基片表面轉移到圖章表面示意圖；圖4是去除圖章表面犧牲層示意圖；圖5是將圖章貼合到受主基片表面示意圖；圖6是將納米圖形轉印到受主基片表面示意圖；圖7是轉印到聚酰亞胺表面的金納米圖形掃描電鏡圖。圖中：1施主基片，2犧牲層，3納米圖形，4圖章，5受主基片。具體實施方式以下結合技術方案和附圖詳細說明本專利技術的實施方式。一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，包括以下步驟：步驟1：在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)施主基片1表面磁控濺射一層厚度為70nm的銅犧牲層2，如圖1。步驟2：首先，利用勻膠機在銅犧牲層2表面旋涂一層厚度為400nm的型號為AZMIR-703的正性光刻膠，依次對光刻膠進行前烘、曝光、顯影和后烘處理；接著，在光刻膠圖形表面磁控濺射一層厚度為100nm的金薄膜；然后，利用濺射刻蝕工藝，制作出金納米圖形3，如圖2。步驟3：將厚度為1mm的聚二甲基硅氧烷(PDMS)圖章4貼合在PMMA施主基片1表面，二者之間的貼合壓強為6kPa；然后將PDMS圖章4以5mm/s的速度從PMMA施主基片1表面剝離，金納米圖形3和銅犧牲層2被轉移到了PDMS圖章4表面，如圖3。步驟4：利用質量分數為2.5％的HNO3溶液腐蝕掉PDMS圖章4表面的銅犧牲層2，腐蝕時間為30s，如圖4。步驟5：將PDMS圖章4貼合在厚度為75μm的聚酰亞胺(PI)薄膜受主基片5表面，二者之間的貼合壓強為6kPa，如圖5。步驟6：將PDMS圖章4以5mm/s的速度從PI薄膜受主基片5表面剝離，金納米圖形3被轉印到了PI薄膜受主基片5表面，如圖6。被轉印到PI薄膜受主基片5表面的金納米圖形3掃描電鏡圖，如圖7，金納米線條的寬度為47nm±3nm、長度為4mm。以上所述實施例僅表達了本專利技術的實施方式，但并不能因此而理解為對本專利技術專利的范圍的限制，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些均屬于本專利技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，其特征在于，步驟如下：/n(1)在施主基片表面沉積一層犧牲層；/n(2)在犧牲層表面制作出需要轉印的納米圖形；/n(3)將圖章貼合在施主基片表面，然后再從施主基片表面剝離，使得納米圖形和犧牲層一起被轉移到圖章表面；/n(4)利用濕法腐蝕工藝，去除圖章表面的犧牲層；/n(5)將圖章貼合在受主基片表面；/n(6)將圖章從受主基片表面緩慢剝離，使得納米圖形轉印到受主基片表面。/n

【技術特征摘要】
1.一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，其特征在于，步驟如下：
(1)在施主基片表面沉積一層犧牲層；
(2)在犧牲層表面制作出需要轉印的納米圖形；
(3)將圖章貼合在施主基片表面，然后再從施主基片表面剝離，使得納米圖形和犧牲層一起被轉移到圖章表面；
(4)利用濕法腐蝕工藝，去除圖章表面的犧牲層；
(5)將圖章貼合在受主基片表面；
(6)將圖章從受主基片表面緩慢剝離，使得納米圖形轉印到受主基片表面。


2.根據權利要求1所述的一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，其特征在于，步驟(1)中，當施主基片材料為聚甲基丙烯酸甲酯或者硅時，選擇銅薄膜或者金薄膜作為犧牲層。


3.根據權利要求1所述的一種犧牲層輔助的納米圖形轉印方法，其特征在于，步驟(2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉軍山，胡小光，龐博，張之昊，楊馥瑞，張思琪，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21