纳米栅刻写中衬底导电性。
[0047]实施例1
[0048]—种采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，具体工艺步骤如下:
[0049]I )CVD法在金属Cu衬底上制备石墨烯，在石墨烯上旋涂PMMA转移载体，载体厚度100?300nm;
[0050]2)将样品按PMMA转移载体朝上金属Cu朝下置于腐蚀液中，下面金属Cu溶解，石墨烯附着于上层PMMA上；
[0051]3)样品转移至去离子水清洗掉腐蚀液中带出的残留离子；
[0052]4)将样品转移至目标衬底，如氮化镓、砷化镓、碳化硅、AlN等常用衬底均可；
[0053 ] 5)用丙酮浸泡去除衬底表面的PMMA，再用NMP (N-甲基吡咯烷酮)浸泡15mi η，然后依次过丙酮和乙醇，最后用去离子水清洗；
[0054]6)在样品上旋涂ΡΜΜΑ，ΡΜΜΑ的厚度与T型栅的栅脚一致，180°C烘烤90s，然后旋涂MMA，厚度大于需要蒸发的栅金属厚度，并150°C烘烤60s;
[0055]7)分别对PMMA和MMA进行电子束曝光，其中PMMA剂量1?12C/V，MMA剂量2?2.5C/m2 ；
[0056]8)用MIBK(4-甲基-2-戊酮):IPA(异丙醇)= 1:3的溶液显影3min，然后用IPA漂洗吹干；
[0057]9)用RIE刻蚀掉电子束曝光显影后显露区域的石墨烯及残胶；
[0058]10)蒸发厚度20/500nm的Ni/Au栅金属，并用丙酮溶液进行剥离，再用匪P浸泡15min，然后依次过丙酮和乙醇，最后用去离子水清洗；
[0059]11)用100W氧等离子体打胶lOmin，去除剩余的石墨稀。
[0060]实施例2
[0061]—种采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，具体工艺步骤如下:
[0062]I )CVD法在金属Cu衬底上制备石墨烯，在石墨烯上旋涂PMMA转移载体，载体厚度100?300nm;
[0063]2)将样品按PMMA转移载体朝上金属Cu朝下置于腐蚀液中，下面金属Cu溶解，石墨烯附着于上层PMMA上；
[0064]3)样品转移至去离子水清洗掉腐蚀液中带出的残留离子；
[0065]4)将样品转移至砷化镓衬底；
[0066]5)用丙酮浸泡去除衬底表面的PMMA，再用NMP浸泡15min，然后依次过丙酮和乙醇，最后用去离子水清洗；
[0067]6)在样品上旋涂电子束抗蚀剂ZEP520A，180°C烘烤120s;
[0068]7)对ZEP520A进行电子束曝光，剂量2.5?3C/m2;
[0069]8)用乙酸丁酯显影3min，然后用IPA漂洗吹干；
[0070]9)在样品上旋涂抗蚀剂UVl 35，130°C烘烤90s;
[0071]10)对UV135进行电子束曝光，剂量I?2C/m2;
[0072]11)用显影液AZ300显影60s，然后用去离子水漂洗吹干；
[0073]12)用RIE刻蚀掉电子束曝光显影后显露区域的石墨烯及残胶；
[0074]13)蒸发厚度10/20/400nm的Ti/Pt/Au栅金属，并用丙酮溶液进行剥离，再用NMP浸泡15min，然后依次过丙酮和乙醇，最后用去离子水清洗；
[0075]14)用10W氧等离子体打胶1min，去除剩余的石墨稀。
[0076]实施例3
[0077]—种采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，具体工艺步骤如下:
[0078]I )CVD法在金属Cu衬底上制备石墨烯，在石墨烯上旋涂PMMA转移载体，载体厚度100?300nm;
[0079]2)将样品按PMMA转移载体朝上金属Cu朝下置于腐蚀液中，下面金属Cu溶解，石墨烯附着于上层PMMA上；
[0080]3)样品转移至去离子水清洗掉腐蚀液中带出的残留离子；
[0081]4)将样品转移至氮化镓衬底上；
[0082]5)用丙酮浸泡去除衬底表面的PMMA，再用NMP浸泡15min，然后依次过丙酮和乙醇，最后用去离子水清洗；
[0083]6)在样品上旋涂电子束抗蚀剂AR-P 6200，150°C烘烤60s;
[0084]7)对AR-P 6200进行电子束曝光，剂量3?4C/m2;
[0085]8)用AR 600-546显影液显影60s，然后用IPA漂洗吹干；
[0086]9)用RIE刻蚀掉电子束曝光显影后显露区域的石墨烯及栅介质氮化硅，将栅脚开出；
[0087]10)用匪P浸泡样品15min，然后依次过丙酮和乙醇，将电子束抗蚀剂AR-P6200去除；
[0088]11)在样品上旋涂抗蚀剂UVl 35，130°C烘烤90s;
[0089]12)对UV135进行电子束曝光，剂量I?2C/m2;、
[0090]13)用显影液AZ300显影60s，然后用去离子水漂洗吹干；
[0091]14)用RIE刻蚀掉电子束曝光显影后显露区域的石墨烯及残胶；
[0092]15)蒸发厚度20/400/20nm的Ni/Au/Ti栅金属，并用丙酮溶液进行剥离，然后依次过丙酮和乙醇，最后用去离子水清洗；
[0093]16)用100W氧等离子体打胶1min，去除剩余的石墨稀。
[0094]本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)用CVD法在金属Cu衬底上制备石墨烯材料，在石墨烯上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯转移载体； (2)将步骤(I)得到的石墨烯材料中转移载体朝上Cu朝下置于腐蚀液中，静置至衬底金属完全溶解，石墨烯附着于上层载体上； (3)将步骤(2)得到的样品转移至去离子水清洗掉腐蚀液中带出的残留离子； (4)将步骤(3)得到的样品转移至目标衬底； (5)将步骤(4)得到的样品浸泡入有机溶液中去掉转移载体，去离子水清洗； (6)在步骤(5)得到的样品上旋涂单层或多层电子束抗蚀剂，并进行电子束曝光及显影； (7)去除电子束曝光露出图形中的石墨烯； (8)进行栅金属的制备和剥离； (9)用氧等离子体去除剩余的石墨烯。2.根据权利要求书I所述的采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，其特征在于，步骤(I)中的CVD法制备石墨稀的衬底为Cu、N1、T1、Ag、Al、Cr、Pd、Au、Mo、W、Fe中的任意一种或多种的组合。3.根据权利要求书I所述的采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的腐蚀液为三氯化铁、过硫酸铵、氯化氢、硫酸、硝酸、氢氟酸、王水中的任意一种或它们的混合液。4.根据权利要求书I所述的采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的目标衬底包括S1、GaN、SiC、Al203、GaAs、Si02、AlN、HfO2J2O3中的任意一种或多种的外延以及键合组装。5.根据权利要求书I所述的采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的有机溶液包括丙酮、匪P、乙醇中的任意一种或多种的组合。6.根据权利要求书I所述的采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的电子束抗蚀剂包括PMMA、MMA ZEP520、AR_P 6200、群135、群5、群111、爪^、？]\?1、11)1?、邯0、^1^7520中的任意一种或多种的组合。7.根据权利要求书I所述的采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，其特征在于，步骤(7)中去除电子束曝光露出图形中的石墨烯的方法包括氧等离子体打胶、RIE和ICP刻蚀中的任意一种。8.根据权利要求书I所述的采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，其特征在于，步骤(8)中的栅金属的种类包括N1、Pt、T1、Au、Al、Mo、Cu、Ag、Pd、W和Fe中的一种或多种复合结构及合金。
【专利摘要】本发明公开一种采用二维石墨烯薄膜提高电子束纳米栅刻写中衬底导电性的方法，包括如下步骤：CVD法制备石墨烯于Cu片、旋涂PMMA或MMA转移载体，并湿法去除Cu片、转移至衬底，并去除PMMA或MMA、旋涂电子束抗蚀剂，并电子束曝光和显影、去除电子束曝光显露区域的石墨烯、栅金属制备及剥离、氧等离子体去除石墨烯。本发明利用二维石墨烯薄膜的高电导率来提高衬底表面的导电性，解决电子束纳米栅刻写过程中由于衬底导电性差导致的无法识别标记和套刻误差大的问题，提高了电子束套刻的精度；同时石墨烯薄膜在电子束抗蚀剂的下面，具有超薄、对抗蚀剂粘附性好的特点，对电子束抗蚀剂的曝光和显影没有影响，而且后期石墨烯的去除十分简单。
【IPC分类】H01L21/28
【公开号】CN105551949
【申请号】CN201510919409
【发明人】郁鑫鑫, 吴云, 周建军
【申请人】中国电子科技集团公司第五十五研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月11日