一种在基板上制备导电图案的制程的制作方法

本发明涉及一种在基板上制备导电图案的制程。

背景技术：

已知，业界现有的在基板上制备导电图案的方法，是一种在黄光环境下进行的黄光制程，其整个制程主要包括以下步骤：成膜步骤、光刻胶涂布步骤、曝光步骤、显影步骤、刻蚀步骤、剥离步骤。

这种现有导电图案工艺制程的优点在于，其工艺成熟，可以达到很高的精度及良率，因此，被广泛应用于tft和导电图案的制备。

但同时，由于制程中涉及使用的光刻胶，其所具有光敏感性以及其必须在黄光环境下进行曝光，使得其整个工艺制程涉及的步骤较多，工艺流程严格复杂。另外，由于曝光工艺较为复杂，使得其使用的曝光设备也是造价高昂。如此，使得其产品制造成本较高。

因此，确有必要来开发一种新型的在基板上制备导电图案的制程，来克服现有技术中的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种在基板上制备导电图案的制程，其整个制程工艺相对简单，无需黄光环境，也无需复杂的曝光工艺，使得其成品制备成本相对较低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种在基板上制备导电图案的制程，其包括导电图案成型步骤。其中所述导电图案成型步骤包括在基板上进行预定金属的沉积处理；在所述基板的预定金属层上形成缓蚀剂层；使用酸性水溶液对所述基板表面金属层上附着的缓蚀剂进行水解，再用有机溶液进行淋洗、干燥，使得所述缓蚀剂分子水解后在所述预定金属层表面形成一层致密、稳定的单分子自组装膜；使用刻蚀液对无所述自组装膜的所述预定金属层区域进行刻蚀；使用剥离液对所述自组装膜进行剥离，从而完成所述导电图案。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述缓蚀剂包括γ-巯丙基三甲氧基硅烷。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述酸性水溶液包括ph值为1～3的硫酸水溶液；所述淋洗用有机溶液包括乙醇。

进一步的，在不同实施方式中，其还包括模板成型步骤，其包括在硅片上刻蚀出预定的图案；在以所述刻蚀好的硅片为模板，使用硅胶在其表面进行成膜处理，固化后即可得到与所需导电图案互补的图案模板。

进一步的，在不同实施方式中，其中在所述基板的预定金属层上形成缓蚀剂层的方式为，将所述图案模板浸入缓蚀液中，使所述缓蚀液中的缓蚀剂分子吸附在所述图案模板表面上；通过热压的方式将所述模板图案上的缓蚀剂转移到所述基板的预定金属层上。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述模板成型步骤中，其为使用激光刻蚀的方法在所述硅片上刻蚀出预定的图案，所述硅胶包括pdms材料。其中涉及使用的pdms材料，其基本组分和固化剂的重量比可以为10:1，但不限于。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述模板成型步骤中，所述成膜处理中的固化温度为110～140度，持续时间为15～30min。具体的，所述固化温度可以是110度、115度、120度、125度、130度、135度等等，具体可随需要而定，并无限制；所述固化时间可以是15min、18min、20min、22min、25min、28min等等，具体可随需要而定，并无限制。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述缓蚀液包括γ-巯丙基三甲氧基硅烷(hs-(ch2)3-si-och3)的乙醇溶液。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述缓蚀液的浓度为0.1～0.3mol/l。

进一步的，在不同实施方式中，其还包括绝缘层成型步骤和电极搭桥成型步骤；其中所述绝缘层成型步骤为在所述导电图案包括的横向电极和纵向电极上形成绝缘层，所述绝缘层由γ-巯丙基三甲氧基硅烷水解交联构成的自组装分子膜构成；所述电极搭桥成型步骤为在所述绝缘层上形成搭桥金属层，然后在进行刻蚀处理，从而形成所述横向电极和纵向电极之间的搭桥。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述基板由刚性材料构成。例如，玻璃，但不限于。

进一步的，在不同实施方式中，其中在基板上进行预定金属沉积的方法为物理气相沉积方法。例如，溅射方法。所述预定金属包括金属银，但不限于。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明涉及的一种在基板上制备导电图案的制程，其通过纳米转印的方式在待光刻的预定金属层表面形成单分子自组装膜(sams)的图案，使被覆盖的预定金属层区域不被刻蚀，从而形成微纳米级的导电图案。其中所述单分子自组装膜能起到缓蚀作用，从而可以替代传统黄光制程中需要的光刻胶，如此，使得本发明涉及的导电图案的制程无需黄光环境，也无需复杂的曝光工艺，大大简化了导电图案的工艺制程，同时也相对降低了其制备成本。

另外，本发明涉及的导电图案制程使用广泛，可适用于多种不同表面，具有作用方法灵活多变的特点。

附图说明

图1是本发明涉及的一个实施方式提供的一种在基板上制备导电图案的制程的流程图；

图2是基板成膜子步骤完成后的基板结构示意图；

图3是模板浸涂子步骤完成后的模板结构示意图；

图4是所述转印子步骤完成后的基板结构示意图；

图5是所述水解子步骤完成后，在预定金属层表面形成的自组装分子的结构图；

图6是所述刻蚀子步骤完成后的基板结构示意图；

图7是所述导电图案成型步骤完成后，所形成的导电图案的俯视结构示意图；

图8是所述绝缘层成型步骤完成后的基板结构示意图；

图9是所述电极搭桥成型步骤完成后，所形成的导电图案的俯视结构示意图。

图2～9中的附图标记说明如下：

基板10预定金属层12

横向电极122纵向电极124

模板20pdms层22

缓蚀剂层30绝缘层40

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本发明涉及的一种在基板上制备导电图案的制程的技术方案作进一步的详细描述。

请参阅图1所示，本发明的一个实施方式提供了一种在基板上制备导电图案的制程，其包括模板成型步骤s1、导电图案成型步骤s2、绝缘层成型步骤s3以及电极搭桥成型步骤s4。其中所述导电图案成型步骤s2又包括基板成膜子步骤s21、模板浸涂子步骤s22、转印子步骤s23、水解子步骤s24、刻蚀子步骤s25以及剥离子步骤s26。

其中所述模板成型步骤s1，在一个实施方式中，其为使用激光刻蚀的方法在所述硅片上刻蚀出所需要的图案。再以刻蚀好的所述硅片为模板，使用硅胶中的pdms(polydimethylsiloxane)材料在其表面进行成膜处理，在120度下固化20min，即可得到与所需导电图案互补的图案模板。其中，在一个具体实施方式中，使用的所述pdms材料，其基本组分和固化剂重量比10:1，但不限于。

其中所述导电图案成型步骤s2中的基板成膜子步骤s21，其为用物理气相沉积中的溅射法在基板10上进行预定金属的沉积，例如，金属银，但不限于，完成后，所述基板10上形成预定金属银层12。其中使用的所述基板采用刚性材料，例如，玻璃，但不限于；液可以是柔性材料，如pet、pi、pen等，具体可随需要而定，并不限于。完成后的所述基板结构示意图，请参阅图2所示。

其中所述模板浸涂子步骤s22，其为将所述图案模板20浸入缓蚀液中，使其中的缓蚀剂分子吸附在所述图案模板20的表面上。具体的，其会在所述硅片20的pdms膜层22上形成一层缓蚀剂层30。其中，使用的所述缓蚀液组成为0.1mol/l的γ-巯丙基三甲氧基硅烷(hs-(ch2)3-si-och3)的乙醇溶液。完成后的所述图案模板结构示意图，请参阅图3所示。

其中所述转印子步骤s23，其为通过热压的方法，将所述模板上的缓蚀剂，即γ-巯丙基三甲氧基硅烷转移到所述预定金属银层12上，形成一层缓蚀剂层30。完成后的所述基板结构示意图，请参阅图4所示。

其中所述水解子步骤s24，其为用ph值为1的硫酸水溶液对所述基板10金属银层12上的缓蚀剂层30中的缓蚀剂分子进行水解，再用乙醇进行淋洗、干燥。此时，缓蚀剂层中的γ-巯丙基三甲氧基硅烷(hs-(ch2)3-si-och3)分子会水解，其水解后会在所述金属银层12表面，形成一层致密、稳定的单分子自组装薄膜30。

其中所述γ-巯丙基三甲氧基硅烷(hs-(ch2)3-si-och3)的水解反应原理为，所述γ-巯丙基三甲氧基硅烷吸附在所述金属银层12表面上之后，其巯基与所述金属银层12表面的银原子形成共价键；经酸处理后，每个si原子与三个羟基相连，相邻γ-巯丙基三甲氧基硅烷分子间的羟基发生反应，形成横向si-o-si的交联，从而在所述金属银层12表面形成一层稳定致密的薄膜，即自组装分子膜层，其分子结构图示，请参阅图5所示。

所述刻蚀子步骤s25，其为用刻蚀液对所述基板10上无自组装膜的金属银层12区域进行刻蚀。其中由于自组装分子膜的保护隔离，其下覆盖的金属银层12区域不会受到酸液的刻蚀。完成后的所述基板结构，请参阅图6所示。其中，涉及使用的刻蚀液为能与金属银发生反应，同时不与自组装分子膜构成分子反应的溶液，例如，硝酸、浓硫酸等。

其中所述剥离子步骤s26，其为用剥离液对所述基板10上所述金属银层12上的自组装膜30进行剥离，除掉自组装膜后即得到所需的导电图案。其中，在一个实施方式中，请参阅图7所示，其形成的导电图案包括横向电极122和纵向电极124。

其中所述绝缘层成型步骤s3，其为采用又一模板，用以上揭示的同样的方法，在所述导电图案成型步骤s2中形成的导电图案的横向电极122和纵向电极124之间，即图7中沿aa线的截面方向上，转印γ-巯丙基三甲氧基硅烷，并使之水解交联，形成较厚的自组装分子膜层，作为所述横向电极122和纵向电极124之间的绝缘层40，完成后的所述基板结构示意图，请参阅图8所示。

其中所述电极搭桥成型步骤s4，其为在所述绝缘层40上形成搭桥金属层，使用的塔桥金属优选为所述电极金属，但不限于。然后再在所述搭桥金属层上，用以上揭示的同样的方法，在转印γ-巯丙基三甲氧基硅烷，水解交联，形成自组装分子层，再进行刻蚀，从而得到所述横向电极122和纵向电极124之间的搭桥，其俯视的图示结构，请参阅图9所示。

本发明涉及的一种在基板上制备导电图案的制程，其通过纳米转印的方式在待光刻的薄膜表面形成单分子自组装膜(sams)的图案，使被覆盖的区域不被刻蚀，形成微纳米级的导电图案。其中所述单分子自组装膜能起到缓蚀作用，从而可以替代传统黄光制程中需要的光刻胶，如此，使得本发明涉及的导电图案的制程无需黄光环境，也无需复杂的曝光工艺，大大简化了导电图案的工艺制程，同时也相对降低了制备成本。

另外，本发明涉及的导电图案的制程使用广泛，可适用于多种不同表面，具有作用方法灵活多变的特点。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。