[发明专利]一种电化学沉积纳米薄膜的厚度测量方法

权利要求书

1.一种电化学沉积纳米薄膜的厚度测量方法，其特征在于，所述厚度测量方法包括以下步骤：

1)通过沉积的方式制备纳米级厚度的金属薄膜；

2)通过半导体加工技术在金属薄膜的表面制备出绝缘沟槽，形成多个互相绝缘的金属薄膜电极；

3)配置电化学沉积溶液，添加入微型电化学反应池中，将对电极、工作电极和参比电极插入电化学沉积溶液中，并且将对电极、工作电极和参比电极分别通过电缆连接至电化学工作站；

4)将金属薄膜电极中的一个或多个沉浸在电化学沉积溶液中，并连接至工作电极，从而通过工作电极与电化学工作站相连接，保证至少存在一个金属薄膜电极不与工作电极相连接；

5)电化学工作站对与其相连接的金属薄膜电极进行电化学沉积，在金属薄膜电极上形成电化学沉积薄膜；

6)电化学沉积完成后，将金属薄膜电极清洗干净；

7)采用形貌扫描设备扫描未进行电化学沉积和已进行电化学沉积的金属薄膜电极的表面，得到扫描高度曲线；

8)对扫描高度曲线进行拉平，得到去掉倾角的形貌曲线；

9)根据去掉倾角的形貌曲线，计算未进行电化学沉积的金属薄膜电极的高度与已进行电化学沉积的金属薄膜电极的高度差，从而得到电化学沉积薄膜的厚度。

2.如权利要求1所述的厚度测量方法，其特征在于，在步骤1)中，制备金属薄膜具体包括以下步骤：

a)提供清洁干燥的基底；

b)在基底上通过电镀、电化学沉积、气相沉积、电子束蒸发真空蒸镀或磁控溅射的方式制备金属薄膜，金属薄膜的厚度为50～200nm；

c)将沉积过金属薄膜的基底切片或者剪裁成所需要的尺寸。

3.如权利要求1所述的厚度测量方法，其特征在于，在步骤2)中，通过半导体加工的方式制备绝缘沟槽采用在金属薄膜的表面刻蚀出绝缘沟槽，包括以下步骤：

a)在金属薄膜上旋涂光刻胶；

b)采用掩膜在光刻机下对光刻胶进行曝光；

c)在显影液中显影；

d)在刻蚀液中刻蚀掉金属薄膜中未被光刻胶保护的区域至绝缘支持层的上表面，形成绝缘沟槽，从而得到多个金属薄膜电极。

4.如权利要求1所述的厚度测量方法，其特征在于，通过沉积金属薄膜前遮挡部分区域，使得被遮挡部分的区域无法被沉积，从而形成多个互相绝缘的金属薄膜电极。

5.如权利要求1所述的厚度测量方法，其特征在于，进一步，在金属薄膜电极的表面制备出特征尺寸为纳米或者微米级的表面微结构。

6.如权利要求5所述的厚度测量方法，其特征在于，将金属薄膜电极浸入金属的刻蚀液，在一定时间后取出并洗净表面，浸入刻蚀液的时间为5秒～8秒；或者，通过用粗糙的表面摩擦金属薄膜电极，通过在金属薄膜电极的表面添加金属纳米颗粒，或者通过激光扫描金属薄膜电极的表面的方式在金属薄膜电极的表面形成表面微结构。

7.如权利要求1所述的厚度测量方法，其特征在于，在步骤5)中，化学沉积反应采用恒电位沉积的方式；或者采用循环伏安扫描沉积的方式；沉积反应时间设置为5秒～25秒。

8.如权利要求1所述的厚度测量方法，其特征在于，在步骤6)中，采用丙酮或乙醇的有机溶剂，或者去离子水，将电化学沉积后的金属薄膜电极清洗干净。

9.如权利要求1所述的厚度测量方法，其特征在于，在步骤7)中，形貌扫描设备采用表面形貌仪、原子力显微镜或者台阶仪；扫描的方式为连续扫描未进行电化学沉积的金属薄膜电极、绝缘沟槽以及已进行电化学沉积的金属薄膜电极的表面。

10.如权利要求1所述的厚度测量方法，其特征在于，在步骤8)中，对扫描高度曲线进行拉平，得到去掉倾角的形貌曲线，包括以下步骤：

a)选择扫描未进行电化学沉积的金属薄膜电极的表面或者绝缘沟槽的表面得到的扫描高度曲线中，相距距离大于零的两点；

b)将此两点作为基准等高度点，对整个扫描高度曲线进行拉平，得到去掉倾角的形貌曲线。