[发明专利]一种利用无表面活性剂溶液去除金属衬底表面杂质石墨烯的方法

说明书

本发明提供一种利用无表面活性剂溶液去除金属衬底表面杂质石墨烯的方法，包括利用盐酸‑双氧水溶液体系作为喷淋液，向金属衬底需要去除杂质石墨烯的一面喷淋喷淋液。本发明提供的方法是对金属衬底表面的杂质石墨烯进行去除和对金属衬底进行减薄，去除杂质石墨烯的过程中无需添加对环境有害的表面活性剂，减薄的金属衬底厚度均一。

技术领域

本发明属于石墨烯生产铜箔刻蚀领域，具体涉及一种利用无表面活性剂溶液去除铜箔表面杂质石墨烯的方法。

背景技术

随着石墨烯材料的发现，因近乎完美的性能，在光学、电学、力学、材料学、微纳加工、能源、生物医药和药物传递等各个领域的应用引起人们的广泛关注，石墨烯薄膜的制备与应用得到了大量研究。

石墨烯薄膜是一种应用广泛的柔性透明导电膜，CVD气相沉积法制备石墨烯薄膜是研究较为成熟的一种方法。通过CVD气相沉积法制备的石墨烯薄膜需要对金属衬底进行刻蚀，现有技术中有两种金属衬底的刻蚀方法。

一种是由专利申请号201611079865.7公开的一种CVD薄膜及其刻蚀处理方法，该方法通过在CVD腔室内通入刻蚀气体对CVD薄膜进行刻蚀，使得薄膜的成膜和刻蚀均能通过CVD设备实现，减少产品在不同岗位之间的流通次数，从而能提高生产效率。另一种是湿法刻蚀的方法，在CVD气相沉积法制备石墨烯的过程中，铜基底两侧各生长一层石墨烯，因铜箔表面有杂质石墨烯附着，如果不去除铜箔表面的杂质石墨烯，就会使后期刻蚀铜箔的过程中容易造成脏污，脏污会令石墨烯在转移的过程中造成转移缺失，降低石墨烯的良率，因此需要在预刻蚀槽中添加一定配比表面活性剂，将杂质石墨烯去除，后经水洗后进入刻蚀槽将剩余的铜箔刻蚀掉。第二种方法为传统工艺，通过将铜箔置于预刻蚀槽内进行预刻蚀，此工艺产量小，需要增加对环境有害的表面活性剂去除表面杂质石墨烯，且刻蚀后的铜箔厚度不均匀，造成后续刻蚀的过程中厚度小的地方过刻蚀，造成石墨烯的缺失。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种用于去除CVD石墨烯金属衬底表面杂质石墨烯的盐酸-双氧水溶液体系；

本发明的另一个目的是提供利用无表面活性剂溶液去除金属衬底表面杂质石墨烯的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种用于去除CVD石墨烯金属衬底表面杂质石墨烯的盐酸-双氧水溶液体系，所述溶液体系由盐酸和双氧水组成，其中HCL含量为15～40g/L，H₂O₂含量为0.05～0.2mol/L。

优选地，HCL含量为20g/L，H₂O₂含量为0.1mol/L。

根据本发明的一个方面，所述溶液体系的温度为29-31℃。

盐酸-双氧水溶液体系的中的双氧水需要一个适宜的温度，温度过高会造成双氧水容易挥发，温度过低使双氧水的活性低从而不能满足刻蚀金属衬底的需求。

本发明还提供了一种利用无表面活性剂溶液去除金属衬底表面杂质石墨烯的方法，该方法为：利用所述盐酸-双氧水溶液体系作为喷淋液，向金属衬底需要去除杂质石墨烯的一面喷淋喷淋液。

使用喷淋刻蚀的方法，在喷淋的过程中不断冲刷掉金属衬底表面的杂质石墨烯和刻蚀过后的溶液，无需使用表面活性剂去除杂质石墨烯，同时持续有新的溶液加以补充，使刻蚀速率稳定，刻蚀效率提升。

优选地，喷淋压力为1.1-1.2kg/cm²。

根据本发明的一个方面，在喷淋前将生长有石墨烯的金属衬底需要保留的石墨烯的表面上贴合保护膜。