[发明专利]一种改善金属电极形貌的方法

说明书

本发明提供了一种改善金属电极形貌的方法，包括沉积金属薄膜、光刻显影、热处理和刻蚀的步骤，制备得到金属薄膜样品，通过在金属薄膜样品表面设置光刻胶层的微结构图案，然后调节光刻胶层的厚度、热处理的温度和时间等，能够实现光刻胶的尖角和侧壁的陡直度连续可调的效果，然后通过成熟的刻蚀工艺将光刻胶的形貌全部或局部的传递到下层的金属薄膜，能够实现金属薄膜样品的侧壁陡直角度可以大范围的调节，还可以避免尖角导致的电荷聚集的问题，有利于上层功能化的薄膜层等的制作，有利于多层功能器件的制备，且工艺方法简单和现有的生产线的兼容性较高，有利于产业直接导入应用。

技术领域

本发明涉及微纳米加工方法的技术领域，具体涉及一种改善金属电极形貌的方法。

背景技术

随着微电子技术的飞速发展，集成型光电子器件趋向于轻量化、小型化和功能多样化。多功能集成化的微器件的发展，需要伴随着复杂的多层结构的构建，例如微机电系统马达、静电驱动MEMS超滑开关及TFT驱动电路等，为了满足性能的要求，其一般都需要金属电极和绝缘层的多层组合和设计，但是，多层电路之间的短路和击穿问题是集成化器件中的一大难题。

基于传统的光刻加工工艺制作出来的金属电极，其一般都是比较方正的金属形貌，具有鲜明的棱角，且金属图案侧壁纵向倾斜角度也比较大，角度普遍都在80度以上。方正的金属棱角在微观尺度很容易发生尖端放电效应导致金属电极层间击穿和短路，陡直的侧壁在沉积绝缘层也会导致侧壁的沉积厚度远低于设计的表面沉积厚度。

因此，目前常用的方案是选择用无定向的化学气相沉积(CVD)方式替代蒸镀的方式，但是CVD沉积需求的温度较高，工艺兼容性差；还有一种方式是增加绝缘层的厚度，从而保证侧壁沉积的绝缘层能够达到要求，但是，表面沉积的绝缘层厚度容易超过设计的厚度，会导致施加电压的提升或者性能的下降。综上，对于金属电极的制备工艺，存在表面功能性膜层的均匀性较差和工艺兼容性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善金属电极形貌的方法，以解决现有技术中的金属电极的制备工艺，存在表面功能性膜层的均匀性较差和工艺兼容性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种改善金属电极形貌的方法，包括如下步骤：

提供金属薄膜，在所述金属薄膜上覆盖至少一层光刻胶层，并对所述光刻胶层进行加工并形成微结构图案；

热处理，对所述金属薄膜进行加热，调整所述微结构图案的陡直度和/或尖角；

刻蚀，利用所述光刻胶层作为掩膜，刻蚀所述金属薄膜样品。

进一步地，所述金属薄膜采用沉积工艺沉积于衬底上，并形成金属薄膜样品。

进一步地，所述微结构图案采用光刻显影工艺成型。

进一步地，在所述热处理步骤时，加热温度为100℃至160℃，加热时间为5s至300s。

进一步地，在所述热处理步骤时，所述加热温度为梯度加热，优选的，其加热温度为从低至高的梯度加热。

进一步地，所述光刻胶层的厚度为0.3μm至10μm。

进一步地，所述衬底采用金属衬底，所述金属薄膜的厚度为30nm至70nm。

进一步地，在刻蚀步骤时，将位于所述金属薄膜上的所有所述光刻胶层完全刻蚀。

进一步地，在刻蚀步骤后，还包括去残留步骤，去除所述金属薄膜样品的表面上残留的所述光刻胶层。

进一步地，去除残留表面光刻胶时，采用湿法去除或干法去除。