一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的制備方法，所述方法包括如下步驟：(1)在硅襯底上旋涂光刻膠并烘烤；(2)曝光顯影，在硅襯底上將光刻膠刻蝕出納米網(wǎng)格圖形；(3)在納米網(wǎng)格圖形的光刻膠上沉積金屬層；(4)剝離除去光刻膠，獲得形成于硅襯底上的金屬納米網(wǎng)格；(5)在金屬納米網(wǎng)格上旋涂粘合劑，并粘附透明襯底，并固化；(6)腐蝕除去硅襯底，獲得基于透明襯底上的金屬納米網(wǎng)格透明電極。所述方法簡(jiǎn)單易行，易于集成和大規(guī)模生產(chǎn)，制備得到的透明電極導(dǎo)電性和透光率可控。
【專利說(shuō)明】一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子器件領(lǐng)域，尤其涉及一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]透明電極指在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)同時(shí)具備高光透過(guò)率(85%以上)與低電阻率(1Χ10_3Ω.αη以下)特性的電極。透明電極主要應(yīng)用在平面顯示、太陽(yáng)能電池、觸控面板、電子紙、透明晶體管等領(lǐng)域。
[0003]目前氧化錫銦(ITO)透明電極因?yàn)橛休^好的光電性質(zhì)被廣泛應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的ITO透明電極暴露出越來(lái)越多的問(wèn)題:(I) ITO的化學(xué)性質(zhì)和熱性質(zhì)不穩(wěn)定；(2) In是一種稀有金屬，價(jià)格昂貴且有毒；(3)相對(duì)Ag、Ni等金屬而言，ITO的電阻率較高不能滿足眾多器件對(duì)低電阻率的要求；(4) ITO在紫外波段的低光透過(guò)率限制其應(yīng)用；(5)在柔性基底上制備的ITO薄膜電極在基板發(fā)生彎曲時(shí)產(chǎn)生裂紋，并且薄膜電阻隨彎曲次數(shù)增加顯著增大。所以亟需發(fā)展高透過(guò)率、低電阻的新型電極替代ITO以滿足市場(chǎng)需求。
[0004]CN 103700446A公開(kāi)了一種銀納米線-氧化鋅復(fù)合型透明電極的制備方法。CN103943171A公開(kāi)了一種透明電極及其制備方法，透明電極由銀納米線和氧化鋅納米線通過(guò)單層結(jié)構(gòu)混合組裝附著在透明襯底上構(gòu)成。CN 104040639A也涉及一種基于金屬納米線的透明電極的制備。針對(duì)金屬鈉米線的合成，現(xiàn)有的合成金屬納米線方法不得不使用微乳泵緩慢滴加前驅(qū)液來(lái)減少副產(chǎn)物和獲得超長(zhǎng)的銀納米線。但所述制備工藝復(fù)雜且不能量產(chǎn)，因此，不適于工業(yè)化生產(chǎn)。另外，對(duì)于合成的金屬納米線需要進(jìn)行一系列后處理，以調(diào)節(jié)金屬納米線溶液的濃度、粘度、表面張力等參數(shù)來(lái)控制納米線密度和均勻性。
[0005]CN 103943790A公開(kāi)了一種石墨烯復(fù)合柔性透明電極及其制備方法，經(jīng)溶液超聲剝離的化學(xué)氣相沉積石墨烯片與導(dǎo)電高分子材料復(fù)合，形成位于柔性透明基板表面的石墨烯復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜。CN 103236320A公開(kāi)了一種金屬網(wǎng)格-石墨烯透明電極制作方法及其用于制作觸摸屏的方法。目前石墨烯的制備和轉(zhuǎn)移技術(shù)尚不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，因而基于石墨烯的透明電極應(yīng)用也受到限制。
[0006]CN 101246911A公開(kāi)了一種金屬微網(wǎng)格透明電極及其制備方法，該透明電極為有序的金屬微網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，該透明電極的金屬微網(wǎng)格厚度為10?50nm ;網(wǎng)格寬度為140?SOOnm ;其孔徑為I?6 μπι。受單分散聚苯乙烯微球組裝單層膠體晶體模板的限制，其網(wǎng)格寬度和孔徑無(wú)法調(diào)節(jié)，因而也無(wú)法優(yōu)化透明電極性能。CN 104134736Α公開(kāi)了一種透明電極及其制作方法，使用自組裝方法形成周期性結(jié)構(gòu)作為掩膜鋪設(shè)金屬電極，通過(guò)金屬網(wǎng)格的孔洞實(shí)現(xiàn)電極的透明功能。自組裝方法獲得的線寬不易調(diào)整，均勻性差，且效率低，無(wú)法滿足大規(guī)模生產(chǎn)。
[0007]因此，本領(lǐng)域亟需開(kāi)發(fā)一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極及其制備方法，所述方法在保證透明電極導(dǎo)電性和透光率的同時(shí)具備操作簡(jiǎn)單，方便集成和大規(guī)模生產(chǎn)，并且能夠?qū)饘偌{米網(wǎng)格的線寬、厚度和周期結(jié)構(gòu)的周期進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便調(diào)控透明電極的導(dǎo)電性及透光率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極及其制備方法。所述透明電極采用常規(guī)的微納加工工藝制備，方法簡(jiǎn)單易行，其基于硅襯底，易于集成和大規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)，制備得到的透明電極可以通過(guò)調(diào)節(jié)金屬納米網(wǎng)格的線寬、厚度和周期結(jié)構(gòu)的周期來(lái)調(diào)控透明電極的導(dǎo)電性及透光率。
[0009]本發(fā)明目的之一是提供一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的制備方法，所述方法包括如下步驟:
[0010](I)在硅襯底上旋涂光刻膠并烘烤；
[0011](2)曝光顯影，在硅襯底上將光刻膠刻蝕出納米網(wǎng)格圖形；
[0012](3)在納米網(wǎng)格圖形的光刻膠上沉積金屬層；
[0013](4)剝離除去光刻膠，獲得形成于硅襯底上的金屬納米網(wǎng)格；
[0014](5)在金屬納米網(wǎng)格上旋涂粘合劑，并粘附透明襯底，并固化；
[0015](6)腐蝕除去硅襯底，獲得基于透明襯底上的金屬納米網(wǎng)格透明電極。
[0016]本發(fā)明首先在硅片上通過(guò)對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光顯影，獲得金屬納米網(wǎng)格，方法簡(jiǎn)單易行，之后通過(guò)粘合劑與透明襯底(種類不限)結(jié)合，最后腐蝕除掉硅襯底，完成將金屬納米網(wǎng)格透明電極轉(zhuǎn)移至透明襯底的過(guò)程。本發(fā)明所述基于金屬納米網(wǎng)格透明電極的制備方法所使用的曝光顯影、腐蝕硅襯底等工藝均是常見(jiàn)的半導(dǎo)體處理方法，技術(shù)成熟，兼容性好，易集成和大規(guī)模生產(chǎn)。另外，本發(fā)明提供的透明電極可以通過(guò)控制金屬納米網(wǎng)格的線寬、厚度和周期結(jié)構(gòu)的周期來(lái)調(diào)控透明電極的導(dǎo)電性及透光率，并且所述透明電極能夠調(diào)控和剪裁。
[0017]本發(fā)明步驟⑴所述光刻膠的旋涂厚度為100?500nm，例如110nm、125nm、138nm、147nm、185nm、250nm、285nm、298nm、320nm、356nm、385nm、458nm、480nm 等。
[0018]本發(fā)明所述光刻膠可以有多種選擇，典型但非限制性的有PMMA和/或PR1-500A。
[0019]PMMA為聚甲基丙烯酸甲酯，典型但非限制性的商購(gòu)公司為德國(guó)AlIresist公司。PR1-500A也是本領(lǐng)域常用的光刻膠，典型但非限制性的商購(gòu)公司為美國(guó)Futurrex公司。
[0020]本發(fā)明步驟(I)所述烘烤溫度為100?220°C，例如為100°C、110°C、135°C、17(TC、190°C、198°C等。所述烘烤采用熱板烘烤或烘箱烘烤；其中熱板烘烤時(shí)間優(yōu)選為I ?1min,例如 1.lmin、l.5min、2.25min、3min、3.75min 等，進(jìn)一步優(yōu)選 2min ;烘箱烘烤時(shí)間 ^ 1min,例如 12min、15min、21min、30min、45min、55min、70min、85min 等，優(yōu)選 10 ?60mino
[0021]本發(fā)明需要潔凈無(wú)污染的襯底，即需要清除襯底表面的各種附著物。優(yōu)選地，本發(fā)明所述硅襯底經(jīng)過(guò)清洗后使用，所采用的清洗工藝方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。比如，可使用去離子水和/或乙醇等清洗。
[0022]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明步驟(I)所述清洗步驟優(yōu)選為包括如下步驟:
[0023]將硅襯底依次放入丙酮溶液和異丙醇溶液中分別超聲清洗5?1min ;然后取出硅襯底用去離子水沖洗干凈，并用氮?dú)鈽尨蹈筛街乃?；隨后將處理過(guò)的硅襯底放入氫氟酸水溶液中浸泡2?5min ;浸泡完畢取出硅襯底，用去離子水沖洗，最后吹干附著的水分備用O
[0024]優(yōu)選地，步驟(2)所述曝光選自電子束直寫(xiě)曝光或光學(xué)光刻曝光。
[0025]優(yōu)選地，步驟(2)所述納米網(wǎng)格圖形選自圓形和/或正多邊形，優(yōu)選正方形；
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米網(wǎng)格線寬度為10?500nm，所述納米網(wǎng)格孔洞尺寸為
0.5?10 μm。所述納米網(wǎng)格孔洞的尺寸包括橫向尺寸和縱向尺寸，本申請(qǐng)所述納米網(wǎng)格孔洞的橫向尺寸和縱向尺寸均在0.5?10 μ m之間。
[0027]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明步驟⑴和步驟(2)的具體操作可以為:取潔凈無(wú)污染的硅襯底；在所述硅襯底上旋涂光刻膠PMMA和/或PR1-500A ;之后將旋涂有光刻膠的硅襯底在熱板上烘干；然后利用電子束直寫(xiě)曝光和/或光學(xué)光刻曝光在涂了光刻膠的襯底上進(jìn)行曝光，最后使用顯影液進(jìn)行顯影，在襯底上形成納米網(wǎng)格的光刻膠圖形。
[0028]本發(fā)明步驟(3)所述沉積金屬層通過(guò)電子束蒸鍍技術(shù)進(jìn)行。電子束蒸發(fā)工藝是本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段，本發(fā)明不再贅述。本發(fā)明所述電子束蒸鍍?cè)诔叵逻M(jìn)行。
[0029]優(yōu)選地，所述金屬為銀(Ag)、金(Au)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鐵(Fe)、镲(Ni)、鈷(Co)、鋅(Zn)或銦(In)中的任意I種或至少2種的合金，優(yōu)選銀、金或銅。
[0030]優(yōu)選地，本發(fā)明所述金屬層厚度為10?50nm，例如12nm、17nm、24nm、28nm、32nm、35nm、39nm、44nm、49nm 等 0
[0031]優(yōu)選地，本發(fā)明步驟(4)所述剝離為:在除膠劑中進(jìn)行超聲。
[0032]本發(fā)明對(duì)除膠劑的種類不做限定，只要能夠?qū)⒐饪棠z剝離的除膠劑均可用于本發(fā)明，本發(fā)明所述除膠劑優(yōu)選為丁酮。
[0033]本發(fā)明步驟(5)所述粘合劑為耐氫氧化鉀溶液和/或四甲基氫氧化胺溶液腐蝕的粘合劑；優(yōu)選為聚酰亞胺和/或HSQ膠。
[0034]典型但非限制性的聚酰亞胺為PI聚酰亞胺，其示例性的商購(gòu)來(lái)源為美國(guó)杜邦公司Kapton產(chǎn)品；典型但非限制性的HSQ膠的示例性商購(gòu)來(lái)源為美國(guó)DowCorning公司。
[0035]但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，任何能夠起到將透明襯底和金屬層粘結(jié)的已有或新技術(shù)的材料均可用作本發(fā)明的粘結(jié)劑，并不限定于上述粘結(jié)劑。
[0036]優(yōu)選地，所述粘合劑的涂覆厚度大于金屬層的厚度。
[0037]優(yōu)選地，步驟(5)所述透明襯底為玻璃和/或柔性聚合物膜。
[0038]優(yōu)選地，步驟(5)所述固化方式為烘烤，優(yōu)選熱板或烘箱烘烤。
[0039]本發(fā)明所述固化過(guò)程優(yōu)選在真空烘箱內(nèi)進(jìn)行，固化溫度為110?220°C，例如為115°C、120°C、150°C、190°C、210°C等;固化時(shí)間為 0.5 ?10h，例如為 33min、lh、2.5h、4.4h、6h、7.5h、9.8h 等。
[0040]本發(fā)明步驟(6)所述“腐蝕除去硅襯底”為將待腐蝕硅浸泡于氫氧化鉀溶液和/或四甲基氫氧化胺溶液中進(jìn)行腐蝕；
[0041]優(yōu)選地，氫氧化鉀溶液的濃度為33% ;所述四甲基氫氧化胺溶液的濃度為10%或25%。
[0042]作為優(yōu)選技術(shù)方案，步驟(6)所述“腐蝕除去硅襯底”在加熱的溶液中進(jìn)行。所述加熱溫度為 32 ?55°C，例如 35°C、37°C、40°C、41°C、45°C、44°C、50°C等。
[0043]作為優(yōu)選技術(shù)方案，在“腐蝕除去硅襯底”的過(guò)程中，硅襯底一面朝上放置在用于腐蝕的溶液中，目的是為了避免腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡對(duì)金屬納米網(wǎng)格和粘合劑進(jìn)行破壞。
[0044]作為優(yōu)選技術(shù)方案，在制備基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的過(guò)程中，使用減薄的硅基底，例如小于220 μ m的硅片，如200 μ m的硅片或者150 μ m的硅片，目的是為了減少腐蝕時(shí)間及降低腐蝕過(guò)程可能對(duì)透明電極產(chǎn)生的破壞。
[0045]本發(fā)明的目的之二在于提供一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極，其特征在于，所述透明電極由目的之一所述方法制備得到。
[0046]本發(fā)明提供的基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極，所述透明電極結(jié)構(gòu)形狀可調(diào)、金屬層厚度、納米網(wǎng)格線寬及納米網(wǎng)格孔洞尺寸可控。
[0047]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0048](I)本發(fā)明提供的基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的制作方法為先在硅片上制備、之后轉(zhuǎn)移至透明襯底(種類不限定)上，簡(jiǎn)單易行；
[0049](2)本發(fā)明所述在硅片上制備電極、轉(zhuǎn)移電極至透明材料、電子束曝光顯影、光學(xué)光刻曝光顯影、硅襯底腐蝕等工藝均是半導(dǎo)體領(lǐng)域的常用手段，因此本發(fā)明提供的制備方法兼容性好，易于集成和大規(guī)模生產(chǎn)；
[0050](3)本發(fā)明提供的方法能夠通過(guò)控制屬納米網(wǎng)格的線寬、金屬層厚度和納米網(wǎng)格周期結(jié)構(gòu)的周期調(diào)節(jié)透明電極的導(dǎo)電性及高透光率，獲得具備良好導(dǎo)電性及高透光率的透明電極，并且所述透明電極具備可剪裁的特性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0051]圖1是本發(fā)明提供的基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的結(jié)構(gòu)示意圖，左圖為正方形金屬納米網(wǎng)格的正面示意圖，右為剖面圖；
[0052]其中，w為納米網(wǎng)格線寬度；gl為納米網(wǎng)格孔洞的橫向間距；g2為納米網(wǎng)格孔洞的縱向間距；
[0053]1-金屬層；2-透明電極；
[0054]圖2是本發(fā)明提供的制備基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的工藝流程圖；
[0055]S1:在硅襯底上旋涂光刻膠
[0056]S2:曝光顯影后在光刻膠層形成納米光柵圖形
[0057]S3:沉積金屬
[0058]S4:剝離后在硅襯底上得到金屬納米光柵
[0059]S5:旋涂粘合劑，將透明襯底粘合后固化
[0060]S6:腐蝕硅襯底，在透明襯底上獲得透明電極。

【具體實(shí)施方式】
[0061]下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，以下實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，以便于更好地理解本發(fā)明，因而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0062]下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所用的實(shí)驗(yàn)材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為自常規(guī)生化試劑廠商購(gòu)買得到的。
[0063]本發(fā)明提供的基于金屬納米網(wǎng)格透明電極的制作方法為:首先在硅襯底上制備金屬納米網(wǎng)格，然后轉(zhuǎn)移到透明襯底上，將硅襯底腐蝕，最終在透明襯底上形成基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極。
[0064]圖1為本發(fā)明制備得到的基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065]圖2為本發(fā)明提供的制備基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的工藝流程圖。
[0066]實(shí)施例1
[0067]一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極，通過(guò)如下方法制備得到:
[0068]按照?qǐng)D2所示的工藝流程圖，所述方法包括以下步驟:
[0069]步驟1:在硅襯底上旋涂光刻膠并烘烤；
[0070]本步驟中，將經(jīng)過(guò)清洗的硅襯底在熱板上180°C烘烤5?lOmin，去除表面的水分，旋涂PMMA(德國(guó)Allresist公司)電子束正性光刻膠，并放置在熱板上180°C烘烤2min ；
[0071]步驟2:曝光顯影，在硅襯底上將光刻膠刻蝕出納米網(wǎng)格圖形；
[0072]本步驟中，采用電子束直寫(xiě)技術(shù)，對(duì)硅襯底上的PMMA進(jìn)行曝光，顯影后在光刻膠層形成納米網(wǎng)格圖形；使用質(zhì)量比為1:3的MIBK(甲基異丁酮)和IPA(異丙醇)的混合液作顯影液對(duì)曝光的PMMA膠進(jìn)行顯影；
[0073]步驟3:采用電子束蒸鍍技術(shù)在帶有納米網(wǎng)格圖形的PMMA膠上蒸鍍30nm厚的Ag膜；
[0074]本步驟中，電子束蒸鍍工藝在常溫下進(jìn)行，Ag膜的實(shí)際厚度通過(guò)光譜橢偏儀進(jìn)行檢測(cè)控制；
[0075]電子束蒸鍍工藝是本領(lǐng)域所公知的技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力根據(jù)所需要的金屬膜的種類和厚度獲得相應(yīng)的操作條件，此處不再贅述；
[0076]步驟4:利用剝離工藝剝離除去硅襯底上的光刻膠，形成基于硅襯底上的Ag納米網(wǎng)格；
[0077]本步驟中，所述剝離工藝為在去膠劑丙酮中進(jìn)行超聲，獲得Ag納米網(wǎng)格；
[0078]步驟5:在Ag納米網(wǎng)格上旋涂粘合劑HSQ膠，并粘附玻璃襯底，并固化；
[0079]本步驟中，HSQ膠的厚度要大于Ag層的厚度，實(shí)際膠厚60nm，旋涂后，盡快將玻璃襯底放在上面，并施加一定壓力，確保玻璃襯底與帶有Ag納米網(wǎng)格的硅襯底粘附上，將其放置在真空烘箱120°C固化5h;
[0080]步驟6:腐蝕除去硅襯底后，獲得基于玻璃襯底的Ag納米網(wǎng)格透明電極；
[0081 ] 本步驟中，將步驟5得到的樣品，硅面朝上放置在25 %的TMAH (四甲基氫氧化銨)溶液中進(jìn)行腐蝕除去硅襯底，所述腐蝕過(guò)程在常溫下進(jìn)行；待硅基底完全被腐蝕后，將樣品取出，使用去離子水清洗干凈吹干；
[0082]實(shí)施例2
[0083]一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極，通過(guò)如下方法制備得到:
[0084]按照?qǐng)D2所示的工藝流程圖，所述方法包括以下步驟:
[0085]步驟1:在減薄的硅襯底上旋涂光刻膠并烘烤；
[0086]本步驟中，將硅襯底減薄至200 μ m后，進(jìn)行清洗，之后放置在熱板上180°C烘烤5?lOmin，去除表面的水分，旋涂PR1-500A (美國(guó)Futurrex產(chǎn)品)電子束正性光刻膠，并放置在熱板上110°c烘烤5min ；
[0087]步驟2:曝光顯影，在硅襯底上將光刻膠刻蝕出納米網(wǎng)格圖形；
[0088]本步驟中，使用投影光刻設(shè)備，對(duì)硅襯底上的PR1-500A進(jìn)行光學(xué)光刻曝光，顯影后在光刻膠層形成納米網(wǎng)格圖形；使用DR6(美國(guó)Futurrex公司)作顯影液對(duì)曝光的PR1-500A膠進(jìn)行顯影；
[0089]步驟3:采用電子束蒸鍍技術(shù)在帶有納米網(wǎng)格圖形的PR1-500A膠上蒸鍍50nm厚的Au膜；
[0090]本步驟中，電子束蒸鍍工藝在常溫下進(jìn)行，Au膜的實(shí)際厚度通過(guò)光譜橢偏儀進(jìn)行檢測(cè)控制；
[0091]電子束蒸鍍工藝是本領(lǐng)域所公知的技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力根據(jù)所需要的金屬膜的種類和厚度獲得相應(yīng)的操作條件，此處不再贅述；
[0092]步驟4:利用剝離工藝除去硅襯底上的光刻膠，形成基于硅襯底上的Au納米網(wǎng)格；
[0093]本步驟中，所述剝離工藝為在去膠劑丙酮中進(jìn)行超聲，獲得Au納米網(wǎng)格；
[0094]步驟5:在Au納米網(wǎng)格上旋涂粘合劑PI膠，并粘附PET柔性襯底，并固化；
[0095]本步驟中，PI膠的厚度要大于Au層的厚度，實(shí)際膠厚700nm，旋涂后，盡快將PET襯底放在上面，并施加一定壓力，確保玻璃襯底與帶有Au納米網(wǎng)格的硅襯底粘附上，將其放置在真空烘箱200°C固化7h;
[0096]步驟6:腐蝕除去硅襯底后，獲得基于PET襯底的Au納米網(wǎng)格透明電極；
[0097]本步驟中，將步驟5得到的樣品，硅面朝上放置在10%的TMAH溶液中進(jìn)行腐蝕除去硅襯底，腐蝕過(guò)程在35°C下進(jìn)行；待硅基底完全被腐蝕后，將樣品取出，使用去離子水清洗干凈吹干。
[0098]實(shí)施例3
[0099]一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極，通過(guò)如下方法制備得到:
[0100]按照?qǐng)D2所示的工藝流程圖，所述方法包括以下步驟:
[0101]步驟1:在減薄的硅襯底上旋涂光刻膠并烘烤；
[0102]本步驟中，將硅襯底減薄至150μπι后，進(jìn)行清洗，之后放置在熱板上180°C烘烤5?lOmin，去除表面的水分，旋涂PMMA (德國(guó)Allresist公司)電子束正性光刻膠，并放置在熱板上180°C烘烤5min ；
[0103]步驟2:曝光顯影，在硅襯底上將光刻膠刻蝕出納米網(wǎng)格圖形；
[0104]本步驟中，采用電子束直寫(xiě)技術(shù)，對(duì)硅襯底上的PMMA進(jìn)行曝光，顯影后在光刻膠層形成納米網(wǎng)格圖形；使用質(zhì)量比為1:3的MIBK(甲基異丁酮)和IPA(異丙醇)的混合液作顯影液對(duì)曝光的PMMA膠進(jìn)行顯影；
[0105]步驟3:采用電子束蒸鍍技術(shù)在帶有納米網(wǎng)格圖形的PMMA膠上蒸鍍40nm厚Ti膜。
[0106]本步驟中，電子束蒸鍍工藝在常溫下進(jìn)行，Ti膜的實(shí)際厚度通過(guò)光譜橢偏儀進(jìn)行檢測(cè)控制；
[0107]電子束蒸鍍工藝是本領(lǐng)域所公知的技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力根據(jù)所需要的金屬膜的種類和厚度獲得相應(yīng)的操作條件，此處不再贅述；
[0108]步驟4:利用剝離工藝剝離除去硅襯底上的光刻膠，形成基于硅襯底上的Ti納米網(wǎng)格；
[0109]本步驟中，所述剝離工藝為在去膠劑丙酮中進(jìn)行超聲，獲得Ti納米網(wǎng)格；
[0110]步驟5:在Ti納米網(wǎng)格上旋涂粘合劑PI膠，并粘附二氧化硅襯底，并固化；
[0111]本步驟中，PI膠的厚度要大于Ti層的厚度，實(shí)際膠厚900nm，旋涂后，盡快將二氧化娃襯底放在上面，并施加一定壓力，確保二氧化娃襯底與帶有Ti納米網(wǎng)格的娃襯底粘附上，將其放置在真空烘箱200°C固化8h ;
[0112]步驟6:腐蝕除去硅襯底后，獲得基于二氧化硅襯底的Ti納米網(wǎng)格透明電極；
[0113]本步驟中，將步驟5得到的樣品，硅面朝上放置在33 %的KOH溶液中進(jìn)行腐蝕除去硅襯底，所述腐蝕過(guò)程在常溫下進(jìn)行；待硅基底完全被腐蝕后，將樣品取出，使用去離子水清洗干凈吹干。
[0114] 申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于金屬納米網(wǎng)格的透明電極的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)在硅襯底上旋涂光刻膠并烘烤； (2)曝光顯影，在硅襯底上將光刻膠刻蝕出納米網(wǎng)格圖形； (3)在納米網(wǎng)格圖形的光刻膠上沉積金屬層； (4)剝離除去光刻膠，獲得形成于硅襯底上的金屬納米網(wǎng)格； (5)在金屬納米網(wǎng)格上旋涂粘合劑，并粘附透明襯底，并固化； (6)腐蝕除去硅襯底，獲得基于透明襯底上的金屬納米網(wǎng)格透明電極。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅襯底為厚度小于220μm的硅片; 優(yōu)選地，步驟(I)所述光刻膠的旋涂厚度為100?500nm ;所述光刻膠優(yōu)選自PMMA和/或 PR1-500A ； 優(yōu)選地，步驟(I)所述烘烤溫度為100?220°C ; 優(yōu)選地，所述烘烤為采用熱板烘烤或烘箱烘烤；熱板烘烤時(shí)間優(yōu)選為I?lOmin，進(jìn)一步優(yōu)選2min ;烘箱烘烤時(shí)間彡lOmin，優(yōu)選10?60min。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述硅襯底經(jīng)過(guò)清洗后使用，所述清洗步驟優(yōu)選為包括如下步驟: 將硅襯底依次放入丙酮溶液和異丙醇溶液中分別超聲清洗5?1min ;然后取出硅襯底用去離子水沖洗干凈，并用氮?dú)鈽尨蹈筛街乃?；隨后將處理過(guò)的硅襯底放入氫氟酸水溶液中浸泡2?5min ;浸泡完畢取出硅襯底，用去離子水沖洗，最后吹干附著的水分備用。
4.如權(quán)利要求1?3之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述曝光選自電子束直寫(xiě)曝光/或光學(xué)光刻曝光； 優(yōu)選地，步驟(2)所述納米網(wǎng)格圖形選自圓形和/或正多邊形，優(yōu)選正方形； 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米網(wǎng)格線寬度為10?500nm，所述納米網(wǎng)格孔洞尺寸為0.5?10 μ m0
5.如權(quán)利要求1?4之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述沉積金屬層通過(guò)電子束蒸鍍技術(shù)進(jìn)行； 優(yōu)選地，所述金屬為銀、金、鉑、鋁、銅、鈦、錫、鐵、鎳、鈷、鋅、銦中的任意I種或至少2種的合金； 優(yōu)選地，所述金屬層厚度為10?50nm。
6.如權(quán)利要求1?5之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述剝離為:在除膠劑中進(jìn)彳丁超聲； 優(yōu)選地，所述除膠劑為丁酮。
7.如權(quán)利要求1?6之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)所述粘合劑為耐氫氧化鉀溶液和/或四甲基氫氧化胺溶液腐蝕的粘合劑；優(yōu)選為聚酰亞胺和/或HSQ膠； 優(yōu)選地，所述粘合劑的涂覆厚度大于金屬層的厚度； 優(yōu)選地，步驟(5)所述透明襯底為玻璃和/或柔性聚合物膜； 優(yōu)選地，步驟(5)所述固化方式為烘烤，優(yōu)選熱板或烘箱烘烤； 優(yōu)選地，步驟(5)所述固化在真空烘箱內(nèi)進(jìn)行，固化溫度為110?220°C，固化時(shí)間為0.5 ?1h0
8.如權(quán)利要求1?7之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(6)所述“腐蝕除去硅襯底”為將待腐蝕硅浸泡于氫氧化鉀溶液和/或四甲基氫氧化胺溶液中進(jìn)行腐蝕； 優(yōu)選地，氫氧化鉀溶液的濃度為33% ;所述四甲基氫氧化胺溶液的濃度為10%和或25%。
9.一種透明電極，其特征在于，所述透明電極由權(quán)利要求1?8所述方法制備得到，所述透明電極結(jié)構(gòu)形狀可調(diào)、金屬層厚度、納米網(wǎng)格線寬及納米網(wǎng)格孔洞尺寸可控。
【文檔編號(hào)】H01L21/28GK104485279SQ201410759527
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】董鳳良, 陳佩佩, 閆蘭琴, 李志琴, 李志剛, 褚衛(wèi)國(guó) 申請(qǐng)人:國(guó)家納米科學(xué)中心