[0037]具體步驟為:
[0038]1.利用電腦軟件設(shè)計(jì)出所需的光斑圖形，光斑的大小可以在范圍為
2.7 μ mX 2.7 μ m到560 μ mX 560 μ m內(nèi)任意設(shè)計(jì)，通過投影儀和聚光鏡投射到光誘導(dǎo)電沉積芯片(lcmX2cm)上。
[0039]2.將金屬鹽溶液比如濃度為20mM的HAuCl4r溶液，濃度為lOOmM的AgN03溶液，濃度為lOOmM的CuSOd#液等注入光誘導(dǎo)介電沉積芯片的溶液層。
[0040]3.利用信號(hào)發(fā)生器在光誘導(dǎo)電沉積芯片兩端施加信號(hào)頻率為50?100kHz,峰峰值為10V的正弦信號(hào)。
[0041]4.在外加交流電的作用下，溶液中的金屬離子在光照的a_S1:H表面區(qū)域被還原為金屬單質(zhì)，吸附沉積成金屬電極。
[0042]沉積出的金屬電極的形狀與設(shè)計(jì)的光斑一致。沉積的金屬電極的高度與沉積時(shí)間成線性關(guān)系，沉積速度與金屬鹽溶液濃度有關(guān)，濃度較大，沉積速度較快。
[0043]利用光誘導(dǎo)電沉積芯片，光誘導(dǎo)電沉積芯片具有以下特點(diǎn)(如圖1所示):
[0044]如圖1所示，0DEP芯片主要分為可拆卸的三層結(jié)構(gòu)，從上到下依次為ΙΤ0玻璃(包括:1mm的玻璃層、120nm的ΙΤ0(氧化銦錫)層)、溶液層、氫化非晶硅玻璃(包括:氫化非晶硅層、ΙΤ0層，玻璃層)。其厚度為:ΙΤ0玻璃(厚約1mm，大小3cmX3cm)，溶液層(厚60ym),S^非晶娃(a-Si:H)玻璃(厚1mm,大小3cm X 3cm)組成一個(gè)漢堡結(jié)構(gòu)。其中，氫<化非晶硅玻璃為三層結(jié)構(gòu)組成，從上到下依次氫化非晶硅層、ΙΤ0層，玻璃層。
[0045]氫*化非晶娃玻璃包含1 μ m厚的氫<化非晶娃，120nm的ΙΤ0層,500 μ m厚的玻璃。氫<化非晶硅層在一定強(qiáng)度的光照下會(huì)由于電子空穴對(duì)的產(chǎn)生使得光照區(qū)域的電阻大大減小，有光照的其電導(dǎo)率會(huì)從10 9S/m增加到10 3S/m。由于光照區(qū)域的電導(dǎo)率升高使得其電阻降低，使得外加電壓大部分轉(zhuǎn)移到溶液層兩端，也就是說在外加交流信號(hào)的作用下，可以把光照區(qū)域看成一個(gè)微電極，會(huì)在溶液層產(chǎn)生非均勻電場如圖2所示。
[0046]如圖2所示，ΙΤ0的電阻很小，所以在電路中其電阻可以忽略不計(jì)，溶液層(solut1n)與氫化非晶硅(a-S1:H)層均可以看成一個(gè)電阻與電容并聯(lián)作用。在光照下，氫化非晶硅局部電阻變小，使得與之串聯(lián)的溶液層局部分壓變大，形成一個(gè)非均勻電場。
[0047]實(shí)施例一
[0048]1.將一片ΙΤ0玻璃和一片氫化非晶硅玻璃利用99%質(zhì)量濃度的乙醇超聲清洗兩次，每次15分鐘。利用氮?dú)鈱⑿酒蹈纱谩?br>[0049]2.將洗凈后的ΙΤ0玻璃和氫化非晶硅玻璃，利用兩條2cmX lmmX60 μ m的雙面膠貼在一起，形成如圖1所示的結(jié)構(gòu)。由于雙面膠的存在，在Ι??玻璃和氫化非晶硅玻璃之前具有60 μ m高的空間可用于容納溶液，所以該層被稱為溶液層。組裝好后形成光誘導(dǎo)介電沉積芯片。
[0050]3.利用微量移液器將濃度為lOOmM的AgN03溶液注入光誘導(dǎo)電沉積芯片中。并且在ΙΤ0玻璃上的ΙΤ0層與氫化非晶硅上的ΙΤ0層接上導(dǎo)線，以便跟信號(hào)發(fā)生器的正負(fù)極連接，整個(gè)芯片的等效電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0051]4.將電沉積芯片放置在一個(gè)三維移動(dòng)平臺(tái)上，在電腦中繪制需要的圖片形狀(陣列光斑圖形如圖3(A)所示，其中白色區(qū)域?yàn)樗璩练e的圖形)，通過投影儀照射在光誘導(dǎo)電沉積芯片上，同時(shí)將信號(hào)發(fā)生器的正負(fù)極于步驟3所述的兩導(dǎo)線連接，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片施加外接交流電源(利用信號(hào)發(fā)生器在芯片兩端施加一個(gè)正弦交流信號(hào)，信號(hào)頻率為150-100kHz，幅值為lOVpp，作用時(shí)間為10?60秒)，銀離子在氫化非晶硅表面有光照的地方發(fā)生還原反應(yīng)，并吸附在該區(qū)域形成與投射光斑形狀一致的金屬電極。如圖3(B)所示為圖3(A)陣列光斑生成的銀電極圖形。
[0052]銀電極的高度與沉積時(shí)間成線性關(guān)系。如圖4所示。時(shí)間為0、10、20、30、40、50、60s 時(shí)，電極的高度分別為 0、430、820、1040、1439、1660、2240μπι。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速無模板的圖形化電極制作方法，其特征在于包括以下步驟: 在計(jì)算機(jī)內(nèi)制作光斑圖形；將圖形經(jīng)投影儀投影在芯片上形成光斑；信號(hào)發(fā)生器發(fā)出交流信號(hào)給芯片通電；在光斑和通電的雙重作用下設(shè)定時(shí)間內(nèi)，芯片內(nèi)的光敏材料基地上形成金屬電極。2.按權(quán)利要求1所述的一種快速無模板的圖形化電極制作方法，其特征在于所述投影亮度為7?10mw/cm2。3.按權(quán)利要求1所述的一種快速無模板的圖形化電極制作方法，其特征在于所述芯片為光誘導(dǎo)電沉積芯片，在溶液層注入金屬鹽溶液。4.按權(quán)利要求1所述的一種快速無模板的圖形化電極制作方法，其特征在于所述交流信號(hào)為正弦交流信號(hào)，信號(hào)頻率為50?100kHz，幅值為5V。5.按權(quán)利要求1所述的一種快速無模板的圖形化電極制作方法，其特征在于所述設(shè)定時(shí)間為20?60s。6.按權(quán)利要求1所述的一種快速無模板的圖形化電極制作方法，其特征在于所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)出交流信號(hào)給芯片通電具體為:信號(hào)發(fā)生器發(fā)出交流信號(hào)、經(jīng)芯片內(nèi)IT0玻璃上的Ι??層與氫化非晶硅上的IT0層給芯片通電。7.按權(quán)利要求1所述的一種快速無模板的圖形化電極制作方法，其特征在于所述芯片內(nèi)的光敏材料基地上形成金屬電極具體為:芯片內(nèi)的金屬離子在光斑照射的光敏材料基地上被還原、吸附、沉積形成金屬電極，金屬電極的形狀與入射光斑的形狀一致。8.按權(quán)利要求1所述的一種快速無模板的圖形化電極制作方法，其特征在于所述金屬電極的厚度根據(jù)設(shè)定時(shí)間的增長成線性增厚。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種快速無模板的圖形化電極制作方法，包括以下步驟：在計(jì)算機(jī)內(nèi)制作光斑圖形；將圖形經(jīng)投影儀投影在芯片上形成光斑；信號(hào)發(fā)生器發(fā)出交流信號(hào)給芯片通電；在光斑和通電的雙重作用下設(shè)定時(shí)間內(nèi)，芯片內(nèi)的光敏材料基地上形成金屬電極。本發(fā)明利用金屬離子在虛擬電極表面能被還原吸附的特點(diǎn)，可以通過控制照在非晶硅層光斑的形狀控制金屬沉積的區(qū)域形狀，制作出各種圖案。利用這種微圖形制作方法，可以不需要物理模板，直接根據(jù)所需的電路結(jié)構(gòu)和形狀設(shè)計(jì)光斑即可得到所需的電路。
【IPC分類】H01L21/288
【公開號(hào)】CN105448695
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410424509
【發(fā)明人】劉連慶, 劉娜, 李文榮, 王越超, 于海波, 董再勵(lì)
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年8月26日