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摘要
? ? ? 我們據(jù)報(bào)道，金屬薄膜可以通過脈沖摻釹釔鋁石榴石激光束照射薄膜表面直接光刻。該過程利用激光誘導(dǎo)的熱彈性力，起到將薄膜與底層分離的作用。使用空間調(diào)制激光束制造了微米級(jí)的高保真圖案。具有光刻鋁源極和漏極電極的鋅-錫-氧化物薄膜晶體管表現(xiàn)出高于 105 的開/關(guān)比和非常低的關(guān)斷電流水平。這表明金屬層通過該過程被完全蝕刻掉，不需要額外的清潔或蝕刻步驟。
介紹
? ? ? 金屬薄膜圖案化是現(xiàn)代電子設(shè)備制造中的關(guān)鍵工藝，因?yàn)樗鼈兺ǔＰ枰姌O、金屬化或互連線。這些圖案通常是通過光刻技術(shù)制造的。雖然傳統(tǒng)的光刻可以提供高分辨率的圖案，但它也需要昂貴的設(shè)備和許多工藝步驟。對(duì)簡(jiǎn)單、低成本制造的日益增長(zhǎng)的需求導(dǎo)致了對(duì)替代品的狂熱尋找。已經(jīng)研究了許多不同的方法，包括噴墨打印、?納米轉(zhuǎn)移印刷，和激光誘導(dǎo)的正向轉(zhuǎn)移。這些替代方案中的大多數(shù)都具有加成工藝的優(yōu)勢(shì)，但在分辨率、處理速度或可靠性方面仍然存在限制。
光刻
? ? ? 該領(lǐng)域以前的工作主要致力于潛在光刻膠材料的光刻蝕以及納米顆粒的尺寸選擇性蝕刻。在最近的一份報(bào)告中，我們已經(jīng)證明，蒸發(fā)在玻璃基板上的金屬薄膜（Au、Ag 和 Al）可以通過從基板背面入射的空間調(diào)制脈沖摻釹釔鋁石榴石 (Nd:YAG) 激光束直接圖案化。該方法利用施加在薄膜上的脈沖激光誘導(dǎo)熱彈性力，其作用是將其從基材上分離。沉積的薄膜是多晶的，具有納米尺寸的晶粒，因此材料的局部蝕刻可能會(huì)沿著弱結(jié)合的晶界區(qū)域進(jìn)行剪切。所提出的技術(shù)提供了一種簡(jiǎn)單的無光刻膠路線，可以在透明基板上制造金屬薄膜圖案。但從適用性來看，正面照明方案更有利，因?yàn)榛搴腿魏蔚讓硬⒉豢偸峭该鞯?。我們?cè)谶@里證明了直接入射到薄膜表面的空間調(diào)制脈沖激光束也可以產(chǎn)生高保真圖案。討論了這種光刻方案作為金屬化工藝的可行性，以及氧化鋅錫 (ZTO) 薄膜的表征。?使用光刻鋁電極在硅襯底上制造的電阻。
圖案化的光學(xué)輪廓儀圖像
? ? ? 制造的圖案與轉(zhuǎn)移的掩模圖案具有良好的保真度，并且可以蝕刻出具有清晰邊緣的薄膜。獲得了 25 μm 的最小特征尺寸。實(shí)際上，這是所用掩模的最小圖案尺寸。由于分離的薄膜應(yīng)通過蔭罩中的開口去除，因此圖 1 所示的接觸模式配置。分辨率有限。為了估計(jì)使用這種光刻工藝可以制造多小的特征，通過兩束干涉對(duì)沉積在玻璃基板上的 Ag 膜進(jìn)行圖案化。干涉圖是使用石英制成的折射棱鏡產(chǎn)生的。圖案化薄膜的掃描電子顯微圖像如圖 1 所示。以及設(shè)置示意圖。盡管薄膜受到正弦強(qiáng)度（即脈沖能量密度）分布的影響，但還是產(chǎn)生了階梯狀條紋圖案。這意味著僅當(dāng)脈沖能量密度超過閾值時(shí)才會(huì)發(fā)生蝕刻。線寬可以通過調(diào)整脈沖能量來控制，并且可以降低到~4 μm，保持相當(dāng)好的均勻性。
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