一种微颗粒上制备测试电极的方法 |
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| 申请号 | CN201610008779.0 | 申请日 | 2016-01-06 | 公开(公告)号 | CN105502276A | 公开(公告)日 | 2016-04-20 |
| 申请人 | 中国科学院物理研究所; | 发明人 | 顾长志; 李无瑕; 金爱子; 李俊杰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种微颗粒上制备测试 电极 的方法，涉及新 型材 料与器件的加工制备领域。本发明通过聚焦离子束/ 电子 束双束系统在微颗粒的表面制备测试电极，具体步骤包括：选取 支撑 衬底在所述支撑衬底上分散排布所述微颗粒；将分散排布后的微颗粒固定在所述支撑衬底上；在固定的微颗粒的表面加工电极条并将所述电极条延伸到所述支撑衬底上，在所述支撑衬底上沉积加工电极 接触 块 ，以实现所述测试电极的制备。本发明的微颗粒上制备测试电极的方法，通过聚焦离子束/电子束双束系统在微颗粒的表面制备测试电极，工艺步骤简单、难度低、耗时少、且具有较高的灵活性。本发明的方法，适用于一些非常规微尺寸器件。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种微颗粒上制备测试电极的方法，通过聚焦离子束/电子束双束系统在微颗粒的表面制备测试电极，具体步骤包括： |
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| 说明书全文 | 一种微颗粒上制备测试电极的方法技术领域背景技术[0002] 随着科学技术的不断发展，许多新材料也不断地研制成功，如铁基超导体。但很多新型的材料一般多为单晶，而且材料的面积与厚度比较接近，都是几十微米。对于这些新型材料来说，为探究其结构以及性能方面的研究，都需要进行测试，而测试之前需要通过从基底材料表面引出测试电极。 [0003] 对尺寸微小或形状不规则的新型材料与器件来说，若采用现有技术中的光刻、金属沉积工艺或电镀的方法进行电极加工，沉积厚度与基底材料的厚度接近，这样容易造成基底材料不同面之间无法形成有效的连续的电连接。 [0004] 因此，需要一种可以在微颗粒上制备测试电极的方法，为非常规形状或微尺寸器件以及新型材料的物性研究提供一种简单、灵活、高效的手段。 发明内容[0005] 本发明的目的是要提供一种工艺步骤简单、难度低、耗时少、且具有高灵活性的微颗粒上制备测试电极的方法。 [0006] 特别地，本发明提供了一种微颗粒上制备测试电极的方法，通过聚焦离子束/电子束双束系统在微颗粒的表面制备测试电极，具体步骤包括： [0007] 步骤1、选取支撑衬底； [0008] 步骤2、在所述支撑衬底上分散排布所述微颗粒； [0009] 步骤3、将分散排布后的微颗粒固定在所述支撑衬底上； [0011] 可选地，所述步骤2中的所述微颗粒通过超声分散后滴定在所述支撑衬底上。 [0012] 可选地，所述步骤2中的所述微颗粒直接放置在所述支撑衬底上。 [0013] 可选地，所述步骤2在分散所述微颗粒之后，再用导电的碳带、铜带或银胶将分散有微颗粒的支撑衬底固定在所述聚焦离子束/电子束双束系统的样品托上，放入所述聚焦离子束/电子束双束系统的样品室中的样品台上，并对所述聚焦离子束/电子束双束系统抽真空。 [0014] 可选地，所述步骤3是在所述步骤2分散微颗粒时，直接通过绝缘聚合物将所述微颗粒固定在所述支撑衬底上。 [0015] 进一步，所述步骤4中电极条的加工具体包括：在所述微颗粒的预定表面处采用聚焦离子束进行微区刻蚀，以获得接触孔，然后采用聚焦离子束诱导的化学气相沉积，引入气态分子源，在所述接触孔处生长所述电极条。 [0016] 可选地，所述步骤3中的所述微颗粒通过聚焦离子束或电子束诱导的沉积技术在所述微颗粒与所述支撑衬底接触处的边缘进行微区沉淀，从而实现所述微颗粒的固定。 [0017] 进一步，所述步骤4所述电极条的加工具体是在所述微颗粒的预定表面处采用聚焦离子束或电子束诱导的沉积技术生长所述电极条。 [0019] 可选地，所述支撑衬底以及所述微颗粒可随所述聚焦离子束/电子束双束系统的样品台转动任意角度以实现所述支撑衬底与所述微颗粒接触面处的所述电极条的沉积。 [0020] 本发明的微颗粒上制备测试电极的方法，通过聚焦离子束/电子束双束系统可以在微颗粒的表面制备测试电极，避免了测试电极的厚度与基底材料的厚度接近而无法形成有效连续的电连接的问题，工艺步骤简单、难度低、耗时少、且具有较高的灵活性。本发明的方法，适用于一些非常规微尺寸器件，为新型高温超导、金刚石以及石墨烯颗粒基底器件的的物性研究与走向应用提供一种有效的方法与途径。 附图说明[0022] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中： [0023] 图1是根据本发明一个实施例的微颗粒上制备测试电极的方法的制备流程图。 具体实施方式[0024] 图1是根据本发明一个实施例的微颗粒3上制备测试电极的方法的制备流程图。参见图1，本发明通过聚焦离子束/电子束双束系统在微颗粒3的表面制备测试电极，具体步骤包括： [0025] 步骤S1、选取支撑衬底1； [0026] 步骤S2、在所述支撑衬底上分散排布所述微颗粒； [0027] 步骤S3、将分散排布后的微颗粒固定在所述支撑衬底上； [0028] 步骤S4、在固定的微颗粒的表面加工电极条并将所述电极条延伸到所述支撑衬底上，在所述支撑衬底上沉积加工电极接触块，以实现所述测试电极的制备。 [0029] 本发明的微颗粒3上制备测试电极的方法，通过聚焦离子束/电子束双束系统在微颗粒3的表面制备测试电极，工艺步骤简单、难度低、耗时少、且具有较高的灵活性。本发明的方法，适用于一些非常规微尺寸器件，为新型高温超导、金刚石以及石墨烯颗粒基底器件的的物性研究与走向应用提供一种有效的方法与途径。 [0030] 在步骤S1中，参见图1中的(a)，选取支撑衬底1。所述支撑衬底1选用绝缘块材衬底或具有支撑衬底1的其他衬底。支撑衬底1选用绝缘块材衬底时，可以首先在绝缘块材衬底1上沉积一层电介质层2。支撑衬底1在使用前需要进行清洗和干燥处理。 [0031] 在步骤S2中，参见图1中的(b)，在所述支撑衬底1上分散排布所述微颗粒3。所述微颗粒3的分散排布可以采用超声分散滴定在所述支撑衬底1上。所述微颗粒3的分散排布还可以采用直接放置在所述支撑衬底1上。 [0032] 在所述微颗粒3分散排布完成后，采用导电的碳带、铜带或银胶将所述支撑衬底1固定在所述聚焦离子束/电子束双束系统的样品托上，放入聚焦离子束/电子束双束系统的样品室中的样品台上，并对所述聚焦离子束/电子束双束系统抽真空，以使得所述测试电极的制备在真空环境中进行。整个测试电极的制备过程在真空环境下完成，对于敏感样品，如不能见水与其他化学药品的材料，都是极为有利的。 [0033] 在步骤S3中，参见图1中的(c)，将所述微颗粒3固定在所述支撑衬底1上。当聚焦离子束/电子束双束系统的抽真空完成后，打开聚焦离子束和电子束，通过电子束成像与样品台的移动，找到需要加工测试电极的微颗粒3。 [0034] 所述微颗粒3的固定可以在分散微颗粒3时采用绝缘聚合物固定在所述支撑衬底1上，绝缘聚合物优选为绝缘胶。所述微颗粒3的固定还可以采用聚焦离子束8或电子束诱导的沉积技术，在所述微颗粒3与所述支撑衬底1接触处的边缘通过电子束或聚焦离子束8斜入射沉积物4进行微区沉淀，从而实现所述微颗粒3的固定。 [0035] 在步骤S4中，参见图1中的(d)，在所述微颗粒3的表面加工电极条6并将所述电极条6延伸到所述支撑衬底1上，在所述支撑衬底1上沉积加工电极接触块7，以实现所述测试电极的制备。由于步骤S3中微颗粒3的固定可以有两种固定方案，因此，步骤S4中的加工方案相应地也有两种。 [0036] 方案一、若所述微颗粒3采用绝缘聚合物固定在所述支撑衬底1上，那么所述电极条6的加工具体包括：在所述微颗粒3的预定表面处采用聚焦离子束8进行微区刻蚀，以获得接触孔5，然后采用聚焦离子束8诱导的化学气相沉积，引入气态分子源，在所述接触孔5处生长所述电极条6。 [0037] 方案二、若微颗粒3采用电子束或聚焦离子束8的诱导沉积技术固定在所述支撑衬底1上，那么所述电极条6的加工具体可以继续在所述微颗粒3的预定表面处采用电子束或聚焦离子束8的诱导沉积技术直接生长所述电极条6。 [0038] 当所述电极条6生长后，参见图1中的(e)，将所述电极条6延伸到所述支撑衬底1上，在所述支撑衬底1上沉积加工电极接触块7，从而实现所述测试电极的制备。 [0039] 重复以上步骤，即可以获得多个测试电极的加工。 [0040] 参见图1中的(d)，所述绝缘衬底以及所述微颗粒3可随所述聚焦离子束/电子束双束系统的样品台转动任意角度θ以实现所述绝缘衬底与所述微颗粒3接触面处的所述电极条6的沉积。 [0041] 在测试电极的制备过程中，样品台可以倾斜不同的角度，使得加工尺寸和定位更加精准，使沉积厚度远远小于微颗粒3的厚度，从而形成了微颗粒3不同面之间的连续的电连接。 [0042] 本发明的微颗粒3上制备测试电极的方法可以在纳米尺度的高分辨率下，定点定位的完成，成品率很高。 |
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