在相應(yīng)的正常負(fù)荷為2mN的位置，測量樣品的表面形成的納米劃痕的橫剖面。
[0152]圖15示出了適用于低成本、高速度、大量的生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)以及納米結(jié)構(gòu)增強的鍍金屬聚合物膜的示意圖。圖15示出的裝置包括三個滾輪，為了引導(dǎo)聚合物膜(即基板，例如，上面所述的基板)從開始區(qū)間到結(jié)束區(qū)間，該三個滾輪安裝在不同的獨立腔室或大的公共腔室的系統(tǒng)中。根據(jù)圖15，如箭頭所示，聚合物膜被從左邊引導(dǎo)到右邊。
[0153]通過安裝滾輪來確保將聚合物膜從聚合物膜供應(yīng)處(圖未示)引導(dǎo)到另一(未說明)處理站，在該處理站，包含納米結(jié)構(gòu)的鍍金屬聚合物被收集和處理。滾輪可進(jìn)一步包括加熱或冷卻單元，并且可選地具有溫度控制，以在生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)的時候?qū)酆衔锬?基板)提供必要的加熱和冷卻。當(dāng)聚合物膜從供應(yīng)處移動到處理站的時候，為了獲得鍍金屬聚合物膜，其會通過第一蒸氣源，例如，蒸金屬，例如鋁，的蒸氣源，該蒸氣源用于在聚合物膜上鍍一層多晶金屬膜，該多晶金屬膜具有晶粒邊界。
[0154]第二蒸氣源設(shè)置在第一蒸氣源的下游，并且提供蒸氣流，例如Si蒸氣流，該蒸氣中的一種或者多種元素擴散進(jìn)入鍍金屬的聚合物膜的多晶金屬膜的晶粒邊界，因此，能夠獲得在多晶金屬膜的晶粒邊界網(wǎng)處包含納米結(jié)構(gòu)(并且通過其增強)的鍍金屬聚合物膜。
[0155]第一和第二蒸氣源可以為適合形成，例如，覆蓋聚合物膜的多晶金屬膜，以及適合于產(chǎn)生包含至少一種元素的蒸氣流的第一和第二蒸氣源，該包含至少一種元素的蒸氣流能夠擴散進(jìn)入多晶膜的晶粒邊界。通常的蒸氣源包括PVD蒸氣源、CVD蒸氣源、PECVD蒸氣源和積液氣室。這需要使用特別的腔室，例如真空腔室，該蒸氣源對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的，在此不需要解釋原因。
[0156]圖15中的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)低溫、高速度、大量生產(chǎn)的生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)。另外，還使用了成本效益好的基板(聚合物膜)，例如PET基板(例如Mylar)和聚酰亞胺膜，因此，能夠大幅的減少納米結(jié)構(gòu)的制造成本。另外，因為金屬膜被晶粒邊界網(wǎng)處的納米結(jié)構(gòu)增強，還可以產(chǎn)生低成本的納米結(jié)構(gòu)增強的金屬化的聚合物膜，這意味著，用于封裝的增強膜現(xiàn)在可以在工業(yè)級別生產(chǎn)。用于產(chǎn)生蒸氣流的第二蒸氣源可以被簡單的安裝到現(xiàn)有的封裝工業(yè)可以獲得的中試線規(guī)模設(shè)施中。
[0157]該裝置還可選地進(jìn)一步包括:設(shè)置在蒸氣源下游的刻蝕機，在獨立的腔室中，或者在與蒸氣源公共的腔室中，該刻蝕機用于生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)。因為該裝置能夠用于高速度和大產(chǎn)量的生產(chǎn)聚合物膜網(wǎng)上的納米結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)。
【主權(quán)項】
1.一種制造納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括以下步驟: a)提供一基板，所述基板的至少一個表面上設(shè)有多晶膜，其中，所述多晶膜為具有晶粒邊界的膜； b)在等于或者高于環(huán)境溫度的溫度下，將所述多晶膜暴露于蒸氣流中，其中，所述蒸氣包含的至少一種元素擴散進(jìn)入所述多晶膜的所述晶粒邊界，導(dǎo)致在所述晶粒邊界處的納米結(jié)構(gòu)的生長。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板選自于:聚合物、聚合物膜、塑料、塑料膜、半導(dǎo)體基板、玻璃、氧化物、陶瓷、金屬、合金、金屬箔和合金箔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多晶膜為純金屬膜或合金膜，優(yōu)選地包括下面的至少一種元素:A1、T1、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、In、Sn、W、Pt、Au 和 Pb。
4.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述多晶膜的平均厚度小于1000納米，優(yōu)選小于100納米，并且最優(yōu)選為大于或者等于5納米。
5.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法在環(huán)境溫度到600°C的溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選地在環(huán)境溫度到350°C的范圍內(nèi)進(jìn)行。
6.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述蒸氣包含下述元素中的至少一種:ΙΠ族元素(例如B、Al、Ga、In)，IV族元素(例如C、S1、Ge、Sn、Pb)、V族元素(例如 N、P、As、Sb、Bi)、O、S、Cu、Zn、Pd、Ag、Pt 和 Au。
7.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述蒸氣流被限制在一個等級之下，在所述等級，所述蒸氣的材料在所述多晶膜的自由表面沉積成膜。
8.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在步驟b中，包含在所述蒸氣流中的至少一種元素擴散進(jìn)入所述多晶膜的所述晶粒邊界中，并且與所述多晶膜反應(yīng)以在所述晶粒邊界處形成復(fù)合納米結(jié)構(gòu)或者合金納米結(jié)構(gòu)。
9.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法在步驟b之前進(jìn)一步包括對所述多晶膜進(jìn)行熱處理、機械處理或等離子體處理的步驟。
10.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在步驟b中，所述蒸氣流中包含的至少兩種元素擴散進(jìn)入所述多晶膜的所述晶粒邊界中，導(dǎo)致在所述晶粒邊界處的合金納米結(jié)構(gòu)或者復(fù)合納米結(jié)構(gòu)或者摻雜納米結(jié)構(gòu)的生長。
11.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在步驟b中，擴散進(jìn)入所述晶粒邊界的至少一種元素為形成于所述晶粒邊界處的所述納米結(jié)構(gòu)的摻雜劑。
12.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在步驟b中，可選地，在相同的處理腔室中，或者在第二處理腔室中，所述多晶膜依次暴露于至少兩種蒸氣流中。
13.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述多晶膜被選擇性地遮蔽以定義出至少一第一暴露區(qū)和至少一第二遮蔽區(qū)，多晶膜的所述第一暴露區(qū)暴露于具有第一組分的第一蒸氣流中，所述第二遮蔽區(qū)至少部分暴露以形成第二暴露區(qū)，所述多晶膜的所述第二暴露區(qū)暴露于具有第二組分的第二蒸氣流中。
14.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括在步驟b后選擇性地刻蝕掉或者去除所述多晶膜的步驟。
15.如上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括將所述納米結(jié)構(gòu)從所述基板分離的步驟，例如，通過選擇性地刻蝕掉所述基板，或者通過將所述納米結(jié)構(gòu)從所述基板分開(在這種情況中，基板可重復(fù)用于下次生長)。
16.如權(quán)利要求14或者15所述的方法，其特征在于，還包括在所述納米結(jié)構(gòu)上提供另一鍍層。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將鍍層的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理以形成復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的步驟，所述復(fù)合納米結(jié)構(gòu)由所述納米結(jié)構(gòu)和所述另一鍍層的材料構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求14至17中的任一項所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括對所述納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能化的步驟。
19.一種互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)特別是根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的方法形成的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)。
20.如權(quán)利要求19所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)為獨立的納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)。
21.如權(quán)利要求19所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)設(shè)置在基板上。
22.如權(quán)利要求21所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述基板選自于聚合物、聚合物膜、塑料、塑料膜、半導(dǎo)體基板、玻璃、氧化物、陶瓷、金屬、合金、金屬箔或者合金箔。
23.如權(quán)利要求19至22中的任一項所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)出現(xiàn)在多晶膜的晶粒邊界處，優(yōu)選地，所述多晶膜選自純金屬膜或者合金膜，所述多晶膜優(yōu)選包括下述元素中的至少一種:A1、T1、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、In、Sn、W、Pt、Au 和 Pb。
24.如權(quán)利要求19至23中的任一項所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)包括下列元素中的至少一種:ΙΠ族元素(例如B、Al、Ga、In)，IV族元素(例如C、S1、Ge、Sn、Pb)，V 族元素(例如 N、P、As、Sb、Bi)、O、S、Cu、Zn、Pd、Ag、Pt 和 Au。
25.如權(quán)利要求19至24中的任一項所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所包括的納米結(jié)構(gòu)由不同組分的至少第一層和第二層形成。
26.如權(quán)利要求25所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)包括η-ρ結(jié)構(gòu)、ρ-η結(jié)構(gòu)、η-ρ-η結(jié)構(gòu)和ρ_η_ρ結(jié)構(gòu)中的至少一種，所述ρ_η_ρ結(jié)構(gòu)可選地在η-p層或ρ-η層之間具有一個或者多個本征材料層，并且可選地為漸變組分層。
27.如權(quán)利要求19至26中的任一項所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，在所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)的自由表面上或者在互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)的最外層處設(shè)有觸點。
28.如權(quán)利要求19至27中的任一項所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)設(shè)置在具有至少第一區(qū)間和第二區(qū)間的平面內(nèi)，所述第一區(qū)間和所述第二區(qū)間由不同的材料或者所述第一區(qū)間和所述第二區(qū)間中由選擇不同摻雜劑的材料構(gòu)成。
29.如權(quán)利要求19至28中的任一項所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)設(shè)有另一鍍層。
30.如權(quán)利要求29所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)為復(fù)合納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，所述復(fù)合納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)由納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)和另一鍍層的材料構(gòu)成。
31.如權(quán)利要求19至30中的任一項所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，其特征在于，所述互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)為功能化的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)。
32.—種特別是根據(jù)權(quán)利要求1至18中的任一項所述的方法制備的納米結(jié)構(gòu)，所述納米結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有上述權(quán)利要求19至31中的任一項所述的特征。
33.一種用于制造納米結(jié)構(gòu)的裝置，所述納米結(jié)構(gòu)優(yōu)選為根據(jù)權(quán)利要求19至31中的任一項所述的互聯(lián)納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，所述裝置包括至少一個用于產(chǎn)生包含一種或者多種元素的至少一種蒸氣流，所述一種或者多種元素擴散進(jìn)入基板上的多晶膜里的晶粒邊界。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括至少兩種蒸氣源，其中，一個蒸氣源用于在所述基板上產(chǎn)生多晶膜。
35.如權(quán)利要求33或者34所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括刻蝕機。
36.如權(quán)利要求33至35中的任一項所述的裝置，其特征在于，還包括基板引導(dǎo)件，所述基板導(dǎo)軌用以移動位于至少兩個蒸氣源中的所述基板。
37.如權(quán)利要求33至36中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括外殼，所述外殼例如為包含至少一個蒸氣源和所述基板的可抽真空的腔室。
38.如權(quán)利要求33至37中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括加熱器和可選的溫度控制裝置，所述溫度控制裝置用于保持所述基板的溫度在環(huán)境溫度至600°C，優(yōu)選地為環(huán)境溫度到350°C，最優(yōu)選地為環(huán)境溫度到200°C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制造納米結(jié)構(gòu)的方法，包括如下步驟：a)提供在至少一個表面上具有多晶膜的基板，其中，所述多晶膜為具有晶粒邊界的膜；b)將所述多晶膜暴露于溫度等于或者高于環(huán)境溫度的蒸氣流中，其中，所述蒸氣包含的至少一種元素擴散進(jìn)入所述多晶膜的所述晶粒邊界，導(dǎo)致在所述晶粒邊界處的納米結(jié)構(gòu)的生長。本發(fā)明還涉及一種互連納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)，納米結(jié)構(gòu)、以及制造納米結(jié)構(gòu)和互連納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)的裝置。
【IPC分類】C23C14-14, B82Y40-00, C23C16-24, H01L21-02, H01L29-06
【公開號】CN104812931
【申請?zhí)枴緾N201380057666
【發(fā)明人】王祖敏
【申請人】馬克思-普朗克科學(xué)促進(jìn)協(xié)會
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2013年9月4日
【公告號】US20150259825, WO2014037380A1