在納米科技與半導體產業飛速發展的今天,以石墨烯、二硫化鉬、黑磷為代表的二維材料,憑借原子級厚度、優異的電學與光學性能,成為構建下一代電子器件的核心材料。而
二維材料刻蝕技術,作為實現材料精準圖案化、制備高性能器件的關鍵環節,正帶領著微觀加工領域的技術革新。?
二維材料刻蝕的核心是在原子級厚度的薄膜上,按照預設圖案去除特定區域材料,同時保證剩余材料的結構完整性與性能穩定性。其技術原理根據刻蝕機制可分為干法刻蝕與濕法刻蝕兩大類。干法刻蝕以等離子體刻蝕為代表,通過射頻電源激發氣體產生高能等離子體,利用活性離子與材料表面的化學反應或物理轟擊,實現精準刻蝕;濕法刻蝕則借助化學溶液與材料的選擇性反應,溶解目標區域,操作簡便且成本較低。目前,等離子體刻蝕因具有刻蝕精度高、各向異性好的優勢,成為二維材料器件制備的主流技術。?

該技術的突出特點在于超高精度與高選擇性。借助先進的光刻掩模技術,二維材料刻蝕的線寬可控制在10納米以下,滿足量子器件與高頻電子器件的制備需求;同時,通過調控刻蝕氣體比例或溶液成分,可實現對特定二維材料的選擇性刻蝕,避免損傷基底或異質結結構。此外,低溫刻蝕技術的應用,有效減少了刻蝕過程中材料的熱損傷,保障了二維材料的本征性能。?
在應用領域,二維材料刻蝕技術已展現出巨大潛力。在半導體行業,基于石墨烯的高頻晶體管通過精準刻蝕實現柵極圖案化,其電子遷移率是傳統硅基器件的數十倍;在光電子領域,二硫化鉬薄膜經刻蝕形成的微納結構,可制備高靈敏度光電探測器與微型激光器;在能源領域,刻蝕后的黑磷納米片因增大比表面積,成為高效的鋰離子電池負極材料。?