刻蚀是从材料到器件必须的工艺流程，用微机械剥离法、溶剂热法等制备的二维材料尺寸与形状具有随机性，用化学气相沉积法、氧化还原法等方法制备的二维材料一般尺寸较大，这些不规则尺寸与形状的二维材料和大面积二维材料都需要经过图形化裁剪才能制备成性能良好的特定功能器件。于是，二维材料图形化是将其运用于微纳电子器件和光电子器件的关键技术，此外，二维材料的图形化裁剪一般由刻蚀完成。目前，石墨烯等二维材料的图形化刻蚀方法主要有等离子体刻蚀、紫外臭氧刻蚀、AFM刻蚀、高功率激光刻蚀等。其中等离子体和臭氧刻蚀是使用最广泛的两种刻蚀方法。

等离子体刻蚀

在生产微纳电子器件和光电子器件中，随着器件集成度的不断提高和元件线宽减小，刻蚀技术也发生了改变，从原来的化学溶剂“湿刻”转变为等离子体“干刻”。湿刻是指用化学溶剂腐蚀掉样品表面一定深度的物质，这种刻蚀是各向同性刻蚀，但存在作用尺寸大，刻蚀精度差的缺点。干刻主要是利用气相刻蚀剂与表面作用，刻蚀产物为挥发性气体并被抽走。干刻有等离子体刻蚀、离子束刻蚀等。

等离子体表面刻蚀是一种常用的工艺，主要是将等离子体作用于样品表面，引起物理掺杂或者化学反应，由于等离子体中活性粒子的能量较低，改性仅仅发生在表面层内，基质材料的本体性能不受影响。等离子体表面刻蚀可分为物理刻蚀和化学刻蚀。目前该技术已被广泛应用于二维材料的图形化刻蚀中。

等离子物理刻蚀的工作原理是把Ar、Kr或Xe之类的惰性气体充入离子源放电室并使之电离形成等离子体，然后由栅极将离子呈线状引出，通过加速形成具有一定能量的离子束进入射频工作区，离子束射向并撞击材料表面，通过能量传递使材料的原子或分子产生溅射，从而达到刻蚀的效果。

等离子体化学刻蚀方法主要是利用典型的气体在高频电场中辉光放电电离形成具有强烈蚀刻性的气相等离子体，利用气相等离子体的化学活性与待刻蚀的二维材料发生化学反应，轰击样品表面，形成可挥发性生成物如CO、CO2、H2O等气体，由排出的气体一起带走，从而达到蚀刻的目的。

目前等离子表面刻蚀在实验研究，材料处理及器件制造相关行业中被广泛应用。等离子体刻蚀具有明显的各向异性刻蚀特征，二维材料被发现后，等离子体刻蚀成为石墨烯、MoS2、WSe2等二维材料图形化刻蚀的主要方法。