[發(fā)明專利]基于微納集成加工技術的可植入三維減阻微流道及制備方法

有效

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• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102627255A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 張海霞;張曉升;朱福運;褚世敢
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B01L3/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種基于微納集成加工技術的可植入三維減阻微流道制備方法，其特征是：利用無掩膜優(yōu)化深反應離子刻蝕(DRIE)工藝，直接在微米尺度溝槽各表面制備實現高密度高深寬比納米森林結構，然后利用鑄模方法將微米尺度溝槽及其表面的納米森林結構轉移到PDMS上，再利用DRIE后處理工藝對PDMS進行表面物理化學處理，降低表面能，從而實現具有超疏水特性的PDMS三維減阻微流道。

2.根據權利要求1所述的一種基于微納集成加工技術的可植入三維減阻微流道制備方法，包括：

步驟1：通過結合光刻和化學或物理腐蝕，在硅基襯底上制作微米溝槽模具，橫截面為三角形或梯形或半圓形；

步驟2：利用無掩膜優(yōu)化深反應離子刻蝕工藝，直接在硅基微米溝槽模具和光滑硅片表面上制作高密度高深寬比納米森林；

步驟3：利用PDMS鑄模工藝，調控工藝參數，以硅基微米溝槽模具和納米森林為模板，實現具有納米篩孔陣列的PDMS蓋板，PDMS襯底和微米溝槽；

步驟4：利用DRIE后處理工藝，調控參數，對PDMS蓋板和PDMS襯底進行物理化學處理，其中PDMS襯底上包含微米溝槽，降低其表面能，提高其穩(wěn)定超疏水特性；

步驟5：通過高溫鍵合或常溫物理施壓，將PDMS襯底和PDMS蓋板鍵合，形成封閉微流道。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于微納集成加工技術的可植入三維減阻微流道制備方法，其特征是：步驟2中所述無掩膜優(yōu)化深反應離子刻蝕工藝，包括以下步驟：采用等離子刻蝕或非等離子刻蝕對硅片表面進行粗糙化處理；控制所述DRIE工藝參數，直接制備高密度高深寬比納米森林結構。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于微納集成加工技術的可植入三維減阻微流道制備方法，其特征是：所述DRIE制備納米森林的工藝參數包括：線圈功率為800W-900W；壓強為20mTorr-30mTorr；刻蝕氣體SF₆流量為20sccm-45sccm，鈍化氣體C₄F₈流量為30sccm-50sccm(SF₆和C₄F₈氣體流量比為1∶1-1∶2)；平板功率為6W-12W；刻蝕/鈍化時間比為10s∶10s-4s∶4s；刻蝕/鈍化循環(huán)60-200次。

5.根據權利要求1或2所述的一種基于微納集成加工技術的可植入三維減阻微流道制備方法，其特征是：步驟3中所述工藝參數包括：溫度為50-100℃，時間為30分鐘-2小時。

6.根據權利要求1或2所述的一種基于微納集成加工技術的可植入三維減阻微流道制備方法，其特征是：步驟4中所述DRIE后處理工藝參數包括：線圈功率為800W-900W；壓強為20mTorr-30mTorr；刻蝕氣體SF₆流量為0sccm，鈍化氣體C₄F₈流量為30sccm-50sccm；平板功率為6W-12W；刻蝕/鈍化時間比為0s∶10s-0s∶4s；刻蝕/鈍化循環(huán)1-40次。

7.一種基于微納集成加工技術的可植入三維減阻微流道結構，其特征是包括：PDMS襯底，PDMS蓋板，微米溝槽，納米篩孔陣列；

襯底和蓋板為聚二甲基硅氧烷，厚度為50μm-1000μm；

蓋板鍵合于襯底上；

微米溝槽制作于襯底上，由襯底和蓋板形成封閉腔體，橫截面為倒三角形或倒梯形或半圓形，其特征尺寸為10μm-1000μm；

納米篩孔陣列制作于微米溝槽表面，是直徑為10nm-1000nm，深度10nm-5000nm，間距10nm-1000nm的篩孔。