[發明專利]一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法

有效

• 申請號: 201210532035.0
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN102963863A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 張海霞;張曉升;孟博;朱福運;唐偉
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法，其特征是：采用優化深反應離子刻蝕(DRIE)工藝，無需掩膜實現高密度納米碳化硅球狀陣列，極大增大表面面積體積比；同時由于優化DRIE工藝中鈍化步驟在表面淀積的氟碳聚合物，極大降低表面能，則所制備碳化硅材料具有超疏水特性，靜態接觸角CA>160°；再通過強堿性溶液腐蝕去除硅基底，則能夠實現柔性碳化硅薄膜；且由于強堿性溶液腐蝕去除表面聚合物鈍化層，形成裸露高密度碳化硅尖端陣列，則所制備柔性碳化硅薄膜具有超親水特性，靜態接觸角CA<1°。

2.根據權利要求1所述的一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法，其特征是包括步驟如下：

步驟110：通過物理或化學方法在硅基片上制備碳化硅薄膜，并通過退火步驟，降低薄膜應力；

步驟120：利用無掩膜優化深反應離子刻蝕工藝處理碳化硅薄膜，實現高密度納米碳化硅球狀陣列，具有超疏水特性；

步驟130：利用強堿性溶液腐蝕去除硅基片，實現高密度納米碳化硅尖端陣列，實現超親水特性，且碳化硅為柔性薄膜。

3.根據權利要求2所述的一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法，其特征是：

步驟110中所述物理方法包括物理氣相沉積PVD或激光熔蝕淀積LAD，化學方法包括等離子體增強化學氣相沉積PECVD、低壓化學氣相沉積LPCVD、常壓化學氣相沉積APCVD、熱絲化學氣相沉積法HFCVD或金屬有機化合物化學氣相沉淀MOCVD，所制備碳化硅薄膜厚度為0.5μm～30μm。

4.根據權利要求2所述的一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法，其特征是：

步驟110中所述退火步驟包括激光退火和熱退火，控制碳化硅薄膜應力-50MPa～50MPa。

5.根據權利要求2所述的一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法，其特征是：

步驟120中所述無掩膜優化深反應離子刻蝕工藝，包括以下步驟：對DRI?E設備進行初始化和等離子穩定；控制所述DRIE工藝參數，直接制備高密度納米結構；DRIE后處理工藝處理表面降低表面能。

6.根據權利要求2所述的一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法，其特征是：

采用優化深反應離子刻蝕工藝DRIE制備納米球狀陣列，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或O₂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60～200次。

7.根據權利要求5所述的一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法，其特征是：

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或O₂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1～20次。

8.根據權利要求1所述的一種親疏水性可調諧柔性碳化硅薄膜制備方法，其特征是：

步驟130中所述強堿性溶液包括：氫氧化鉀KOH溶液和氫氧化鈉NaOH溶液，其質量體積比為15%～40%。