[發(fā)明專利]一種超疏液表面的制備方法及超疏液表面

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310384970.1
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103466539A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 吳天準;袁麗芳;張偉基;關釗允;湯子康
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00;B81B3/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權代理有限公司 44281
• 代理人: 任葵

技術領域

本申請涉及半導體加工工藝技術領域，尤其涉及一種超疏液表面的制備方法及超疏液表面。

背景技術

近三十年來，通過模擬荷葉、水蜘蛛等自然界的微納米結(jié)構(gòu)，人們利用微機電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanic?System，MEMS）技術、納米技術等成功研制了許多接觸角超過150度且易于滑動的超疏水材料。但是表面張力低的液體，例如油類、有機溶劑等，表面張力通常只有水的1/3，在這種超疏水表面一般會迅速鋪展開從而無法獲得90度以上的疏油效果。而具有150度以上接觸角，且CAH很小的超疏油表面通常具備可靠的超疏水特性，因此也被稱超疏液表面。目前報道的超疏液表面，絕大部分是利用納米技術研制而成的不規(guī)則、無法精確控制微納米特征的結(jié)構(gòu)組成，該結(jié)構(gòu)存在性能重復性差、均勻性差、疏油效果有限、難以實現(xiàn)大面積應用等缺陷。現(xiàn)有技術中，可在硅基板使用干法刻蝕整齊排列的倒懸結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)疏水疏油的效果。但是，干法刻蝕受限于極少數(shù)材料，如硅、二氧化硅等，且加工成本高，使其很難形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N超疏液表面的制備方法及超疏液表面。

根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┮环N超疏液表面的制備方法，包括：

使用干法刻蝕在硅基板上刻蝕獲得T型微納米結(jié)構(gòu)；

將所述T型微納米結(jié)構(gòu)通過彈性材料轉(zhuǎn)印至加熱可固化材料；

對加熱可固化材料上的T型微納米結(jié)構(gòu)進行疏水處理，使加熱可固化材料上的T型微納米結(jié)構(gòu)的表面形成疏水薄膜。

上述方法中，所述對加熱可固化材料上的T型微納米結(jié)構(gòu)進行疏水處理，使加熱可固化材料上的T型微納米結(jié)構(gòu)的表面形成疏水薄膜，具體包括：

使用化學氣相沉積工藝處理加熱可固化材料上的T型微納米結(jié)構(gòu)的表面，T型微納米結(jié)構(gòu)的各個方向使用等離子狀態(tài)下的碳化合物氣源均勻沉積，在T型微納米結(jié)構(gòu)的表面生成具有疏水性的碳氟化合物薄膜；

或者，使用單分子自組裝工藝在T型微納米結(jié)構(gòu)的表面進行化學反應，在T型微納米結(jié)構(gòu)的表面生成具有疏水性的碳氟化合物薄膜。

上述方法中，所述將所述T型微納米結(jié)構(gòu)通過彈性材料轉(zhuǎn)印至加熱可固化材料，具體包括：

將所述T型微納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至彈性材料；

再將彈性材料上的T型微納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至加熱可固化材料。

上述方法中，所述將所述T型微納米結(jié)構(gòu)通過彈性材料轉(zhuǎn)印至加熱可固化材料之前，還包括：

將硅基板上的T型微納米結(jié)構(gòu)進行疏水處理，使硅基板上的T型微納米結(jié)構(gòu)的表面形成疏水薄膜。

上述方法中，所述使用干法刻蝕在硅基板上刻蝕獲得T型微納米結(jié)構(gòu)，具體包括：

將硅基板通過氣相刻蝕工藝或通過深層反應離子刻蝕工藝進行刻蝕，直至獲得T型微納米結(jié)構(gòu)。

上述方法中，所述通過深層反應離子刻蝕工藝進行刻蝕，具體包括：

利用分時復用的工藝以C₄F₈和SF₆氣體交替進行等離子沉積和刻蝕，再通過高密度等離子體垂直轟擊硅基板，從而各向異性地刻蝕硅基板。

上述方法中，所述通過干法刻蝕在硅基板上刻蝕獲得T型微納米結(jié)構(gòu)之前，還包括：

使用有機溶劑或氫氟酸清洗硅基板；

將清洗后的硅基板在烘箱或者熱臺上烘烤，利用紫外光刻技術將設計圖形轉(zhuǎn)移到硅基板。

上述方法中，所述硅基板為表面具有熱生長的二氧化硅薄膜的硅基板。

上述方法中，所述彈性材料包括聚二甲基硅氧烷、三元乙丙橡膠、丁晴橡膠、順丁膠和氯丁膠中的任一種。

根據(jù)本申請的第二方面，本申請?zhí)峁┮环N超疏液表面，使用上述超疏液表面的制備方法在加熱可固化材料上刻蝕而成，所述超疏液表面包括基底及設置在所述基底上的多個T型微納米結(jié)構(gòu)，所述T型微納米結(jié)構(gòu)包括柱體和設置在柱體頂部的蓋體，所述柱體在豎直方向上的投影落入所述蓋體在豎直方向上的投影范圍內(nèi)。

由于采用了以上技術方案，使本申請具備的有益效果在于：

在本申請的具體實施方式中，由于使用彈性材料將刻蝕在硅基板上的T型微納米結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)印至加熱可固化材料，借助彈性體材料軟復制的方法，使刻蝕在硅基板上的T型微納米結(jié)構(gòu)可多次轉(zhuǎn)印印加熱可固化材料，利用標準的半導體加工工藝，加工適用于多種可固化材料的結(jié)構(gòu)可控、性能優(yōu)良的超疏液表面，本申請可實現(xiàn)批量生產(chǎn)，具有高產(chǎn)量、高精度、低成本的顯著優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本申請的超疏液表面的制備方法在一種實施方式中的流程圖；