[發(fā)明專利]一種仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410455125.3
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105460885B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾春紅;俞驍;李曉偉;林文魁;張寶順
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

1.一種仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）提供基片，所述基片包括層疊設(shè)置的犧牲材料層和腐蝕自停止層，其中所述犧牲材料層的厚度與所述剛毛的高度相應(yīng)；

（2）在所述犧牲材料層上設(shè)置抗腐蝕層，并對所述抗腐蝕層進行圖形化處理，使所述抗腐蝕層形成條形圖案結(jié)構(gòu)的抗腐蝕掩膜；

（3）以上述條形圖案結(jié)構(gòu)的抗腐蝕結(jié)構(gòu)為掩膜對所述犧牲材料層進行各項異性腐蝕，直至暴露出所述腐蝕自停止層，從而在所述犧牲材料層中形成條狀陣列結(jié)構(gòu)，所述條狀陣列結(jié)構(gòu)中每一條狀結(jié)構(gòu)均具有梯形橫截面；

（4）去除余留在所述犧牲材料層上的抗腐蝕掩膜，并在所述犧牲材料層上涂膠、光刻，從而在所述條狀陣列結(jié)構(gòu)中曝光出與剛毛結(jié)構(gòu)相應(yīng)的圖形結(jié)構(gòu)，形成矩形光刻膠掩膜陣列；

（5）以所述矩形光刻膠掩膜陣列為掩膜，在所述犧牲材料層上生長剛毛結(jié)構(gòu)；

（6）剝離去除所述矩形光刻膠掩膜陣列，并刻蝕除去所述剩余犧牲材料層，從而形成所述剛毛陣列，在所述剛毛陣列中任一剛毛結(jié)構(gòu)均具有四邊形橫截面，并且所述剛毛結(jié)構(gòu)的傾斜邊與所述基片上端面之間具有50~60°的夾角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于所述犧牲材料層選用（100）型硅層，所述腐蝕自停止層主要由硅的自腐蝕停止材料組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于所述抗腐蝕層選用厚度為50nm-1μm的氮化硅薄膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于，步驟（2）包括：在所述犧牲材料層上設(shè)置抗腐蝕層，并對所述抗腐蝕層進行圖形化處理，使所述抗腐蝕層形成條形圖案結(jié)構(gòu)的抗腐蝕掩膜，所述條形圖案結(jié)構(gòu)的長度方向沿硅<110>晶向。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于，步驟（3）包括：去除余留在所述抗腐蝕掩膜上的光刻膠后，將所述基片置入硅各向異性腐蝕液中進行腐蝕，直至露出所述腐蝕自停止層，從而在所述犧牲材料層中形成條狀陣列結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于，所述硅各向異性腐蝕液包括KOH溶液或TMAH溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于，步驟（4）包括：去除余留在所述犧牲材料層上的抗腐蝕掩膜后，在所述犧牲材料層上沉積種子層金屬，再涂膠、光刻，從而形成所述矩形光刻膠掩膜陣列。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于，所述種子層金屬包括Ti和/或Au。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于，步驟（5）包括：以所述矩形光刻膠掩膜陣列為掩膜，在所述犧牲材料層上生長剛毛結(jié)構(gòu)，所述剛毛結(jié)構(gòu)的材料包括金屬或非金屬材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述仿生壁虎腳剛毛陣列的制作方法，其特征在于，步驟（6）包括：采用硅各向同性刻蝕除去所述犧牲材料層，所述硅各向同性刻蝕氣體包括二氟化氙。