[發明專利]一種大面積柔性疏水多孔硅膜的制備方法

有效

• 申請號: 201711464718.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108314993B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 金名亮;盧涵;水玲玲;周國富
• 申請（專利權）人: 肇慶市華師大光電產業研究院
• 主分類號: C09K3/18
• 分類號: C09K3/18;C23F1/24;C23F1/02;C23C30/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

本發明公開了一種大面積柔性疏水多孔硅膜的制備方法，包括以下步驟：在(100)晶向的單晶硅片上旋涂一層光刻膠；在此硅片上制備光刻膠圖形陣列；在光刻膠圖形陣列表面鍍一層金屬膜；移除光刻膠和鍍在光刻膠上的金屬膜，得到帶有金屬網格圖形的單晶硅片；將此的單晶硅片放入氫氟酸和雙氧水的混合溶液中進行金屬輔助蝕刻，形成多孔硅膜；將多孔硅膜沖洗干凈，干燥，使得多孔硅膜自行剝離；用有粘性的柔性基底粘附多孔硅膜，得到大面積柔性疏水多孔硅膜；其中，單晶硅片電阻率為0.001~0.005Ω·cm。本發明生產成本低，工藝簡單，該方法制備出的多孔硅膜為柔性疏水的，疏水效果好，可粘附在任意材料、任意形狀的基底上，可剪裁成任意形狀，并且保持硅原有性能；具有巨大的應用前景。

技術領域

本發明納米功能表面材料領域，更具體地，涉及一種大面積柔性疏水多孔硅膜的制備方法。

背景技術

硅的微納米結構是目前最重要的材料之一，吸引了人們極大地興趣。硅的微納米結構廣泛應用于太陽能電池，能量儲存，生物傳感器和表面增強拉曼光譜等領域。由于硅是硬質基底，在很大程度上限制了硅微納米結構的使用。如何將硅微納米結構垂直的轉移到柔性基底上并保持硅原有的性能是一個巨大的挑戰。

目前將硅微納米結構轉移到柔性基底上的方法主要有流體自組裝，接觸式印刷，PDMS轉移，重物轉移，水輔助轉移和電輔助轉移等方法。以上這些方法工藝過程都很復雜，甚至需要機械損壞，且用上述方法很難完整垂直轉移硅的微納結構并保持原有的性能，而且很難大面積的制備。

基于微納米加工技術制備出大面積柔性疏水薄膜，并且能保持硅原有的性能，將具有巨大的應用前景。但是由于現有技術制備得到的柔性多孔硅面積很小，大面積柔性疏水多孔硅膜工藝尚未出現，嚴重的制約了這方面的發展。

發明內容

本發明的第一個目的是為了克服現有技術的不足，提供一種大面積柔性疏水多孔硅膜的制備方法，該方法過程簡單，能夠制備得到大面積的柔性疏水多孔硅膜。

本發明的第二個目的是提供所述制備方法制備的大面積柔性疏水多孔硅膜，該大面積柔性疏水多孔硅膜疏水效果好。

本發明的第三個目的是提供所述大面積柔性疏水多孔硅膜在為疏水材料中的應用。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案予以實現的：

一種大面積柔性疏水多孔硅膜的制備方法，包括以下步驟：

S1.在(100)晶向的單晶硅片上旋涂一層光刻膠；

S2.通過光刻技術利用掩膜在此硅片上制備光刻膠圖形陣列；

S3.在制備的光刻膠圖形陣列表面鍍一層金屬膜；

S4.移除光刻膠和鍍在光刻膠上的金屬膜，得到帶有金屬網格圖形的單晶硅片；

S5.將帶有金屬網格圖形的單晶硅片放入氫氟酸和雙氧水的混合溶液中進行金屬輔助蝕刻，形成多孔硅膜；

S6.將多孔硅膜沖洗干凈，干燥，使得多孔硅膜自行剝離；

S7.用有粘性的柔性基底粘附多孔硅膜，得到大面積柔性疏水多孔硅膜；

其中，所述單晶硅片電阻率為0.001～0.005Ω·cm。

本發明通過傳統光刻方法，金屬輔助蝕刻制備大面積(不小于4英寸)尺寸可控的多孔硅膜；利用多孔硅膜在干燥過程中會發生自剝離，直接使用有粘性的柔性基底就可以對多孔硅膜進行粘附剝離。

優選地，步驟S1之前對單晶硅片進行清洗，氮氣吹干。

優選地，步驟S1中所述光刻膠能溶解于乙醇或異丙醇。

更優選地，步驟S1中所述光刻膠為SUN-120P。