[發(fā)明專利]一種T型懸臂梁微結構及其加工方法和應用

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• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112079328A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 姚瑤;陳云;侯茂祥;陳燕輝;施達創(chuàng);陳新;高健
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 彭玉婷

本發(fā)明屬于微納加工技術領域，公開一種T型懸臂梁微結構及其加工方法和應用。該方法是在清洗的硅基表面上采用800～850℃低壓化學氣相沉積法生長SiN₄，然后旋涂光刻膠，將掩模板覆蓋在光刻膠上，在紫外光下對SiN₄層表面的光刻膠進行曝光顯影得到圖案；通過光刻在該氮化硅基底上，加工各種圖案，出現(xiàn)基底的顯影區(qū)域，然后在CHF₃/O₂條件下，等離子體干法刻蝕該顯影區(qū)域；利用電子束在處理的氮化硅表面上蒸鍍貴金屬膜，然后將鍍金的氮化硅基底浸入刻蝕液中進行各向同性刻蝕，得到上寬下窄的微結構，清洗其表面，制得微型T型懸臂梁結構。該結構具有超疏水超疏油性，可應用在水棲設備、防水防油、微流體技術或生物醫(yī)療等領域。

技術領域

本發(fā)明屬于有機半導體技術領域，更具體地，涉及一種T型懸臂梁微結構及其加工方法和應用。

背景技術

硅是廣泛應用于微電子/納米電子機械系統(tǒng)中的半導體材料，以硅為基底加工出超雙疏表面(同時具備超疏水和超疏油特性)，能有效地控制其表面層的潤濕性、粘著力、耐磨性和防油污黏附等性能，具有廣泛的應用前景。研究表面，在硅基底表面加工出的微型T型懸臂梁結構滿足超雙疏條件，既可以實現(xiàn)超疏水，同時也能實現(xiàn)超疏油。但是如何加工出T型懸臂梁結構存在極大的困難，例如：

中國專利CN107974089A提出了一種通過各向異性結構制備各向同性超疏水超疏油規(guī)整多孔硅橡膠的方法，通過配制含有C＝C雙鍵的硅油、催化劑等材料的打印，該方法通過用“墨水”后，按照各向異性多孔結構特征進行打印，制備得到多孔結構的硅橡膠，經(jīng)干燥和固化后，得到各向同性超疏水超疏油硅橡膠材料。但是該方法操作復雜難以擴大生產(chǎn)、成本昂貴，且其超雙疏表面機械耐久性、耐磨性差，其極易受到物理磨損而遭到破壞甚至失效。

中國專利CN201634414U提出了一種硅材料基板加工方法，該方法利用激光加工方法在硅基板表面，構造出規(guī)則的微米-亞微米級表面紋理，再通過自組裝分子膜，實現(xiàn)超疏水結構。但是該方法加工的微結構只適用于超疏水，并不具有超疏油能力，無法防止油污黏附性能。

中國CN107346727A提出了一種基板清洗方法及成膜方法，該方法通過多次對基板進行清洗，在基板上形成疏水疏油的超雙疏膜層。但是該方法加工的超雙疏膜層，在基板表面形成的膜層容易脫落，極大的影響了使用壽命。因此，亟需提出一種微型T型懸臂梁結構的加工方法，實現(xiàn)超雙疏的性能，使得元器件可以在一些特殊場合比如濕度很大、油污等的環(huán)境下使用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術存在的不足和缺點，本發(fā)明目的在于提供一種T型懸臂梁微結構的加工方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制備的T型懸臂梁微結構。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述T型懸臂梁微結構的應用。

本發(fā)明的目的通過下述技術方案來實現(xiàn)：

一種T型懸臂梁微結構的加工方法，包括如下具體步驟:

S1.在清洗的硅基表面上采用800～850℃低壓化學氣相沉積法生長氮化硅(SiN₄)，然后旋涂光刻膠，將用所需圖形的掩模板覆蓋在光刻膠上，在紫外光下對氮化硅SiN₄層表面的光刻膠進行曝光顯影得到圖案；通過光刻在該氮化硅基底上，加工出各種圖案，出現(xiàn)基底的顯影區(qū)域，然后在CHF₃/O₂條件下，用等離子體干法各向異性刻蝕該顯影區(qū)域；

S2.利用電子束在步驟S1處理的氮化硅表面上進行蒸鍍貴金屬膜，得到鍍貴金屬的氮化硅基底；

S3.將鍍貴金屬的氮化硅基底浸入刻蝕液中攪拌，進行各向同性刻蝕，得到上寬下窄的微結構，清洗其表面，制得T型懸臂梁微結構。