CN106044699A - 一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法 - Google Patents
一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106044699A CN106044699A CN201610585136.2A CN201610585136A CN106044699A CN 106044699 A CN106044699 A CN 106044699A CN 201610585136 A CN201610585136 A CN 201610585136A CN 106044699 A CN106044699 A CN 106044699A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chamber shape
- cavity
- texture
- silicon wafer
- monocrystalline silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 title claims description 8
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 title abstract description 12
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- HLWCOIUDOLYBGD-UHFFFAOYSA-N trichloro(decyl)silane Chemical compound CCCCCCCCCC[Si](Cl)(Cl)Cl HLWCOIUDOLYBGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002120 nanofilm Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 25
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 13
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000033444 hydroxylation Effects 0.000 claims description 8
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- -1 octadecyl trichlorosilane alkane Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 241000252506 Characiformes Species 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 claims 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 claims 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 claims 1
- PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N trichloro(octadecyl)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Si](Cl)(Cl)Cl PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000000347 anisotropic wet etching Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
- B81B7/04—Networks or arrays of similar microstructural devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
- B81C1/00523—Etching material
- B81C1/00539—Wet etching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Weting (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种腔形柱状织构硅与分子膜改性协同实现超疏水的方法,晶向为(1,0,0)或(1,1,0)的单晶硅片表面氧化后通过干刻法刻蚀制备出方形柱状织构;清洗方形织构硅片,置入配制的KOH水溶液中刻蚀,KOH浓度为30~33wt%,反应温度范围为80℃,刻蚀时间为20~30min;KOH刻蚀后冲洗硅片,将其置入HF中腐蚀一段时间,至氧化层消失;取出HF中的硅片,冲洗并将其吹干即形成具有腔形柱状织构的单晶硅片;在织构化单晶硅片表面制备癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷组成的多组分分子膜。本发明将干湿两种刻蚀方法和自组装分子膜技术相结合,制备工艺传统简单,制作成本较低,制得的腔形柱状织构化硅与多组分分子膜协同实现稳定的超疏水性能,并改善了减摩抗磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法,可应用于微机电系统等领域,其特点是结合单晶硅疏水的几种简易方法实现稳定超疏水,改善了单晶硅的减摩抗磨性能,其制造过程传统简便,适应国内普通制造条件下的生产和实验使用。
背景技术
表面织构,就是通过表面微细加工在材料表面加工制备得到具有指定尺寸参数和图案排列的表面阵列。表面织构可以改变材料表面形貌,进而影响到表面接触状态、润滑状态以及润湿特性,通过制备表面织构,能够有效的改善表面摩擦性能。
刻蚀法是半导体制造工艺中一种非常重要的技术,常用于表面的织构化处理。它通过等离子体、激光、位错选择性化学、反应离子、或其它刻蚀方式,在试样表面进行剥离或去除材料。根据刻蚀过程是否使用溶剂或溶液,刻蚀可分为干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀较湿法刻蚀的刻蚀深度小,但是其刻蚀特征尺寸小,且不使用化学试剂;各向异性湿法腐蚀(刻蚀)是指腐蚀剂对某一晶向的腐蚀速率高于其他方向的腐蚀速率,腐蚀结果的形貌由不同晶面腐蚀速率差来决定。
自组装分子膜是实现表面改性的重要方法,其基本原理是通过固—液界面间的静电吸附或化学吸附,在基底上形成有序的单层膜。多组分分子膜是指通过一定的组合和比例配制多组分溶液,使基底表面组装一层含有多种分子组分的单层膜,能够使织构化的表面摩擦系数进一步降低,耐磨性能得到改善。
发明内容
一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料,其特征在于:在晶向为(1,0,0)或(1,1,0)的单晶硅片表面均匀分布微米级腔形柱状织构,并在该织构化单晶硅片表面覆盖由癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷组成的多组分化学分子膜;所述的腔形柱状织构是由腔形柱状织构单元组合而成;所述的腔形柱状织构单元,是由4个相邻且带有腔形结构的方柱组成;所述的带有腔形结构的方柱,是在干法刻蚀得到的基础方柱上,对其4个侧面沿晶向进行各向异性刻蚀,得到4个腔形结构;所述腔形结构由夹角为70.6°~109.4°的上下两个腔面构成;所述的基础方柱,其高度为30~50μm,边长为10~20μm;所述的带有腔形结构的方柱,其柱高为35~55μm,边长为10~20μm。
一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料的制备方法,其特征在于:制备方法包括如下步骤:
(1)取晶向为(1,0,0)或(1,1,0)的单晶硅片,在其表面制备0.5~1μm的氧化层;
(2)在覆盖氧化层的单晶硅片表面通过干法刻蚀制备出边长为10~20μm,高度为30~50μm,相邻柱间距为40~60μm的方形柱状织构阵列,得到方柱织构化单晶硅片;
(3)将方柱织构化单晶硅片置入浓度为30~33%KOH水溶液中,保持80℃刻蚀20~30min,得到柱顶覆盖氧化层的腔形柱状织构化单晶硅片;
(4)将柱顶覆盖氧化层的腔形柱状织构化单晶硅片置入浓度为4~6%HF的水溶液或缓冲氧化硅蚀刻液(BOE)中,去除氧化层,得到腔形柱状织构化单晶硅片;
(5)将腔形柱状织构化单晶硅片依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗,然后用氮气吹干,置入由98wt%H2SO4和30wt%H2O2以体积比为7:3新鲜配制的Piranha溶液中,保持85℃~95℃反应30min~50min,用去离子水冲洗,氮气吹干,得到表面羟基化的腔形柱状织构化单晶硅片;
(6)配制癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷的多组分溶液20mL,将表面羟基化的腔形柱状织构化单晶硅片置入多组分溶液中,常温静置12h~24h,之后分别用氯仿、丙酮和乙醇超声清洗5min,去除表面残留的试剂,并用氮气吹干,得到表面覆盖癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷多组分分子膜的腔形柱状织构化单晶硅片,即为一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料。
所述含氧层单晶硅片是在单晶硅表面通过干氧氧化、水汽氧化、湿氧氧化三种方法中任意一种或者几种组合制备出0.5~1μm氧化层。
所述干法刻蚀是由机械划刻、等离子体刻蚀、激光刻蚀中的任意一种或几种组合制备样品。
所述缓冲氧化硅蚀刻液(BOE)是由浓度为40%的NH4F和浓度为49%的HF以体积比为6:1混合所得的溶液。
所述癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷的多组分溶液,其溶质为癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷,二者物质的量均为0.02mmol。
所述癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷的多组分溶液,其溶剂为十六烷和氯仿以体积比为4:1配制的溶液。
附图说明
图1是本发明含氧化层的单晶硅片的三维视图。图中,1、单晶硅片;2、氧化层。
图2是本发明柱顶覆盖氧化层的方形柱状织构化单晶硅片的三维视图。图中,1、硅基底;2、方形柱状织构;3、氧化层。
图3是本发明柱顶覆盖氧化层的腔形柱状织构化单晶硅片的三维视图。图中,1、硅基底;2、腔形柱状织构;3、氧化层。
图4是本发明腔形柱状织构化单晶硅片的三维视图。
图5是本发明带有多组分分子膜的织构化单晶硅片的三维视图。图中,1、硅基底;2、腔形柱状织构;3、多组分分子膜。
图6是本发明方法制备超疏水材料的流程图。
图7是本发明方法中多组分分子膜的形成过程图。
具体实施方式1
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
1.如图1所示,在晶向为(1,0,0)或(1,1,0)的氧化层单晶硅片表面通过干氧氧化制备出有0.5~1μm的氧化层2。
2.如图2所示,由感应耦合离子体刻蚀(ICP)(等离子体刻蚀前需要光刻操作)在硅基底1上刻蚀出边长为10~20μm,高度为30~50μm,相邻柱的间距为40~60μm的方形柱状织构阵列2,得到方柱织构化单晶硅片。
3.如图3所示,将方柱织构化单晶硅片通过丙酮、乙醇和去离子水各超声清洗10min,用氮气吹干,置入KOH浓度为30~33wt%的水溶液的刻蚀液中,保持反应温度为80℃,刻蚀时间为20~30min,即制备出硅基底1上是腔形柱状织构2的样片,得到柱顶覆盖氧化层3的腔形柱状织构化单晶硅片。
4.如图4所示,将柱顶覆盖氧化层的腔形柱状织构化单晶硅片用去离子水冲洗,吹干后置入由浓度为40%的NH4F和浓度为49%的HF以体积比为6:1混合配制而成的缓冲氧化硅蚀刻液(BOE)中腐蚀30~60min(观测到表面有色氧化层消失后再反应10~20min)使得氧化层消失,得到腔形柱状织构化单晶硅片。
5.将腔形柱状织构化单晶硅片依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗,然后用氮气吹干,置入由98wt%H2SO4和30wt%H2O2以体积比为7:3新鲜配制的Piranha溶液中,保持90℃~95℃反应30min~50min,用去离子水反复冲洗,氮气吹干,得到表面羟基化的腔形柱状织构化单晶硅片。
6.如图5所示,取癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷各0.02mmol作为溶质,取十六烷和氯仿以体积比为4:1混合作为溶剂,配制癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷的多组分溶液20mL,将表面羟基化的腔形柱状织构化单晶硅片置入多组分溶液,常温静置12h~24h,之后分别用氯仿、丙酮和乙醇超声清洗5min,去除表面残留的试剂,并用氮气吹干,即获得硅基底1上既有腔形柱状织构2,又有癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷多组分分子膜的超疏水材料。
具体实施方式2
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
1.如图1所示,在晶向为(1,0,0)或(1,1,0)的氧化层单晶硅片表面通过干氧氧化、湿氧氧化组合的方法制备出有0.5~1μm的氧化层2。
2.如图2所示,由飞秒激光刻蚀在硅基底1上刻蚀出边长为10~20μm,高度为30~50μm,相邻柱的间距为40~60μm的方形柱状织构阵列2,得到方柱织构化单晶硅片。
3.如图3所示,将方柱织构化单晶硅片通过丙酮、乙醇和去离子水各超声清洗10min,用氮气吹干,置入KOH浓度为30~33wt%的水溶液的刻蚀液中,保持反应温度为80℃,刻蚀时间为20~30min,即制备出硅基底1上是腔形柱状织构2的样片,得到柱顶覆盖氧化层3的腔形柱状织构化单晶硅片。
4.如图4所示,将柱顶覆盖氧化层的腔形柱状织构化单晶硅片用去离子水冲洗,吹干后置入HF浓度为4%~6%的HF水溶液溶液中腐蚀30~60min(观测到表面有色氧化层消失后再反应10~20min)使得氧化层消失,得到腔形柱状织构化单晶硅片。
5.将腔形柱状织构化单晶硅片依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗,然后用氮气吹干,置入由98wt%H2SO4和30wt%H2O2以体积比为7:3新鲜配制的Piranha溶液中,保持90℃~95℃反应30min~50min,用去离子水反复冲洗,氮气吹干,得到表面羟基化的腔形柱状织构化单晶硅片。
6.如图5所示,取癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷各0.02mmol作为溶质,取十六烷和氯仿以体积比为4:1混合作为溶剂,配制癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷的多组分溶液20mL,将表面羟基化的腔形柱状织构化单晶硅片置入多组分溶液,常温静置12h~24h,之后分别用氯仿、丙酮和乙醇超声清洗5min,去除表面残留的试剂,并用氮气吹干,即获得硅基底1上既有腔形柱状织构2,又有癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷多组分分子膜的超疏水材料。
将上述实施例由所提供的一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法制备出的材料表面用去离子水接进行触角的测量,结果显示均大于150°,接触角滞后小于5°。利用球- 盘往复式摩擦试验机考察了材料表面的摩擦磨损性能,结果显示载荷为300mN~500mN时,摩擦系数为0.1~0.2,相比未使用本发明方法制备的单晶硅减摩抗磨性能得到了改善。
分析测试结果表明:利用本发明提供的一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法,能使单晶硅表面的疏水性能得到极大的提高,并且改善了减摩抗磨性能。
本发明不局限于上述实施方式,任何人应得知在本发明的启示下做出的与本发明具有相同或相近的技术方案,均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (7)
1.一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料,其特征在于:在晶向为(1,0,0)或(1,1,0)的单晶硅片表面均匀分布微米级腔形柱状织构,并在该织构化单晶硅片表面覆盖由癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷组成的多组分化学分子膜;所述的腔形柱状织构是由腔形柱状织构单元组合而成;所述的腔形柱状织构单元,是由4个相邻且带有腔形结构的方柱组成;所述的带有腔形结构的方柱,是在干法刻蚀得到的基础方柱上,对其4个侧面沿晶向进行各向异性刻蚀,得到4个腔形结构;所述腔形结构由夹角为70.6°~109.4°的上下两个腔面构成;所述的基础方柱,其高度为30~50μm,边长为10~20μm;所述的带有腔形结构的方柱,其柱高为35~55μm,边长为10~20μm。
2.一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料的制备方法,其特征在于:制备方法包括如下步骤:
(1)取晶向为(1,0,0)或(1,1,0)的单晶硅片,在其表面制备0.5~1μm的氧化层,得到含氧化层单晶硅片;
(2)在覆盖氧化层的单晶硅片表面通过干法刻蚀制备出边长为10~20μm,高度为30~50μm,相邻柱间距为40~60μm的方形柱状织构阵列,得到方柱织构化单晶硅片;
(3)将方柱织构化单晶硅片置入浓度为30~33%KOH水溶液中,保持80℃刻蚀20~30min,得到柱顶覆盖氧化层的腔形柱状织构化单晶硅片;
(4)将柱顶覆盖氧化层的腔形柱状织构化单晶硅片置入浓度为4~6%HF的水溶液或缓冲氧化硅蚀刻液(BOE)中,去除氧化层,得到腔形柱状织构化单晶硅片;
(5)将腔形柱状织构化单晶硅片依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗,然后用氮气吹干,置入由98wt%H2SO4和30wt%H2O2以体积比为7:3新鲜配制的Piranha溶液中,保持85℃~95℃反应30min~50min,用去离子水冲洗,氮气吹干,得到表面羟基化的腔形柱状织构化单晶硅片;
(6)配制癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷的多组分溶液20mL,将表面羟基化的腔形柱状织构化单晶硅片置入多组分溶液中,常温静置12h~24h,之后分别用氯仿、丙酮和乙醇超声清洗5min,去除表面残留的试剂,并用氮气吹干,得到表面覆盖癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷多组分分子膜的腔形柱状织构化单晶硅片,即为一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料。
3.根据权利要求2所述的一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料,其特征在于:所述的含氧化层单晶硅片,是在单晶硅表面通过干氧氧化、水汽氧化、湿氧氧化三种方法中任意一种或者几种组合制备出0.5~1μm氧化层。
4.根据权利要求2所述的一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料,其特征在于:所述干法刻蚀是由机械划刻、等离子体刻蚀、激光刻蚀中的任意一种或几种组合制备样品。
5.根据权利要求2所述的一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅的制备方法,其特征在于:所述缓冲氧化硅蚀刻液(BOE)是由浓度为40%的NH4F和浓度为49%的HF以体积比为6:1混合所得的溶液。
6.根据权利要求2所述的一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅的制备方法,其特征在于:所述癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷的多组分溶液,其溶质为癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷,二者物质的量均为0.02mmol。
7.根据权利要求2所述的一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅的制备方法,其特征在于:所述癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷的多组分溶液,其溶剂为十六烷和氯仿以体积比为4:1配制的溶液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610585136.2A CN106044699B (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610585136.2A CN106044699B (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106044699A true CN106044699A (zh) | 2016-10-26 |
CN106044699B CN106044699B (zh) | 2017-10-10 |
Family
ID=57416838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610585136.2A Active CN106044699B (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106044699B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108074994A (zh) * | 2016-11-14 | 2018-05-25 | Lg电子株式会社 | 太阳能电池及其制造方法 |
CN110872096A (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 天津大学 | 一种抗湿度干扰功能化硅纳米线气敏传感器及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1241703A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | National Center for Scientific Research Demokritos Institute of Microelectronics | Method for masking silicon during anisotropic wet etching |
US20050252282A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Veeco Instruments, Inc. | Methods of fabricating structures for characterizing tip shape of scanning probe microscope probes and structures fabricated thereby |
CN102832128A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种半导体器件的制造方法 |
CN104966670A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-07 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种单晶硅刻蚀方法及刻蚀液 |
CN105036056A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-11-11 | 湘潭大学 | 一种以单晶硅为基底具有减摩抗磨和超疏水性能的材料及制备方法 |
-
2016
- 2016-07-25 CN CN201610585136.2A patent/CN106044699B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1241703A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | National Center for Scientific Research Demokritos Institute of Microelectronics | Method for masking silicon during anisotropic wet etching |
US20050252282A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Veeco Instruments, Inc. | Methods of fabricating structures for characterizing tip shape of scanning probe microscope probes and structures fabricated thereby |
CN102832128A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种半导体器件的制造方法 |
CN105036056A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-11-11 | 湘潭大学 | 一种以单晶硅为基底具有减摩抗磨和超疏水性能的材料及制备方法 |
CN104966670A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-07 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种单晶硅刻蚀方法及刻蚀液 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108074994A (zh) * | 2016-11-14 | 2018-05-25 | Lg电子株式会社 | 太阳能电池及其制造方法 |
CN110872096A (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 天津大学 | 一种抗湿度干扰功能化硅纳米线气敏传感器及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106044699B (zh) | 2017-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pal et al. | Surfactant adsorption on single-crystal silicon surfaces in TMAH solution: orientation-dependent adsorption detected by in situ infrared spectroscopy | |
Persson et al. | Double thermal oxidation scheme for the fabrication ofSiO2 nanochannels | |
CN102167280B (zh) | 一种超疏水硅微纳复合结构及其制备方法 | |
CN104555910B (zh) | 一种基于反应离子束刻蚀技术制备薄膜有序微结构的方法 | |
CN102427083A (zh) | 一种疏水疏油表面微结构及其制备方法 | |
CN105036056B (zh) | 一种以单晶硅为基底具有减摩抗磨和超疏水性能的材料及制备方法 | |
CN111115548A (zh) | 一种蘑菇状超疏水-超疏油pdms微纳复合阵列及其制备方法和应用 | |
Eijkel et al. | 1-D nanochannels fabricated in polyimide | |
CN106770165B (zh) | 基于表面等离子体共振诱导化学反应制备的表面增强拉曼基底及其制备方法 | |
CN106044699B (zh) | 一种具有超疏水性能的腔形柱状织构化硅材料及制备方法 | |
CN101000290A (zh) | 一种基于微纳米结构的样品富集芯片、制作方法及富集方法 | |
US20180038841A1 (en) | Component based on a structurable substrate with a membrane structure having three-dimensional pores in the nm range and semiconductor technology method for manufacturing same | |
CN110711686B (zh) | 一种仿生槐叶苹的高粘附超疏水表面及其制备方法 | |
CN103604533B (zh) | 一种偏转电容式表面微机械加工残余应力的测试结构 | |
CN102976265B (zh) | 尺寸可控的圆片级玻璃微腔制备方法 | |
CN102817084B (zh) | 一种硅纳米线双层阵列结构材料的制备方法 | |
CN106861781A (zh) | 一种基于表面纳米气泡降低流体阻力的微通道制备方法 | |
JP2006270032A5 (zh) | ||
Chen et al. | Fabrication of SiO $ _ {2} $ Microcantilever Using Isotropic Etching With ICP | |
Hajj-Hassan et al. | Ultra-thin porous silicon membranes fabricated using dry etching | |
Pennathur et al. | Low Temperature Fabrication and Surface Modification Methods for Fused Silica Micro-and Nanochannels | |
Swarnalatha et al. | Silicon anisotropic etching in ternary solution composed of TΜΑΗ+ Triton+ NH2ΟΗ | |
CN106904700B (zh) | 一种石墨烯基薄膜包覆金属作为电极材料的离子分离器件 | |
KR20120130677A (ko) | 자기 조립 물질을 이용한 그라핀 나노 구조체를 분리부로 이용한 분리 장치 및 그 제조 방법 | |
CN102674240A (zh) | 一种微机械传感器及其制作方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |