[发明专利]一种低成本微纳一体化结构的制作方法

权利要求书

1.一种低成本低成本微纳跨尺度结构制作方法，其特征如下：

(1) 压印模具微纳加工

a.“自上而下”，利用侧墙技术制造二维纳尺度硅模具

首先表面修饰硅基底提高聚合物与基底结合强度，使用紫外曝光光刻在硅基底上形成聚合物台阶，利用磁控溅射仪各向同性沉积一层延展性良好基底的附着力强的金属薄膜；然后利用溅射反向刻蚀，有选择性的去除水平方向的薄膜材料；再以侧壁上保留下来的纳尺度“侧墙”为掩膜，利用SF₆，O₂，C₄F₈气体进行深反应离子刻蚀，得到宽度和深度为纳米尺度的二维纳尺度硅模具；

b. 以石英为基底材料，制造微尺度模具

在石英表面沉积一层厚度100nm的铬膜，经过剥离工艺得到图形宽度为微米尺度的石英模具；

(2) 微纳跨尺度图形制作

将步骤(1)得到的纳米模具和微米模具分别进行局部氧等离子体和气相沉积氟化物表面处理，保证微米模具的表面能小于纳米模具的表面能；在纳米硅模具上旋涂一层紫外固化光刻胶；将微米石英模具与光刻胶另一面接触并施加压力；透过石英模具进行紫外线曝光使微米模具图形区域以外的光刻胶固化；利用压印制作出纳米沟道，利用曝光显影制作出微米沟道，将微米和纳米结构成型在同一片聚合物材料上，实现微纳跨尺度图形制造；

(3) 利用基底和聚合物的共价键反应实现微纳跨尺度结构键合

将步骤(2)得到双面聚合物用异丙醇清洗、烘干，并用用氧等离子体处理，浸入到体积比为1%的APTES溶液中完成光刻胶表面改性；表面改性后的微纳跨尺度结构与PDMS基底反应生成牢固的Si-O-Si共价键，实现器件的封装。

2.根据权利要求1所述的一种低成本微纳一体化结构的制作方法，其特征在于，制备侧墙所需的台阶采用聚合物、二氧化硅或氮化硅。

3.根据权利要求1或2所述的一种低成本微纳跨尺度结构制作方法，其特征在于，提高薄膜延展性并增强薄膜与基底的附着力，薄膜材料选择金。

4.根据权利要求1或2所述的一种低成本微纳跨尺度结构制作方法，其特征在于，提高聚合物与基底结合强度的粘结层材料选用六甲基二硅胺(HMDS)。

5.根据权利要求1或2所述的一种低成本微纳跨尺度结构制作方法，其特征在于，封装双面聚合物结构采用顺次脱模和键合的方法。

6.根据权利要求3所述的一种低成本微纳跨尺度结构制作方法，其特征在于，提高聚合物与基底结合强度的粘结层材料选用六甲基二硅胺(HMDS)。

7.根据权利要求3所述的一种低成本微纳跨尺度结构制作方法，其特征在于，封装双面聚合物结构采用顺次脱模和键合的方法。

8.根据权利要求4所述的一种低成本微纳跨尺度结构制作方法，其特征在于，封装双面聚合物结构采用顺次脱模和键合的方法。