[发明专利]一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法

权利要求书

1.一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法，其特征是：采用优化深反应离子刻蚀(DRIE)工艺，无需掩膜实现高密度纳米碳化硅球状阵列，极大增大表面面积体积比；同时由于优化DRIE工艺中钝化步骤在表面淀积的氟碳聚合物，极大降低表面能，则所制备碳化硅材料具有超疏水特性，静态接触角CA>160°；再通过强碱性溶液腐蚀去除硅基底，则能够实现柔性碳化硅薄膜；且由于强碱性溶液腐蚀去除表面聚合物钝化层，形成裸露高密度碳化硅尖端阵列，则所制备柔性碳化硅薄膜具有超亲水特性，静态接触角CA<1°。

2.根据权利要求1所述的一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法，其特征是包括步骤如下：

步骤110：通过物理或化学方法在硅基片上制备碳化硅薄膜，并通过退火步骤，降低薄膜应力；

步骤120：利用无掩膜优化深反应离子刻蚀工艺处理碳化硅薄膜，实现高密度纳米碳化硅球状阵列，具有超疏水特性；

步骤130：利用强碱性溶液腐蚀去除硅基片，实现高密度纳米碳化硅尖端阵列，实现超亲水特性，且碳化硅为柔性薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法，其特征是：

步骤110中所述物理方法包括物理气相沉积PVD或激光熔蚀淀积LAD，化学方法包括等离子体增强化学气相沉积PECVD、低压化学气相沉积LPCVD、常压化学气相沉积APCVD、热丝化学气相沉积法HFCVD或金属有机化合物化学气相沉淀MOCVD，所制备碳化硅薄膜厚度为0.5μm～30μm。

4.根据权利要求2所述的一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法，其特征是：

步骤110中所述退火步骤包括激光退火和热退火，控制碳化硅薄膜应力-50MPa～50MPa。

5.根据权利要求2所述的一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法，其特征是：

步骤120中所述无掩膜优化深反应离子刻蚀工艺，包括以下步骤：对DRI E设备进行初始化和等离子稳定；控制所述DRIE工艺参数，直接制备高密度纳米结构；DRIE后处理工艺处理表面降低表面能。

6.根据权利要求2所述的一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法，其特征是：

采用优化深反应离子刻蚀工艺DRIE制备纳米球状阵列，工艺参数包括：线圈功率为800W～900W；压强为20mTorr～30mTorr；刻蚀气体SF₆流量为20sccm～45sccm，钝化气体C₄F₈或O₂流量为30sccm～50sccm（SF₆和C₄F₈气体流量比为1:1～1:2）；平板功率为6W～12W；刻蚀/钝化时间比为10s:10s～4s:4s；刻蚀/钝化循环60～200次。

7.根据权利要求5所述的一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法，其特征是：

DRIE后处理工艺参数包括：线圈功率为800W～900W；压强为20mTorr～30mTorr；刻蚀气体SF₆流量为0sccm，钝化气体C₄F₈或O₂流量为30sccm～50sccm；平板功率为6W～12W；刻蚀/钝化时间比为0s:10s～0s:4s；刻蚀/钝化循环1～20次。

8.根据权利要求1所述的一种亲疏水性可调谐柔性碳化硅薄膜制备方法，其特征是：

步骤130中所述强碱性溶液包括：氢氧化钾KOH溶液和氢氧化钠NaOH溶液，其质量体积比为15%～40%。