[发明专利]一种仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法

权利要求书

1.一种仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）提供基片，所述基片包括层叠设置的牺牲材料层和腐蚀自停止层，其中所述牺牲材料层的厚度与所述刚毛的高度相应；

（2）在所述牺牲材料层上设置抗腐蚀层，并对所述抗腐蚀层进行图形化处理，使所述抗腐蚀层形成条形图案结构的抗腐蚀掩膜；

（3）以上述条形图案结构的抗腐蚀结构为掩膜对所述牺牲材料层进行各项异性腐蚀，直至暴露出所述腐蚀自停止层，从而在所述牺牲材料层中形成条状阵列结构，所述条状阵列结构中每一条状结构均具有梯形横截面；

（4）去除余留在所述牺牲材料层上的抗腐蚀掩膜，并在所述牺牲材料层上涂胶、光刻，从而在所述条状阵列结构中曝光出与刚毛结构相应的图形结构，形成矩形光刻胶掩膜阵列；

（5）以所述矩形光刻胶掩膜阵列为掩膜，在所述牺牲材料层上生长刚毛结构；

（6）剥离去除所述矩形光刻胶掩膜阵列，并刻蚀除去所述剩余牺牲材料层，从而形成所述刚毛阵列，在所述刚毛阵列中任一刚毛结构均具有四边形横截面，并且所述刚毛结构的倾斜边与所述基片上端面之间具有50~60°的夹角。

2.根据权利要求1所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于所述牺牲材料层选用（100）型硅层，所述腐蚀自停止层主要由硅的自腐蚀停止材料组成。

3.根据权利要求1或2所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于所述抗腐蚀层选用厚度为50nm-1μm的氮化硅薄膜。

4.根据权利要求2所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于，步骤（2）包括：在所述牺牲材料层上设置抗腐蚀层，并对所述抗腐蚀层进行图形化处理，使所述抗腐蚀层形成条形图案结构的抗腐蚀掩膜，所述条形图案结构的长度方向沿硅<110>晶向。

5.根据权利要求4所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于，步骤（3）包括：去除余留在所述抗腐蚀掩膜上的光刻胶后，将所述基片置入硅各向异性腐蚀液中进行腐蚀，直至露出所述腐蚀自停止层，从而在所述牺牲材料层中形成条状阵列结构。

6.根据权利要求5所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于，所述硅各向异性腐蚀液包括KOH溶液或TMAH溶液。

7.根据权利要求1或2所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于，步骤（4）包括：去除余留在所述牺牲材料层上的抗腐蚀掩膜后，在所述牺牲材料层上沉积种子层金属，再涂胶、光刻，从而形成所述矩形光刻胶掩膜阵列。

8.根据权利要求6所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于，所述种子层金属包括Ti和/或Au。

9.根据权利要求1或2所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于，步骤（5）包括：以所述矩形光刻胶掩膜阵列为掩膜，在所述牺牲材料层上生长刚毛结构，所述刚毛结构的材料包括金属或非金属材料。

10.根据权利要求1或2所述仿生壁虎脚刚毛阵列的制作方法，其特征在于，步骤（6）包括：采用硅各向同性刻蚀除去所述牺牲材料层，所述硅各向同性刻蚀气体包括二氟化氙。