[发明专利]一种可增强光反射柔性薄膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于微纳制造及光电子器件制造领域，特别涉及一种可增强光反射柔性薄膜的制造方法。

背景技术

光学薄膜概念最早萌芽于17世纪“牛顿环”的发现，光学薄膜现已广泛应用于光学、光电子技术领域以及各种光学仪器。

传统的光学薄膜是以光的干涉为理论基础，光学薄膜是利用不同的材料对光具有不同的反射、吸收、透射性能，并结合实际需要制造的一种薄膜。随着微纳米技术的发展，新型的光学薄膜——纳米光学薄膜得到了快速发展。主要通过在材料表面涂覆一层微纳米颗粒或者将薄膜的厚度做到纳米级得到的一种光学薄膜，该薄膜具有普通光学薄膜所没有的光学特性。

目前，光学薄膜一旦制备完成，它的反射性能也就确定下来。同时，光学薄膜一般透光性都很差，即目前光学薄膜存在反射率不可调控和透光性差的问题，这对于既要求反射性又要求透射性的光学应用场合有所限制。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可增强光反射柔性薄膜的制造方法，该柔性薄膜可有效提高300～1400nm光波的反射率，同时反射率可调控，具有成本低、性能稳定等优点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种可增强光反射柔性薄膜的制造方法，包括以下步骤：

1)制备干法刻蚀所需要的掩蔽层，通过光刻工艺在准备干净的单晶硅片表面实现光刻胶的图形化；再通过溅射或蒸镀工艺在有光刻胶图形化的单晶硅片表面制备一层厚度为200～1000纳米的薄膜；然后通过剥离工艺获取薄膜的图形化，以形成干法刻蚀所需要的掩蔽层；

2)制备倒锥柱阵列硅模具，将具有掩蔽层的单晶硅片放入干法刻蚀机，在刻蚀过程中通过调控刻蚀参数制备单晶硅片倒锥柱阵列硅模具，刻蚀参数为：功率105～150W，反射功率1～4W，偏压300～320V，刻蚀过程SF₆流量90～99.8sccm，C₄F₈流量2.4～5.5sccm；边壁钝化过程SF₆流量2.3～6.2sccm，C₄F₈流量85～96.9sccm；刻蚀与钝化转换周期为15～30秒；然后去除掩蔽层，获取倒锥柱阵列硅模具；

3)翻模制备倒锥孔阵列柔性薄膜，首先，将疏水处理过的单晶硅片倒锥柱阵列硅模具固定在平坦的衬底上，然后，将垫层固定在单晶硅片倒锥柱阵列硅模具的两侧；再用聚合物完全涂覆在单晶硅片倒锥柱阵列硅模具表面，且聚合物厚度高于垫层2～5毫米，然后真空处理去除聚合物中夹杂的气泡；再使用压板挤压聚合物，施加在压板上的载荷为50～120Kg，保持15～30秒；然后将压板、聚合物、垫层、倒锥柱阵列硅模具、衬底整个加热，加热温度为50～90℃，保持30～60分钟使聚合物固化；再分离聚合物和倒锥柱阵列硅模具，获得聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜。

所述的薄膜为铝薄膜、氧化铝薄膜或氮化硅薄膜。

所述的聚合物为PDMS(聚二甲基硅氧烷)或PUA(聚氨酯-聚丙烯酸酯)或POE(聚烯烃弹性体)。

所述聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜的倒锥孔大端直径D和小端直径d，所述聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜的倒锥孔的深度H以及所述聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜的倒锥孔的间距L尺寸关系为0.01≥D/H＞0，20≥D/d＞0，0.05≥D/L＞0。

本发明的优点：本发明获得的聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜具有优良的弹性性能，通过施加外力驱使聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜变形实现其反射率的调控；通过套刻对准技术能够实现多层聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜的叠加，以及多层聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜不同顺序的组合实现薄膜反射率的调控。

附图说明

图1是制备干法刻蚀所需要的掩蔽层流程图，图1(a)是光刻胶图形化示意图；图1(b)是薄膜的沉积示意图；图1(c)是剥离后薄膜的图形化示意图。

图2是倒锥柱阵列硅模具的制造工艺流程图，图2(a)干法刻蚀后倒锥柱阵列硅模具示意图；图2(b)是去除薄膜后倒锥柱阵列硅模具示意图。

图3是对正标记的制备工艺流程图，图3(a)是光刻胶对正标记示意图；图3(b)是薄膜对正标记示意图；图3(c)是单晶硅片倒锥柱阵列硅模具的对正标记示意图。

图4是翻模制备倒锥孔阵列柔性薄膜示意图，图4(a)是翻模的结构示意图；图4(b)是脱模得到的聚合物倒锥孔阵列柔性薄膜的示意图。