[发明专利]一种纳米压印复合模板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压印复合模板的制备方法，具体涉及一种纳米压印复合模板的制备方法。

背景技术

因PSS(Patterned sapphire substrate，图案化蓝宝石衬底)具有能大量提高LED出光率和通过降低外延缺陷密度来提高LED使用寿命的优点，所以PSS越来越广泛的应用在LED的制造业中，其制作方法也品种繁多，如在图形转移上有：光刻、压印、纳米球自组织。在蚀刻方式上也有：等离子体干法蚀刻和浓硫酸与磷酸混合溶液的湿法腐蚀。PSS之所以能够提高LED的出光率，其主要原因是用图案化衬底的漫反射来替代平片的镜面反射，使部分因全反射而被吸收的光线通过漫反射的方式发散出去，理论上来讲，图案的尺寸越小，其效果越好。

传统的纳米级的PSS主要采用半导体制程，通过涂布、曝光、显影、蚀刻等一系类加工工艺进行生产。此类制作方法在纳米级PSS的生产上会遇到了几个困难：1、纳米级别的曝光机非常昂贵，普通的微米级PSS可以采用半导体工厂淘汰下来的曝光机(Steeper)进行曝光，具体因为厂家和型号不同，价格在20-50万美金之间，而纳米级别的曝光机因半导体厂还能使用，很少有淘汰下来，而全新的曝光机(Steeper)每台高达几百万美金，普通的LED厂很难承受。2、因适用产品不同，半导体工艺上的硅片可以很平整，而在LED制造工艺上的外延段需要衬底制作成一个内凹的碗形，且蓝宝石加工难度大，国内生产的蓝宝石衬底平整度暂时无法与硅衬底相媲美，这样就对曝光机(Steeper)的曝光造成了一定的难度。出于以上几个原因，我们准备采用压印的办法来制作纳米级PSS衬底。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种纳米压印复合模板的制备方法，不但制备方法简单，而且可以得到很好的脱模效果以及大范围高精细的图形结构的复合模板，图案整齐完整，不会产生图案歪斜的现象。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种软模板材料的制备方法，所述软模板材料由巯基低聚倍半硅氧烷(POSS-SH)嫁接低表面能的氟化交联剂而合成，所述软模板材料的合成由下述式I所示：

另一方面，本发明还提供一种纳米压印复合模板的制备方法，包括以下步骤：

1)母板的制备：首先在硅片上涂布一光刻胶层，然后在光刻胶层上刻印出图案，再使用等离子体刻蚀把所述光刻胶层上的图案转移到硅片上，去胶清洗后，得到带有图案的母板；优选地，图案为直径500纳米，圆柱成密堆积分布，周期大小为900纳米；更优选地，蚀刻深度为700纳米；

2)溶液的准备：溶液的准备：将固化剂分别与上述制备的软模板材料、PDMS混合，得到软模板材料溶液和PDMS溶液；

3)纳米压印复合模板的制备：将所述软模板材料溶液涂布在所述带有图案的母板上，得到涂布有软模板材料溶液的母板；然后将所述涂布有软模板材料溶液的母板置于限制模具中，再倒入所述PDMS溶液，得到平铺有PDMS溶液的母板；再加热烘烤所述平铺有PDMS溶液的母板，取下限制模具，并将母板去除，得到纳米压印复合模板，即得。

本发明的纳米压印复合模板的制备方法，将硫一烯点击化学和 POSS氟化物的优势结合起来，与传统的PDMS软模板相比，该复合模板具有低表面张力、高脱模效率、高机械强度以及较高的热稳定性的特点，应用于压印模板可以得到很好的脱模效果以及大范围高精细的图形结构，不会产生图案歪斜的现象。

在上述技术方案的基础上，本发明还可作出如下改进：

作为优选的方案，在步骤1)中，得到带有图案的母板后，还包括在所述带有图案的母板的表面旋涂一层抗粘剂，再加热烘烤的步骤。

作为优选的方案，所述抗粘剂为CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃。

采用上述优选的方案，防止紫外光刻胶与母板粘连，分离时能够更好分离。

作为优选的方案，于75～85℃的热板上加热烘烤45～75S；优选地，于80℃的热板上加热烘烤60S。

采用上述优选的方案，能够使最终得到的复合模板具有较高的表面张力和热稳定性。

作为优选的方案，在步骤2)中，将软模板材料和固化剂以10∶2～4的体积比混合；将软模板材料溶液和固化剂以10∶3.1的体积比混合。