[发明专利]一种大面积柔性疏水多孔硅膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种大面积柔性疏水多孔硅膜的制备方法，包括以下步骤：在(100)晶向的单晶硅片上旋涂一层光刻胶；在此硅片上制备光刻胶图形阵列；在光刻胶图形阵列表面镀一层金属膜；移除光刻胶和镀在光刻胶上的金属膜，得到带有金属网格图形的单晶硅片；将此的单晶硅片放入氢氟酸和双氧水的混合溶液中进行金属辅助蚀刻，形成多孔硅膜；将多孔硅膜冲洗干净，干燥，使得多孔硅膜自行剥离；用有粘性的柔性基底粘附多孔硅膜，得到大面积柔性疏水多孔硅膜；其中，单晶硅片电阻率为0.001~0.005Ω·cm。本发明生产成本低，工艺简单，该方法制备出的多孔硅膜为柔性疏水的，疏水效果好，可粘附在任意材料、任意形状的基底上，可剪裁成任意形状，并且保持硅原有性能；具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明纳米功能表面材料领域，更具体地，涉及一种大面积柔性疏水多孔硅膜的制备方法。

背景技术

硅的微纳米结构是目前最重要的材料之一，吸引了人们极大地兴趣。硅的微纳米结构广泛应用于太阳能电池，能量储存，生物传感器和表面增强拉曼光谱等领域。由于硅是硬质基底，在很大程度上限制了硅微纳米结构的使用。如何将硅微纳米结构垂直的转移到柔性基底上并保持硅原有的性能是一个巨大的挑战。

目前将硅微纳米结构转移到柔性基底上的方法主要有流体自组装，接触式印刷，PDMS转移，重物转移，水辅助转移和电辅助转移等方法。以上这些方法工艺过程都很复杂，甚至需要机械损坏，且用上述方法很难完整垂直转移硅的微纳结构并保持原有的性能，而且很难大面积的制备。

基于微纳米加工技术制备出大面积柔性疏水薄膜，并且能保持硅原有的性能，将具有巨大的应用前景。但是由于现有技术制备得到的柔性多孔硅面积很小，大面积柔性疏水多孔硅膜工艺尚未出现，严重的制约了这方面的发展。

发明内容

本发明的第一个目的是为了克服现有技术的不足，提供一种大面积柔性疏水多孔硅膜的制备方法，该方法过程简单，能够制备得到大面积的柔性疏水多孔硅膜。

本发明的第二个目的是提供所述制备方法制备的大面积柔性疏水多孔硅膜，该大面积柔性疏水多孔硅膜疏水效果好。

本发明的第三个目的是提供所述大面积柔性疏水多孔硅膜在为疏水材料中的应用。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种大面积柔性疏水多孔硅膜的制备方法，包括以下步骤：

S1.在(100)晶向的单晶硅片上旋涂一层光刻胶；

S2.通过光刻技术利用掩膜在此硅片上制备光刻胶图形阵列；

S3.在制备的光刻胶图形阵列表面镀一层金属膜；

S4.移除光刻胶和镀在光刻胶上的金属膜，得到带有金属网格图形的单晶硅片；

S5.将带有金属网格图形的单晶硅片放入氢氟酸和双氧水的混合溶液中进行金属辅助蚀刻，形成多孔硅膜；

S6.将多孔硅膜冲洗干净，干燥，使得多孔硅膜自行剥离；

S7.用有粘性的柔性基底粘附多孔硅膜，得到大面积柔性疏水多孔硅膜；

其中，所述单晶硅片电阻率为0.001～0.005Ω·cm。

本发明通过传统光刻方法，金属辅助蚀刻制备大面积(不小于4英寸)尺寸可控的多孔硅膜；利用多孔硅膜在干燥过程中会发生自剥离，直接使用有粘性的柔性基底就可以对多孔硅膜进行粘附剥离。

优选地，步骤S1之前对单晶硅片进行清洗，氮气吹干。

优选地，步骤S1中所述光刻胶能溶解于乙醇或异丙醇。

更优选地，步骤S1中所述光刻胶为SUN-120P。