[发明专利]一种具有微纳结构的氧化锌薄膜材料的制备方法

权利要求书

1.一种具有微纳结构的氧化锌薄膜材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤（1）镀膜：给硅片镀上一层锌薄膜；

步骤（2）预烘：将镀有一层锌薄膜的硅片放入陶瓷坩埚内，然后再放入

烘箱中进行第一次烘烤；

步骤（3）匀胶：将硅片从烘箱中取出后放置在常温环境中，待其自然冷却后再放入匀胶机吸盘中进行旋涂；

步骤（4）前烘：将旋涂过光刻胶的硅片置于坩埚中，将坩埚用锡纸包住后放入烘箱中进行第二次烘烤；

步骤（5）曝光：运用光刻机对完成前烘的硅片进行曝光光刻，即把掩膜版放置在硅片的正上方，将紫外线光源中心对准掩膜版曝光，曝光时间为3s-4s；

步骤（6）显影与清洗：将曝光后的硅片浸没在显影液中13s-17s，待显影液充分显影后取出硅片放入去离子水中清洗20s-40s，清洗结束后用氮气吹干硅片表面的去离子水；

步骤（7）后烘：将显影后的硅片放入烘箱中进行第三次烘烤；

步骤（8）腐蚀：将硅片浸入稀盐酸中进行化学腐蚀30s-50s，待去除光刻胶附着区域之外的锌薄膜后，再用去离子水将硅片冲洗干净，接着用丙酮清洗掉光刻胶，待去除光刻胶后再用去离子水将硅片冲洗干净；

步骤（9）高温退火氧化：将经腐蚀后已具有微纳结构的锌薄膜的硅片，放入高温退火炉中氧化，氧化过程包括以下六个阶段：

第一阶段，炉内温度为常温，时间30min；

第二阶段，炉内温度为300℃，时间20min；

第三阶段，炉内温度为300℃，时间10min；

第四阶段，炉内温度为370℃-385℃，时间500min-700min；

第五阶段，炉内温度为370℃-385℃，时间40min；

第六阶段，待炉内温度降至室温即取出硅片，具有微纳结构的氧化锌薄膜材料制备完成。

2.根据权利要求1所述的一种具有微纳结构的氧化锌薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述镀膜采用的是等离子体溅射镀膜，步骤如下：

第一步：将硅片放入盛有酒精的烧杯中，然后把烧杯放入超声波清洗机中清洗5min-15min，清洗结束后用镊子将硅片夹出并用氮气吹干硅片表面残留的酒精溶液；

第二步：将清洗后的硅片夹在等离子体实验仪的基片台上，调节基片台高度，使基片台与锌靶相距10mm-15mm，盖上真空室的盖子；

第三步：依次打开等离子体实验仪的总电源、冷却水、真空泵、电阻真空计按钮，然后打开直流溅射旋钮，此时溅射进气旋钮必须保持关紧状态；

第四步：待真空室的压强降到10Pa-20Pa，拧开工作气瓶的开关旋钮，打开溅射进气旋钮，调节溅射进气旋钮与直流溅射旋钮，使真空室的压强稳定在15Pa-20Pa；

第五步：打开高压电源开关，旋转高压调节粗调旋钮，将真空室两电极间的电压控制在700V-800V，电流控制在10mA-15mA，依据直流溅射原理对硅片镀上一层锌薄膜，镀膜时间为20min-40min；

第六步：镀膜结束后，先旋转高压调节粗调旋钮将真空室的电压调为零，再关闭高压电源开关，然后依次关闭溅射进气旋钮、直流溅射旋钮、电阻真空计、真空泵、冷却水、总电源、工作气瓶的开关旋钮；

第七步：松开真空室的进气旋钮，缓慢充入大气，取下真空室的盖子，用镊子将完成镀膜的硅片取出放入样品盒中。

3.根据权利要求1所述的一种具有微纳结构的氧化锌薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述第一次烘烤温度为90℃-100℃、时间15min-30min，第二次烘烤温度为100℃、时间4min-6min，第三次烘烤温度为100℃、时间3min-5min。

4.根据权利要求1所述的一种具有微纳结构的氧化锌薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述旋涂是指将光刻胶滴入硅片中心处直至光刻胶布满整个硅片，按下匀胶机的匀胶开关，在400r/min-500r/min的转速条件下预匀8s-10s，然后再提高转速到3500r/min-5000r/min继续旋转25s-35s，直至光刻胶的厚度为3μm-5μm。

5.根据权利要求4所述的一种具有微纳结构的氧化锌薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述光刻胶为RZJ-304正胶。