[发明专利]一种T型悬臂梁微结构及其加工方法和应用

说明书

本发明属于微纳加工技术领域，公开一种T型悬臂梁微结构及其加工方法和应用。该方法是在清洗的硅基表面上采用800～850℃低压化学气相沉积法生长SiN₄，然后旋涂光刻胶，将掩模板覆盖在光刻胶上，在紫外光下对SiN₄层表面的光刻胶进行曝光显影得到图案；通过光刻在该氮化硅基底上，加工各种图案，出现基底的显影区域，然后在CHF₃/O₂条件下，等离子体干法刻蚀该显影区域；利用电子束在处理的氮化硅表面上蒸镀贵金属膜，然后将镀金的氮化硅基底浸入刻蚀液中进行各向同性刻蚀，得到上宽下窄的微结构，清洗其表面，制得微型T型悬臂梁结构。该结构具有超疏水超疏油性，可应用在水栖设备、防水防油、微流体技术或生物医疗等领域。

技术领域

本发明属于有机半导体技术领域，更具体地，涉及一种T型悬臂梁微结构及其加工方法和应用。

背景技术

硅是广泛应用于微电子/纳米电子机械系统中的半导体材料，以硅为基底加工出超双疏表面(同时具备超疏水和超疏油特性)，能有效地控制其表面层的润湿性、粘着力、耐磨性和防油污黏附等性能，具有广泛的应用前景。研究表面，在硅基底表面加工出的微型T型悬臂梁结构满足超双疏条件，既可以实现超疏水，同时也能实现超疏油。但是如何加工出T型悬臂梁结构存在极大的困难，例如：

中国专利CN107974089A提出了一种通过各向异性结构制备各向同性超疏水超疏油规整多孔硅橡胶的方法，通过配制含有C＝C双键的硅油、催化剂等材料的打印，该方法通过用“墨水”后，按照各向异性多孔结构特征进行打印，制备得到多孔结构的硅橡胶，经干燥和固化后，得到各向同性超疏水超疏油硅橡胶材料。但是该方法操作复杂难以扩大生产、成本昂贵，且其超双疏表面机械耐久性、耐磨性差，其极易受到物理磨损而遭到破坏甚至失效。

中国专利CN201634414U提出了一种硅材料基板加工方法，该方法利用激光加工方法在硅基板表面，构造出规则的微米-亚微米级表面纹理，再通过自组装分子膜，实现超疏水结构。但是该方法加工的微结构只适用于超疏水，并不具有超疏油能力，无法防止油污黏附性能。

中国CN107346727A提出了一种基板清洗方法及成膜方法，该方法通过多次对基板进行清洗，在基板上形成疏水疏油的超双疏膜层。但是该方法加工的超双疏膜层，在基板表面形成的膜层容易脱落，极大的影响了使用寿命。因此，亟需提出一种微型T型悬臂梁结构的加工方法，实现超双疏的性能，使得元器件可以在一些特殊场合比如湿度很大、油污等的环境下使用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明目的在于提供一种T型悬臂梁微结构的加工方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备的T型悬臂梁微结构。

本发明的再一目的在于提供上述T型悬臂梁微结构的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种T型悬臂梁微结构的加工方法，包括如下具体步骤:

S1.在清洗的硅基表面上采用800～850℃低压化学气相沉积法生长氮化硅(SiN₄)，然后旋涂光刻胶，将用所需图形的掩模板覆盖在光刻胶上，在紫外光下对氮化硅SiN₄层表面的光刻胶进行曝光显影得到图案；通过光刻在该氮化硅基底上，加工出各种图案，出现基底的显影区域，然后在CHF₃/O₂条件下，用等离子体干法各向异性刻蚀该显影区域；

S2.利用电子束在步骤S1处理的氮化硅表面上进行蒸镀贵金属膜，得到镀贵金属的氮化硅基底；

S3.将镀贵金属的氮化硅基底浸入刻蚀液中搅拌，进行各向同性刻蚀，得到上宽下窄的微结构，清洗其表面，制得T型悬臂梁微结构。