[发明专利]平板单晶硅表面的改性方法

摘要

一种平板单晶硅表面的改性方法，由下列步骤组成：1.把4－羟基－2，2，6，6－四甲基哌啶－1－氧自由基(HTEMPO)和偶氮二异丁腈(AIBN)溶入苯乙烯和4－乙烯吡啶中，在95℃下加热2小时，然后在130±2℃，经过5－48小时聚合后，－20℃中冷却，终止反应，经沉淀法分离，得到含羟基的、窄分子量分布的苯乙烯和4－乙烯吡啶无规共聚物，2.将平板单晶硅用水超声清洗30分钟，然后，将其放入浓硫酸和30％的过氧化氢组成的混合溶液，在90℃加热2小时，清洗干燥，3.将所得的共聚物配制成DMF溶液，将其涂覆在所制得的平板单晶硅的表面，在真空烘箱中，在120℃加热6～122小时，使聚合物接枝到平板单晶硅的表面形成聚合物刷子层。本方法制成的聚合物刷子层分子量和厚度可控，且制作方法简便。

主权项

1.一种平板单晶硅表面的改性方法，其特征是它由下列步骤组成：步骤1.制备含羟基的、窄分子量分布的、分子量可控的苯乙烯和4-乙烯吡啶或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯无规共聚物：步骤1.1.把4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基(HTEMPO)和偶氮二异丁腈(AIBN)溶入苯乙烯和4-乙烯吡啶或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯中，苯乙烯与总单体的物质的量分数比在0.2到0.8范围，总单体与4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基及偶氮二异丁腈的物质的量之比为：500-1,000∶1.8-3∶1，将它们置入充分脱水和除氧的单颈烧瓶中，在90～100℃下加热1.5～3小时，即得“共价休眠种”化合物，步骤1.2.将步骤1.1所得的“共价休眠种”，在130±2℃，经过5-48小时聚合后，置入冰-盐浴(-20℃)中冷却，使聚合反应停止，步骤1.3.停止聚合反应的反应混合物，经沉淀法分离，得到含羟基的、窄分子量分布的、分子量可控的苯乙烯和4-乙烯吡啶或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯无规共聚物，步骤2平板单晶硅表面的功能化将平板单晶硅置入二次蒸馏水中，超声清洗30分钟，然后，将其放入浓硫酸和30％的过氧化氢组成的混合溶液(浓硫酸与过氧化氢体积比为70∶30)，在80℃～90℃加热1.5～2.5小时，用乙醚和二次蒸馏水清洗，高纯氩气干燥，步骤3.将窄分子量分布的、分子量可控的苯乙烯和4-乙烯吡啶或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯无规共聚物接枝在单晶硅表面步骤3.1.把步骤1所得的聚苯乙烯、聚4-乙烯吡啶、苯乙烯和4-乙烯吡啶或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯无规共聚物配制成1～4％的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，将其用旋转涂覆法涂覆在步骤2所制得的平板单晶硅的表面，把涂覆有聚合物层的单晶硅片放置在真空烘箱中，在真空条件下，在120℃～122℃加热6～122小时(根据实施例11)，使聚合物接枝到平板单晶硅的表面形成聚合物刷子层，步骤3.2.将表面形成聚合物刷子层的平板单晶硅在室温下淬火，用N，N-二甲基甲酰胺浸泡24小时，使未接枝的聚合物从硅基板上除去，在真空条件下，在60℃以下干燥，即制得表面有一定厚度的、均匀的聚合物刷子层的平板单晶硅。