【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能性材料，具体而言，涉及一种微米双内凹结构表面的制造方法、超疏油材料。
技术介绍
1、由于较低的表面张力，油滴很容易在固体表面铺展润湿，从而降低整个体系的界面自由能，因此，实现低表面扎张力的超排斥相对来说比较困难。为了实现低表面张力油的超排斥，目前有相关研究人员提出了双内凹结构，通过双内凹结构能够有效锁定固-液-气三相接触线，阻止液体沿着表面微结构向下滑移，从而将液体支撑在微结构空气层上面而实现对不同液体的有效排斥。
2、但是，现有技术中制备得到的双内凹结构尺寸均在几十微米以上，虽然能够实现低表面张力液体的超排斥，但这种排斥性极不稳定，如空气流动或者液滴自身运动都会导致液体塌陷并湿润固体表面。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是提供一种制备更小尺寸双内凹结构的方法，提高对低表面张力液体的超排斥能力，提升稳定性。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种微米双内凹结构表面的制造方法，包括以下步骤：
3、步骤s1、在半导体材料的表面设置光刻胶层；其中，所述半导体材料包括上下设置的硅层和二氧化硅层，所述光刻胶层设置在所述二氧化硅层远离所述硅层一侧的表面上；
4、步骤s2、对所述光刻胶层进行第一刻蚀，使预设微图案转移至光刻胶层上，得到光刻胶掩模板；其中，所述预设微图案为圆孔阵列结构，所述圆孔阵列结构中相邻圆孔的间距相同；
5、步骤s3、根据所述光刻胶掩模板，对所述二氧化硅层进行第二刻蚀，在所述二氧化硅层上与所述
6、步骤s4、在所述二氧化硅层中所述预设微图案的对应区域，沿所述第一圆柱孔的轴向对所述硅层进行第三刻蚀，在所述硅层中形成与所述第一圆柱孔对应的第二圆柱孔，然后去除所述光刻胶掩膜板，得到第二刻蚀半导体材料；
7、步骤s5、在所述第二刻蚀半导体材料中具有所述二氧化硅层的一侧沉积二氧化硅，形成沉积二氧化硅层，然后通过刻蚀去除位于所述第二圆柱孔底部的所述沉积二氧化硅层，得到第三刻蚀半导体材料；
8、步骤s6、采用深反应离子刻蚀机的bosch工艺，对所述第二圆柱孔中的所述硅层进行各向异性刻蚀，得到第四刻蚀半导体材料；
9、步骤s7、继续对所述第二圆柱孔中所述硅层进行各向同性刻蚀，在所述半导体材料上形成了微米双内凹结构表面。
10、优选地，所述步骤s1中，所述二氧化硅层的厚度为0.2-2μm。
11、优选地，所述步骤s2中，所述预设微图案中，所述圆孔的直径为3μm，所述圆孔的圆心距为8μm。
12、优选地，所述步骤s3中，采用深反应离子刻蚀机对所述二氧化硅层进行所述第二刻蚀，所述第二刻蚀的条件为：氩气流量为40-50sccm，八氟环丁烷流量为10-20sccm，正向功率为90-110w，icp功率为800-1200w，apc压力为25-35mtorr，氦气压力为18-22torr，刻蚀温度为15-25℃，刻蚀时间为5-6min。
13、优选地，所述步骤s4中，采用电感耦合等离子刻蚀系统对所述硅层进行第三刻蚀，所述第三刻蚀的条件为：溴化氢流量为15-25sccm，icp功率为450-550w，设定压力为3.5-4.5w，正向功率为55-60w，直流偏压为160-170v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12torr，刻蚀时间为1.5-2.5min。
14、优选地，所述步骤s5中，采用电感耦合等离子体化学气相沉积系统在所述第二刻蚀半导体材料中具有所述二氧化硅层的一侧沉积所述二氧化硅，化学气相沉积的条件为：一氧化二氮流量为10-15sccm，硅烷流量为3-5sccm，正向功率为15-25w，icp功率为800-1200w，直流偏压为6-8v，设定压力为1-3w，氦气压力为6-10torr，沉积温度为280-320℃，时间为45-55min。
15、优选地，所述步骤s6包括：
16、步骤s61、在所述第二圆柱孔中内侧表面沉积钝化层，工艺参数设定为：八氟环丁烷流量为280-320sccm，六氟化硫的流量为8-12sccm，正向功率为0w，icp功率为800-1200w，apc压力为20-30w，氦气压力为8-12torr，时间为1.8-2.2s；
17、步骤s62、去除所述第二圆柱孔底部的所述钝化层，工艺参数为：八氟环丁烷流量为8-12sccm，六氟化硫的流量为180-220sccm，正向功率为45-55w，icp功率为800-1200w，apc压力为25-35w，氦气压力为8-12torr，时间为1.2-1.7s；
18、步骤s63、对所述第二圆柱孔底部的所述硅层进行各向异性刻蚀，工艺参数为：八氟环丁烷流量为8-12sccm，六氟化硫的流量为180-220sccm，正向功率为25-35w，icp功率为800-1200w，apc压力为25-35w，氦气压力为8-12torr，时间为0.8-1.2s；
19、步骤s64、重复所述步骤s61-s63的过程，直至满足预设深度要求。
20、优选地，所述步骤s7中，采用电感耦合等离子体刻蚀系统继续对所述第二圆柱孔中所述硅层进行各向同性刻蚀，工艺参数设定为：六氟化硫的流量为25-35sccm，氧气的流量为8-12sccm，设定压力为4-8w，正向电压为45-55w，icp功率为450-550w，刻蚀温度为20-30℃，氦气压力为6-10torr，直流偏压为143-150v，反应时间为40-80s。
21、优选地，所述步骤s4中，依次分别采用丙酮、异丙醇和去离子水进行超声清洗，再通过氧气等离子体打氧去除所述光刻胶掩膜板。
22、本专利技术通过包括上下设置的二氧化硅层和硅层的半导体材料上设置光刻胶层，便于对光刻胶层进行刻蚀，将预设微图案转移到光刻胶层，从而得到光刻胶掩膜板，然后根据光刻胶掩膜板对二氧化硅层进行刻蚀，露出位于二氧化硅层下方的硅层，二氧化硅层上形成了第一圆柱孔阵列，继续沿第一圆柱孔轴向方向对硅层进行刻蚀，形成与第一圆柱孔对应的第二圆柱孔阵列，去除光刻胶层后再沉积一层二氧化硅，在二氧化硅层表面以及第一圆柱孔和第二圆柱孔的内壁形成沉积二氧化硅层，去除第二圆柱孔底部的沉积二氧化硅层之后，形成了双内凹结构的微结构悬臂，再采用深反应离子刻蚀机的bosch工艺对第二圆柱孔阵列中的硅层进行各向异性刻蚀，提高第二圆柱孔的高长径比，进一步进行各向同性刻蚀，从而形成高长径比的双内凹结构表面。本专利技术提供的制造方法能够在半导体材料表面形成微米尺寸的双内凹结构表面，提高固-液-气三相接触密度，增大结构表面的突破压和三相界面稳固性，实现对低表面张力液体的稳固超排斥。
23、本专利技术还提供了一种超疏油材料，具有如上所述的微米双内凹结构表面的制造方法制造的微米双内凹结构表面。
24、本专利技术提供的超疏油材料对于现有技本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述二氧化硅层(2)的厚度为0.2-2μm。
3.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述预设微图案中，所述圆孔的直径为3μm，所述圆孔的圆心距为8μm。
4.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用深反应离子刻蚀机对所述二氧化硅层(2)进行所述第二刻蚀，所述第二刻蚀的条件为：氩气流量为40-50sccm，八氟环丁烷流量为10-20sccm，正向功率为90-110W，ICP功率为800-1200W，APC压力为25-35mTorr，氦气压力为18-22Torr，刻蚀温度为15-25℃，刻蚀时间为5-6min。
5.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，采用电感耦合等离子刻蚀系统对所述硅层(1)进行第三刻蚀，所述第三刻蚀的条件为：溴化氢流量为15-25sccm，ICP
6.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S5中，采用电感耦合等离子体化学气相沉积系统在所述第二刻蚀半导体材料中具有所述二氧化硅层(2)的一侧沉积所述二氧化硅，化学气相沉积的条件为：一氧化二氮流量为10-15sccm，硅烷流量为3-5sccm，正向功率为15-25W，ICP功率为800-1200W，直流偏压为6-8V，设定压力为1-3W，氦气压力为6-10Torr，沉积温度为280-320℃，时间为45-55min。
7.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
8.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S7中，采用电感耦合等离子体刻蚀系统继续对所述第二圆柱孔中所述硅层(1)进行各向同性刻蚀，工艺参数设定为：六氟化硫的流量为25-35sccm，氧气的流量为8-12sccm，设定压力为4-8W，正向电压为45-55W，ICP功率为450-550W，刻蚀温度为20-30℃，氦气压力为6-10Torr，直流偏压为143-150V，反应时间为40-80s。
9.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，依次分别采用丙酮、异丙醇和去离子水进行超声清洗，再通过氧气等离子体打氧去除所述光刻胶掩膜板(3)。
10.一种超疏油材料，其特征在于，具有如权利要求1-9任一项所述的微米双内凹结构表面的制造方法制造的微米双内凹结构表面。
...【技术特征摘要】
1.一种微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述二氧化硅层(2)的厚度为0.2-2μm。
3.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述预设微图案中，所述圆孔的直径为3μm，所述圆孔的圆心距为8μm。
4.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤s3中，采用深反应离子刻蚀机对所述二氧化硅层(2)进行所述第二刻蚀，所述第二刻蚀的条件为：氩气流量为40-50sccm，八氟环丁烷流量为10-20sccm，正向功率为90-110w，icp功率为800-1200w，apc压力为25-35mtorr，氦气压力为18-22torr，刻蚀温度为15-25℃，刻蚀时间为5-6min。
5.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤s4中，采用电感耦合等离子刻蚀系统对所述硅层(1)进行第三刻蚀，所述第三刻蚀的条件为：溴化氢流量为15-25sccm，icp功率为450-550w，设定压力为3.5-4.5w，正向功率为55-60w，直流偏压为160-170v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12torr，刻蚀时间为1.5-2.5min。
6.根据权利要求1所述的微米双内凹结构表面的制造方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王迎珂，徐杰，苏轩，李尚，
申请(专利权)人：哈工大郑州研究院，
类型：发明
国别省市：
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