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专利摘要

本发明公开了一种基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，包括以下步骤：S1、衬底预处理：将半导体衬底表面清洗干净后烘干，获得样品A；S2、摩擦诱导加工：采用硬度大于半导体衬底的加工针尖在样品A表面进行摩擦诱导加工，获得表面具有设定形状图案的样品B；S3、制备微/纳结构：将样品B放入刻蚀溶液中，对其进行电化学刻蚀，即可获得具有高深宽比的微纳结构。总体而言，该制备方法具有成本低、过程可控、操作简单、加工效率高和可定位定点加工的优点，适合规模化生产，此方法得到的微纳结构能够用于微能源器件和微传感器件等，具有很强的实用价值和广阔的应用前景，值得在业内推广。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201811054774.7
申请日期:
2018-09-11
专利申请人:
西南交通大学
分类号:
B81C1/00
发明/设计人:
蒋淑兰，钱林茂，彭勇，余丙军
权利要求: 1.一种基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、衬底预处理：将半导体衬底表面清洗干净后烘干，获得样品A；S2、摩擦诱导加工：采用硬度大于半导体衬底的加工针尖在样品A表面进行摩擦诱导加工，获得表面具有设定形状图案的样品B；S3、制备微/纳结构：将样品B放入刻蚀溶液中，对其进行电化学刻蚀，即可获得具有高深宽比的微纳结构；或所述步骤S2和所述步骤S3同时进行：将样品A放入刻蚀溶液中，采用硬度大于半导体衬底的加工针尖在样品A表面进行摩擦诱导加工，同时对其进行电化学刻蚀，即可获得具有高深宽比的微纳结构。2.根据权利要求1所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：所述步骤S3中，电化学刻蚀采用三电极工作系统，采用恒电流法、恒电位法、线性伏安扫描法或阶跃电位法中的一种进行刻蚀。3.根据权利要求2所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：所述三电极工作系统中，对电极采用铂片电极，参比电极采用饱和甘汞电极。4.根据权利要求1所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：所述刻蚀溶液为氢氟酸和过氧化氢的混合溶液。5.根据权利要求1所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，加工针尖为金刚石针尖或镀金刚石针尖。6.根据权利要求1所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：所述加工针尖的尖端曲率半径为5nm～20μm。7.根据权利要求1所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，加工针尖安装于原子力显微镜、纳米压痕/划痕仪或多点接触微纳加工设备上，半导体衬底固定于样品台上，原子力显微镜、纳米压痕/划痕仪或多点接触微纳加工设备控制加工针尖在半导体衬底上进行摩擦诱导加工。8.根据权利要求1所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：所述半导体衬底的制作材料为硅、锗、砷化镓、磷化镓、氮化稼、锑化铟、硫化镉、硫化锌、镓铝砷或镓砷磷中的一种。9.根据权利要求1-8任一所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：所述步骤S1中，半导体衬底清洗具体方法为：首先把半导体衬底放入丙酮溶液中超声清洗以除去表面有机物，再去离子水清洗后，进一步用酒精超声清洗半导体衬底以除去硅片表面杂质，而后将半导体衬底浸泡于氢氟酸溶液中，以去除半导体衬底表面的氧化层，最后再用去离子水反复清洗至干净即可。10.根据权利要求9所述的基于电化学摩擦诱导的微纳加工方法，其特征在于：首先把半导体衬底放入丙酮溶液中超声清洗5min，再去离子水清洗后，进一步用酒精超声清洗半导体衬底5～10min，而后将半导体衬底浸泡于氢氟酸溶液中5min，最后再用去离子水反复清洗至干净即可。