[发明专利]一种纳米结构的软模板制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米模板的制作方法，属于纳米制造领域。

背景技术

随着半导体加工光学光刻技术上的制约，纳米压印技术已经成为替代传统光学光刻的一种具有优势的纳米制作技术，具有不逊的竞争力和广阔的应用前景。纳米压抑技术是采用具有纳米图案的压模将基片上的聚合物薄膜压出纳米级图形，再对压印件进行常规的刻蚀、剥离等加工，最终制成纳米结构和器件。纳米压印技术可以大批量重复性地在大面积基底上制备纳米结构图形，并且所制作出的高分辨率图案具有相当好的均匀性和重复性。该技术还具有制作成本低、简单易行、效率高等优点。目前，这项技术最先进的程度已达到5nm以下的水平。然而，纳米压印的关键是有合适的模板。通常所采用的电子束光刻等制作模板技术，由于制作成本高和周期长等缺点限制了纳米压印技术的研究。

制作多孔阳极氧化铝(AAO)的技术已经成熟，孔径的大小、孔洞的深度、孔间距和分布程度可以通过电解液类型、浓度、电压大小和阴阳极间距等工艺来控制。日本的Masuda等首先提出的二步阳极氧化法制得的高度规则排列和孔洞分布均匀AAO[Masuda H，Fukuda K.Science，1995，268(5216)：1466～1468]，已成为制备AAO模板的趋势。目前，AAO模板广泛用于定向生长纳米线[Rui-Long Zong，Ji Zhou，Bo Li，Ming Fu，Shi-Kao Shi，and Long-Tu Li，J.Chem.Phys.2005(123)094710-094715]，碳纳米管[Hyungdong Kang，Sangmoon Lee，and Haisung Lee，Journal of Vacuum Science & Technology B 2005(23)563-565]，量子点阵列[Masuda H，Fukuda K，Jpn J Appl Phys，1996(35)L126-L129]等领域研究。

本发明采用AAO作为母模板，通过简单工艺复制出具有高分辨率和高复型精度的软模板，为纳米压印模板的制作提供了一条低廉和高效的技术途径，并且具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明提出了一种纳米模板的简单制造方法。与现有的模板加工工艺相比，具有制作成本低廉，周期短等优点，为压印模板制作提供了一条简单的方法。

本发明通过以下技术方案实现的，包含以下步骤：

1.电化学腐蚀出AAO，用CVD沉积一层抗粘层：试剂采用1H，1H，2H，2H-perfluorodecyltrichlorosilane  (CF₃-(CF₂)₇-(CH₂)₂-SiCl₃ or FDTS)或F13-OTCS(tridecafluoro-1，1，2，2-tetrahydrooctyl trichlorosilane)。也可以采用液相法沉积一层抗粘层。

2.涂布聚合物的制备：将PDMS预聚体与固化剂按10∶1比例混合，后再加一定重量比的甲苯，用玻璃棒搅拌均匀，脱气30分钟。

3.聚合物成膜和固化成型：将配好的聚合物涂布在AAO表面上。除气5min，100℃热固化1小时。

4.脱模：将上述固化后的膜剥离后即可得到软模板，为柱状、分布均匀和高复型精度的纳米结构图形模板。

本发明也可以通过制作h-PDMS或PMMA来实现高复型精度的软模板。

本发明制作纳米模板非常简单，利用AAO具有分布均匀和纳米结构的多孔结构，复制出高精度和大面积模板，操作方便。没有利用到电子束等高成本的方法来制作压印模板，降低了纳米压印制作纳米结构的成本。同时，可以大面积复制出大面积软模板。此外，软模板可以重复使用，可以用来制作高分辨率的光子晶体结构等纳米电子器件。

附图说明

图1AAO电镜照片图。

图2AAO复制软模板工艺流程图。

图3复型后的软模板电镜照片图。

图4采用软模板进行紫外纳米压印后的电镜照片图。

图2中符号说明：

1：AAO母模板。

2：有机聚合物PDMS(甲苯稀释)或h-PDMS。

3：有聚合物PDMS。

具体实施方式

实施例1

1.采用多孔阳极氧化铝AAO，孔径为100nm。