[发明专利]一种新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺

权利要求书

1.一种新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：通过水热法制取SnO₂球状微纳米结构；通过紫外光刻、半导体微加工工艺，制取图案化光刻胶-SnO₂纳米复合材料微结构；通过惰性气氛下的热解碳化-还原，制取图案化碳-锡复合材料微结构。

2.根据权利要求1所述的新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，所述SnO₂球状微纳米颗粒的水热法合成工艺包括如下步骤：

1)将SnCl₂·5H₂O水解得到SnO₂，加入到去离子水中，搅拌10min；

2)向步骤1)所得到溶液中加入片状氢氧化钠以调节其pH值为12，搅拌1小时后放入到铁氟龙反应釜中，在180℃下恒温反应24小时；

3)用去离子水清洗步骤2)所得样品3次，再用乙醇清洗1次，并在75℃的烘箱中烘烤12小时，即得到SnO₂球状微纳米结构。

3.根据权利要求1所述的新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，所述图案化光刻胶-SnO₂纳米复合材料微结构的制作过程包括如下步骤：

1)用典型RCA清洗流程清洗硅/二氧化硅基板；

2)将光刻胶和SnO₂球状微纳米颗粒混合均匀，制得光刻胶-SnO₂复合材料，然后通过自旋涂布方式涂布于步骤1)中所述基板表面；

3)对步骤2)所得样品进行紫外光刻；

4)将步骤3)所得样品按顺序浸入显影液、1号去离子水、2号去离子水进行显影和润洗；

5)对步骤4)所得样品进行氧气等离子体处理，除去表面残留的多余光刻胶-SnO₂复合材料(已有复合材料图案的地方除外)，得到基板表面洁净的样品；

6)将步骤5)所得样品置于100～135℃的烘箱中烘烤1～120min，得到图案化光刻胶-SnO₂纳米复合材料微结构。

4.根据权利要求3所述的新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，所述基板的具体参数为：无氧化层、单面或双面抛光、(100)晶 面，(110)晶面或(111)晶面、N型或P型；或者为：带二氧化硅氧化层、单面或双面抛光、N型或P型。

5.根据权利要求3所述的新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，所述自旋涂布的具体技术参数为：第一步：5秒，转速为500rpm；第二步：30秒，转速为2500～6000rpm；所述光刻胶-SnO₂复合材料自旋涂布所形成的薄膜厚度为：6.8～7.2μm。

6.根据权利要求3所述的新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，所述显影和润洗时间为：显影，17～90秒；1号去离子水，40秒；2号去离子水，40秒。

7.根据权利要求3所述的新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，所述光刻胶-SnO₂复合材料的制取过程为：将SnO₂球状微纳米颗粒掺入到光刻胶后经超声和搅拌处理，使SnO₂球状微纳米颗粒在光刻胶中充分分散得到均匀混合物。

8.根据权利要求3所述的新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，所述光刻胶-SnO₂复合材料中SnO₂的质量分数为2wt.％；所述SnO₂球状微纳米颗粒的直径100～1000nm。

9.根据权利要求1所述的新型图案化碳-锡复合材料微结构的微加工工艺，其特征在于，所述图案化碳-锡复合材料微结构的制作过程包括如下步骤：将所述图案化光刻胶-SnO₂纳米复合材料微结构放入真空管式炉中，以氮气为气氛，以5℃/min的速率从室温加热到900℃，并在此温度下保温60min，得到碳化和还原后的图案化碳-锡复合材料微结构。