利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法及其專(zhuān)用裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法及其專(zhuān)用裝置，本發(fā)明通過(guò)在對(duì)微通道板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)滴涂溶膠的同時(shí)，在微通道板的一側(cè)進(jìn)行真空抽吸，實(shí)現(xiàn)所需沉積薄膜材料的溶膠液體在微通道內(nèi)的定向均勻流動(dòng)，然后對(duì)粘附在微通道側(cè)壁上的溶膠進(jìn)行高溫處理，從而實(shí)現(xiàn)薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積。單層沉積的薄膜厚度，取決于滴涂時(shí)旋轉(zhuǎn)速度、溶膠濃度和微通道板兩側(cè)的壓強(qiáng)差。為達(dá)到一定厚度的薄膜沉積，可對(duì)此過(guò)程方法多次循環(huán)使用，即多層溶膠凝膠法，直至實(shí)現(xiàn)預(yù)定厚度。本發(fā)明的有益效果是：使所需沉積薄膜材料的溶膠液體均勻旋涂在微通道板表面，并在狹小尺寸的微通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)定向流動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法及其專(zhuān)用裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法及其專(zhuān)用設(shè)備，屬于微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]微通道板由于其特殊的結(jié)構(gòu)，可廣泛地應(yīng)用于光電倍增器件、超級(jí)電容器、鋰離子電池、氣體傳感器等各個(gè)領(lǐng)域。在各種應(yīng)用中，一個(gè)重要的步驟就是在微通道板的側(cè)壁上沉積各種功能材料?，F(xiàn)有的技術(shù)包括化學(xué)氣相沉積法(CVD)、原子層沉積法(ALD)、電鍍法(Electroplating)和溶膠凝膠法(Sol-Gel)?；瘜W(xué)氣相沉積法和原子層沉積法都需要較為昂貴的機(jī)器設(shè)備，成本較高；電鍍法對(duì)于一些需要在絕緣襯底上沉積功能材料的情況無(wú)能為力；溶膠凝膠法需要溶膠液體完全覆蓋襯底表面，然而在微通道板中，狹小通道中的表面張力已成主導(dǎo)因素，溶膠液體很難通過(guò)狹小的通道完全覆蓋到側(cè)壁表面，微通道內(nèi)部的氣泡會(huì)阻止液體進(jìn)一步的流入，因此，如何讓溶膠液體順利地在微通道板內(nèi)壁流動(dòng)成為一個(gè)難點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的專(zhuān)用裝置，包括一負(fù)壓腔體，負(fù)壓腔體頂部中間位置設(shè)置有圓孔，圓孔中安裝有樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)；負(fù)壓腔體上設(shè)置有真空抽氣口 ；所述的樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)上平放一大小與形狀與樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)匹配的微通道板；在微通道板的正上方設(shè)置有滴涂溶膠液體的滴涂裝置；所述的樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)為多孔材料結(jié)構(gòu)。
[0006]溶膠液體從微通道板的上方滴涂，通過(guò)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)的旋轉(zhuǎn)和負(fù)壓腔的真空抽吸，溶膠液體會(huì)通過(guò)微通道板上的微通道，并附著于微通道壁上，多余的溶膠液體通過(guò)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)上的微孔進(jìn)入下方負(fù)壓腔內(nèi)。
[0007]一種利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法，其步驟如下:
[0008](I)將微通道板切割成與樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)大小和形狀匹配，然后放在樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)上并加以固定；
[0009](2)從微通道板上方均勻滴涂所需沉積薄膜材料的溶膠液體；
[0010](3)旋轉(zhuǎn)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)，同時(shí)打開(kāi)真空抽氣口，使負(fù)壓腔內(nèi)形成負(fù)壓，使得溶膠液體均勻流過(guò)微通道板的微通道，殘余液體通過(guò)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)上的微孔進(jìn)入下方負(fù)壓腔內(nèi)；
[0011](4)取出微通道板，并對(duì)微通道板先在100°C左右的溫度烘干10至30分鐘，再進(jìn)行高溫處理，溫度為從500-700°C而實(shí)現(xiàn)薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積；
[0012](5)重復(fù)步驟(2)到步驟(4)(即多層溶膠凝膠法)直至實(shí)現(xiàn)預(yù)定厚度。
[0013]本發(fā)明中的樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)可以手動(dòng)也可以通過(guò)常規(guī)的技術(shù)手段電動(dòng)設(shè)置。
[0014]本發(fā)明利用旋轉(zhuǎn)吸涂的方法(簡(jiǎn)稱(chēng)旋吸法)，即在對(duì)微通道板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)滴涂溶膠的同時(shí)，在微通道板的一側(cè)進(jìn)行真空抽吸，實(shí)現(xiàn)所需沉積薄膜材料的溶膠液體在微通道內(nèi)的定向均勻流動(dòng)，然后對(duì)粘附在微通道側(cè)壁上的溶膠進(jìn)行高溫處理，從而實(shí)現(xiàn)薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積。單層沉積的薄膜厚度，取決于滴涂時(shí)旋轉(zhuǎn)速度、溶膠濃度和微通道板兩側(cè)的壓強(qiáng)差。為達(dá)到一定厚度的薄膜沉積，可對(duì)此過(guò)程方法多次循環(huán)使用，即多層溶膠凝膠法，直至實(shí)現(xiàn)預(yù)定厚度。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:使所需沉積薄膜材料的溶膠液體均勻旋涂在微通道板表面，并在狹小尺寸的微通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)定向流動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明專(zhuān)用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。(圖中省略了滴涂裝置，箭頭表示溶膠液體滴涂方向和樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)的旋轉(zhuǎn)方向)
[0017]圖中:1、負(fù)壓腔體2、真空抽氣口 3、樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)4、微通道板。
[0018]圖2為硅微通道板骨架材料側(cè)視圖。
[0019]圖3為硅微通道板骨架材料俯視圖。
[0020]圖4為硅微通道側(cè)壁上半導(dǎo)體薄膜材料的淀積試制側(cè)視圖。
[0021]圖5為硅微通道側(cè)壁上半導(dǎo)體薄膜材料的淀積試制俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)具體實(shí)施例和附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。
[0023]如圖1所示的在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的專(zhuān)用裝置，包括一負(fù)壓腔體1，負(fù)壓腔體I頂部中間位置設(shè)置有圓孔，圓孔中安裝有樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)3 ;負(fù)壓腔體I上設(shè)置有真空抽氣口 2 ;所述的樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)3上平放一大小與形狀與樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)匹配的微通道板4 ;在微通道板4的正上方設(shè)置有滴涂溶膠液體的滴涂裝置；所述的樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)3為多孔材料結(jié)構(gòu)。
[0024]溶膠液體從微通道板的上方滴涂，通過(guò)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)3的旋轉(zhuǎn)和負(fù)壓腔I的真空抽吸，溶膠液體會(huì)通過(guò)微通道板4上的微通道，并附著于微通道壁上，多余的溶膠液體通過(guò)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)3上的微孔進(jìn)入下方負(fù)壓腔I內(nèi)。
[0025]一種利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法，其步驟如下:
[0026](I)將微通道板4切割成與樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)大小和形狀匹配，然后放在樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)3上并加以固定；
[0027](2)從微通道板4上方均勻滴涂所需沉積薄膜材料的溶膠液體；
[0028](3)旋轉(zhuǎn)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)3，同時(shí)打開(kāi)真空抽氣口 2，使負(fù)壓腔I內(nèi)形成負(fù)壓，使得溶膠液體均勻流過(guò)微通道板4的微通道，殘余液體通過(guò)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)3上的微孔進(jìn)入下方負(fù)壓腔I內(nèi)；
[0029](4)取出微通道板4，并對(duì)微通道板先在100°C左右的溫度烘干10至30分鐘，再進(jìn)行高溫處理，溫度為從500-700°C而實(shí)現(xiàn)薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積；
[0030](5)重復(fù)步驟(2)到步驟(4)(即多層溶膠凝膠法)直至實(shí)現(xiàn)預(yù)定厚度。
[0031]圖2和圖3分別是沒(méi)有在側(cè)壁上淀積薄膜的硅微通道板骨架材料的側(cè)視圖和俯視圖。從圖中可以看出，該硅微通道板的尺寸為邊長(zhǎng)5微米x5微米、深250微米、側(cè)壁厚度I微米，使用正常方法，溶膠液體很難通過(guò)狹小的通道完全覆蓋到側(cè)壁表面。
[0032]圖4和圖5是在硅微通道側(cè)壁上進(jìn)行了半導(dǎo)體薄膜材料淀積試制后的側(cè)視圖和俯視圖。從圖中可以看出，利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的裝置和方法，可以在硅微通道側(cè)壁上較為完整地淀積覆蓋上半導(dǎo)體薄膜，具體的薄膜厚度取決于滴涂時(shí)旋轉(zhuǎn)速度、溶膠濃度和微通道板兩側(cè)的壓強(qiáng)差。
[0033]本發(fā)明提出了一種利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法，即在對(duì)微通道板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)滴涂溶膠的同時(shí)，在微通道板的一側(cè)進(jìn)行真空抽吸，實(shí)現(xiàn)所需沉積薄膜材料的溶膠液體在微通道內(nèi)的定向均勻流動(dòng)，然后對(duì)粘附在微通道側(cè)壁上的溶膠進(jìn)行高溫處理，從而實(shí)現(xiàn)薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積。
【權(quán)利要求】
1.一種在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的專(zhuān)用裝置，其特征在于:包括一負(fù)壓腔體，負(fù)壓腔體頂部中間位置設(shè)置有圓孔，圓孔中安裝有樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)；負(fù)壓腔體上設(shè)置有真空抽氣口 ；所述的樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)上平放一大小與形狀與樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)匹配的微通道板；在微通道板的正上方設(shè)置有滴涂溶膠液體的滴涂裝置；所述的樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)為多孔材料結(jié)構(gòu)。
2.一種利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法，其特征在于:其步驟如下: (1)將微通道板切割成與樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)大小和形狀吻合，然后放在樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)上并加以固定； (2)從微通道板上方均勻滴涂所需沉積薄膜材料的溶膠液體； (3)旋轉(zhuǎn)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)，同時(shí)打開(kāi)真空抽氣口，使負(fù)壓腔內(nèi)形成負(fù)壓，使得溶膠液體均勻流過(guò)微通道板的微通道，殘余液體通過(guò)樣品旋轉(zhuǎn)托盤(pán)上的微孔進(jìn)入下方負(fù)壓腔內(nèi)； (4)取出微通道板，并對(duì)微通道板先在100°C的溫度下烘干10至30分鐘，再進(jìn)行高溫處理，從而實(shí)現(xiàn)薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積；并對(duì)微通道板進(jìn)行高溫處理，從而實(shí)現(xiàn)薄膜在微通道板側(cè)壁上的沉積； (5)重復(fù)步驟(2)到步驟(4)，直至實(shí)現(xiàn)預(yù)定厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述利用旋吸法在微通道板側(cè)壁沉積薄膜的方法，其特征在于:步驟(4)中所述的高溫處理溫度為500-700°C。
【文檔編號(hào)】B05C11/02GK104289382SQ201410327632
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】朱一平, 王連衛(wèi) 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué), 上海歐普泰科技創(chuàng)業(yè)有限公司