利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法及其专用装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法及其专用装置，本发明通过在对微通道板进行旋转滴涂溶胶的同时，在微通道板的一侧进行真空抽吸，实现所需沉积薄膜材料的溶胶液体在微通道内的定向均匀流动，然后对粘附在微通道侧壁上的溶胶进行高温处理，从而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积。单层沉积的薄膜厚度，取决于滴涂时旋转速度、溶胶浓度和微通道板两侧的压强差。为达到一定厚度的薄膜沉积，可对此过程方法多次循环使用，即多层溶胶凝胶法，直至实现预定厚度。本发明的有益效果是：使所需沉积薄膜材料的溶胶液体均匀旋涂在微通道板表面，并在狭小尺寸的微通道内实现定向流动，进而实现其薄膜在微通道板侧壁上的沉积。
【专利说明】利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法及其专用装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法及其专用设备，属于微机电系统领域。
【背景技术】
[0002]微通道板由于其特殊的结构，可广泛地应用于光电倍增器件、超级电容器、锂离子电池、气体传感器等各个领域。在各种应用中，一个重要的步骤就是在微通道板的侧壁上沉积各种功能材料。现有的技术包括化学气相沉积法(CVD)、原子层沉积法(ALD)、电镀法(Electroplating)和溶胶凝胶法(Sol-Gel)。化学气相沉积法和原子层沉积法都需要较为昂贵的机器设备，成本较高；电镀法对于一些需要在绝缘衬底上沉积功能材料的情况无能为力；溶胶凝胶法需要溶胶液体完全覆盖衬底表面，然而在微通道板中，狭小通道中的表面张力已成主导因素，溶胶液体很难通过狭小的通道完全覆盖到侧壁表面，微通道内部的气泡会阻止液体进一步的流入，因此，如何让溶胶液体顺利地在微通道板内壁流动成为一个难点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法。
[0004]本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
[0005]一种在微通道板侧壁沉积薄膜的专用装置，包括一负压腔体，负压腔体顶部中间位置设置有圆孔，圆孔中安装有样品旋转托盘；负压腔体上设置有真空抽气口 ；所述的样品旋转托盘上平放一大小与形状与样品旋转托盘匹配的微通道板；在微通道板的正上方设置有滴涂溶胶液体的滴涂装置；所述的样品旋转托盘为多孔材料结构。
[0006]溶胶液体从微通道板的上方滴涂，通过样品旋转托盘的旋转和负压腔的真空抽吸，溶胶液体会通过微通道板上的微通道，并附着于微通道壁上，多余的溶胶液体通过样品旋转托盘上的微孔进入下方负压腔内。
[0007]一种利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法，其步骤如下:
[0008](I)将微通道板切割成与样品旋转托盘大小和形状匹配，然后放在样品旋转托盘上并加以固定；
[0009](2)从微通道板上方均匀滴涂所需沉积薄膜材料的溶胶液体；
[0010](3)旋转样品旋转托盘，同时打开真空抽气口，使负压腔内形成负压，使得溶胶液体均匀流过微通道板的微通道，残余液体通过样品旋转托盘上的微孔进入下方负压腔内；
[0011](4)取出微通道板，并对微通道板先在100°C左右的温度烘干10至30分钟，再进行高温处理，温度为从500-700°C而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积；
[0012](5)重复步骤(2)到步骤(4)(即多层溶胶凝胶法)直至实现预定厚度。
[0013]本发明中的样品旋转托盘可以手动也可以通过常规的技术手段电动设置。
[0014]本发明利用旋转吸涂的方法(简称旋吸法)，即在对微通道板进行旋转滴涂溶胶的同时，在微通道板的一侧进行真空抽吸，实现所需沉积薄膜材料的溶胶液体在微通道内的定向均匀流动，然后对粘附在微通道侧壁上的溶胶进行高温处理，从而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积。单层沉积的薄膜厚度，取决于滴涂时旋转速度、溶胶浓度和微通道板两侧的压强差。为达到一定厚度的薄膜沉积，可对此过程方法多次循环使用，即多层溶胶凝胶法，直至实现预定厚度。
[0015]本发明的有益效果是:使所需沉积薄膜材料的溶胶液体均匀旋涂在微通道板表面，并在狭小尺寸的微通道内实现定向流动，进而实现其薄膜在微通道板侧壁上的沉积。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明专用装置的结构示意图。(图中省略了滴涂装置，箭头表示溶胶液体滴涂方向和样品旋转托盘的旋转方向)
[0017]图中:1、负压腔体2、真空抽气口 3、样品旋转托盘4、微通道板。
[0018]图2为硅微通道板骨架材料侧视图。
[0019]图3为硅微通道板骨架材料俯视图。
[0020]图4为硅微通道侧壁上半导体薄膜材料的淀积试制侧视图。
[0021]图5为硅微通道侧壁上半导体薄膜材料的淀积试制俯视图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过具体实施例和附图进一步阐述本发明的技术特点。
[0023]如图1所示的在微通道板侧壁沉积薄膜的专用装置，包括一负压腔体1，负压腔体I顶部中间位置设置有圆孔，圆孔中安装有样品旋转托盘3 ;负压腔体I上设置有真空抽气口 2 ;所述的样品旋转托盘3上平放一大小与形状与样品旋转托盘匹配的微通道板4 ;在微通道板4的正上方设置有滴涂溶胶液体的滴涂装置；所述的样品旋转托盘3为多孔材料结构。
[0024]溶胶液体从微通道板的上方滴涂，通过样品旋转托盘3的旋转和负压腔I的真空抽吸，溶胶液体会通过微通道板4上的微通道，并附着于微通道壁上，多余的溶胶液体通过样品旋转托盘3上的微孔进入下方负压腔I内。
[0025]一种利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法，其步骤如下:
[0026](I)将微通道板4切割成与样品旋转托盘大小和形状匹配，然后放在样品旋转托盘3上并加以固定；
[0027](2)从微通道板4上方均匀滴涂所需沉积薄膜材料的溶胶液体；
[0028](3)旋转样品旋转托盘3，同时打开真空抽气口 2，使负压腔I内形成负压，使得溶胶液体均匀流过微通道板4的微通道，残余液体通过样品旋转托盘3上的微孔进入下方负压腔I内；
[0029](4)取出微通道板4，并对微通道板先在100°C左右的温度烘干10至30分钟，再进行高温处理，温度为从500-700°C而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积；
[0030](5)重复步骤(2)到步骤(4)(即多层溶胶凝胶法)直至实现预定厚度。
[0031]图2和图3分别是没有在侧壁上淀积薄膜的硅微通道板骨架材料的侧视图和俯视图。从图中可以看出，该硅微通道板的尺寸为边长5微米x5微米、深250微米、侧壁厚度I微米，使用正常方法，溶胶液体很难通过狭小的通道完全覆盖到侧壁表面。
[0032]图4和图5是在硅微通道侧壁上进行了半导体薄膜材料淀积试制后的侧视图和俯视图。从图中可以看出，利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的装置和方法，可以在硅微通道侧壁上较为完整地淀积覆盖上半导体薄膜，具体的薄膜厚度取决于滴涂时旋转速度、溶胶浓度和微通道板两侧的压强差。
[0033]本发明提出了一种利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法，即在对微通道板进行旋转滴涂溶胶的同时，在微通道板的一侧进行真空抽吸，实现所需沉积薄膜材料的溶胶液体在微通道内的定向均匀流动，然后对粘附在微通道侧壁上的溶胶进行高温处理，从而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积。
【权利要求】
1.一种在微通道板侧壁沉积薄膜的专用装置，其特征在于:包括一负压腔体，负压腔体顶部中间位置设置有圆孔，圆孔中安装有样品旋转托盘；负压腔体上设置有真空抽气口 ；所述的样品旋转托盘上平放一大小与形状与样品旋转托盘匹配的微通道板；在微通道板的正上方设置有滴涂溶胶液体的滴涂装置；所述的样品旋转托盘为多孔材料结构。
2.一种利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法，其特征在于:其步骤如下: (1)将微通道板切割成与样品旋转托盘大小和形状吻合，然后放在样品旋转托盘上并加以固定； (2)从微通道板上方均匀滴涂所需沉积薄膜材料的溶胶液体； (3)旋转样品旋转托盘，同时打开真空抽气口，使负压腔内形成负压，使得溶胶液体均匀流过微通道板的微通道，残余液体通过样品旋转托盘上的微孔进入下方负压腔内； (4)取出微通道板，并对微通道板先在100°C的温度下烘干10至30分钟，再进行高温处理，从而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积；并对微通道板进行高温处理，从而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积； (5)重复步骤(2)到步骤(4)，直至实现预定厚度。
3.根据权利要求2所述利用旋吸法在微通道板侧壁沉积薄膜的方法，其特征在于:步骤(4)中所述的高温处理温度为500-700°C。
【文档编号】B05C11/02GK104289382SQ201410327632
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】朱一平, 王连卫 申请人:华东师范大学, 上海欧普泰科技创业有限公司