一种在驻极体上图形化驻极的方法技术

本发明专利技术公开了属于微电子技术领域的一种在驻极体上图形化驻极的方法。本发明专利技术的方法为在驻极体表面生长一层具有掩蔽作用的、易于图形化的材料。驻极体表面被这一种材料遮盖的地方无法被驻极，进而通过图形化掩蔽材料达到图形化驻极的目的；驻极体材料的表面电位通过掩模材料层图案被图形化，从而简化了模式的过程。掩模材料层图案图案的线宽由光刻工艺的能力确定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子
，具体涉及一种在驻极体上图形化驻极的方法。 
技术介绍
到目前为止，振动能量收集器件有三种主要的机制：压电（J.Kymissis,C.Kendall,J.Paradiso,N.Gershenfeld,“Parasitic Power Harvesting in Shoes”,in Proc.4th Int.Conf.Mater.Eng.Resources,2001,pp.202-207），电磁（C.R.Saha,T.O’Donnell,H.Loder,S.Beeby,and J.Tudor,\Optimization of an Electromagnetic Energy Harvesting Device\,IEEE Trans.Magnet.,vol.42,No.10,Oct.2006）和静电（Y.Naruse,N.Matsubara,K.Mabuchi,M.Izumi,K.Honma,\Electrostatic micro power generator from low frequency vibration such as human motion\,in Proceedings of PowerMEMS2008+microEMS2008,Sendai,Japan,November9-12,(2008),pp19-22.）。许多静电式结构具有低的工作频率，频带宽的优点，和微加工工艺的兼容性（M.Edamoto,Y.Suzuki,N.Kasagi,K.Kashiwagi,Y.Morizawa,T.Yokoyama,T.Seki,M.Oba\Low-Resonant-Frequency Micro Electret Generator for Energy Harvesting Application\,in Proc.IEEE MEMS2009,pp.1059–1062。Y.Sakane,Y.Suzuki,and N.Kasagi,\The Develop-ment of High-performance Perfuluoriented Polymer Electret Film and Its Application to Micro Power Generation\,J.Micromech.Microeng.,Vol.18,104011,2008.）。为了获得更高的输出功率和简单的器件结构，驻极体和梳形电极被人们所广泛应用（E.Halvorsen,E.R.Westby,S.Husa,A.Vogl,N.P.Ostbo,V.Leonov,T.Sterken,and T.Kvisteroy,“An Electrostatic Energy Harvester with Electret Bias”,in IEEE Transducers2009,Jun.21–25,2009,pp.1381–1384.）。在这种情况下，驻极体材料是需要的图案和收取梳形形成周期性的静电场。 然而，有些材料，由于其惰性的化学性质（如聚四氟乙烯），难以通过常规的蚀刻过程获得图案。这严重限制了其在静电结构中的其应用。以前报道的方法（S.W.Liu,S.W.Lye,and J.M.Miao,“Sandwich structured electrostatic/electrets parallel-plate power generator for low acceleration and low frequency vibration  energy harvesting”,in Proc.IEEE MEMS2012,pp.1277-1280；M.Suzuki,T.Wada,T.Takahashi,“Fabrication of Narrow Comb-Shaped Electret by Removing Charge Using Excimer Laser Beam from Charge-Implanted CYTOP Film for Avoiding Electrostatic Repulsion Problem”,in Proc.IEEE MEMS2012,pp.1229-1232.V.Leonov,R.van Schaijk,and C.Van Hoof,“Charge Retention in a Patterned SiO2/Si3N4Electret”,IEEE Sensors Journal,13(9)2013,pp3369-3376），难以通过刻蚀对驻极体材料进行图形化。例如聚四氟乙烯材料。而聚四氟乙烯材料相比其他材料，价格低廉，具有很高的电阻率，驻极性能更加优秀。 
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在驻极体上图形化驻极的方法。 本专利技术方法的原理是在驻极体表面生长一层具有掩蔽作用的、易于图形化的材料。驻极体表面被这一种材料遮盖的地方无法被驻极，进而通过图形化掩蔽材料达到图形化驻极的目的。 一种在驻极体上图形化驻极的方法，包含以下步骤： （1）选取掩蔽材料，为在驻极过程中被其覆盖的驻极体不被驻极的材料； （2）在驻极体上旋涂光刻胶，采用光刻工艺进行光刻、显影，得到图形； （3）在上述图形化的驻极体上生长掩蔽材料，去除光刻胶，完成对掩蔽材料图形化剥离，得到图形化生长掩蔽材料的驻极体； （4）进行驻极。 所述掩蔽材料的选择方法为：将掩蔽材料称为短寿命驻极体，将要图形化驻极的驻极体称为长寿命驻极体，选择原则为：在经过驻极之后，放置在同一环境下，短寿命驻极体表面电位衰减至刚刚驻极时初值的50%所需的时间小于长寿命驻极体表面电位衰减至其刚刚驻极时初值的50%的20%。 所述掩蔽材料为二氧化硅或氮化硅。 所述驻极体为聚四氟乙烯、偏聚氟乙烯或含氟树脂。 本专利技术的方法为在驻极体表面生长一层具有掩蔽作用的、易于图形化的材料。驻极体表面被这一种材料遮盖的地方无法被驻极，进而通过图形化掩蔽材料达到图形化驻极的目的；驻极体材料的表面电位通过掩模材料层图案被图形化，从而简化了模式的过程。掩模材料层图案图案的线宽由光刻工艺的能力确定。 附图说明图1为图形化驻极工艺流程图。 具体实施方式下面将通过附图和具体实例对本专利技术的方法进行详细说明。 实施例 如图1所示的图形化驻极工艺流程图，采用SiO2作为掩蔽材料。采用等离子体处理-光刻-淀积-剥离的工艺路线。 本专利技术的在驻极体上图形化驻极的方法如下： （1）、将聚四氟乙烯胶带（3MTM聚四氟乙烯薄膜胶带5480）粘在导电衬底作为驻极体膜。 （2）、在20Pa压力，常温，射频功率20W的条件下用氮气等离子体处理聚四氟乙烯胶带。 （3）、旋涂光刻胶，采用光刻工艺进行光刻、显影，得到图形。 （4）、用PECVD（等离子增强化学汽相淀积）方法在经过光刻图形化的胶带表面生长二氧化硅薄膜。 （5）、利用剥离技术，用丙酮浸泡方法去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在驻极体上图形化驻极的方法，其特征在于，包含以下步骤：（1）选取掩蔽材料，为在驻极过程中被其覆盖的驻极体不被驻极的材料；（2）在驻极体上旋涂光刻胶，采用光刻工艺进行光刻、显影，得到图形；（3）在上述图形化的驻极体上生长掩蔽材料，去除光刻胶，完成对掩蔽材料图形化剥离，得到图形化生长掩蔽材料的驻极体；（4）进行驻极。

【技术特征摘要】
1.一种在驻极体上图形化驻极的方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）选取掩蔽材料，为在驻极过程中被其覆盖的驻极体不被驻极的材料；
（2）在驻极体上旋涂光刻胶，采用光刻工艺进行光刻、显影，得到图形；
（3）在上述图形化的驻极体上生长掩蔽材料，去除光刻胶，完成对掩蔽材
料图形化剥离，得到图形化生长掩蔽材料的驻极体；
（4）进行驻极。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩蔽材料的选择方法为：
将掩蔽材...

【专利技术属性】
技术研发人员：边潍，伍晓明，王晓红，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11