[发明专利]一种纳米森林吸气剂的制备工艺

说明书

本发明涉及一种工艺方法，尤其是一种纳米森林吸气剂的制备方法，属于纳米森林吸气剂的技术领域。按照本发明提供的技术方案，一种纳米森林吸气剂的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：步骤1、提供衬底，并利用所述衬底制备得到所需的衬底纳米森林结构，所述衬底纳米森林结构包括若干分布于衬底上的衬底纳米柱；步骤2、对上述衬底上所需部分的衬底纳米柱或衬底上所有的衬底纳米柱电镀金属层，以得到覆盖相应衬底纳米柱上的柱体金属层。本发明与现有工艺兼容，能有效提高表面积与体积比率，增强吸附作用。

技术领域

本发明涉及一种工艺方法，尤其是一种纳米森林吸气剂的制备方法，属于纳米森林吸气剂的技术领域。

背景技术

真空封装环境是众多MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)器件，如加速度计、陀螺仪、谐振器、扭转微镜等高性能工作的有力保障。MEMS传感器有真空封装要求，主要是因为这些MEMS器件含有微型活动部件，若在气体环境中运动则会受到空气阻尼作用而耗散运动能量，这将导致器件的Q值降低，进而影响器件的性能。在高真空条件下，随着分子密度的减少，分子阻尼对微梁振动的影响降低，振动部件单次振动消耗的能量减小，所以才有高真空导致高Q值的表现。这也是MEMS真空封装必要性的直观体现。

评价MEMS真空封装好坏的两个主要方面是封装真空度以及长期稳定性，为获得高真空度以及维持长期稳定性，在封装结构中可引入吸气剂，即增加吸气材料或吸气结构作为获得并维持MEMS封装真空的有效技术手段。现有的吸气剂的工作性能在使用过程中会受到吸气剂材料、表面积、工作温度、工作压力以及气体种类等因素的影响，尤其是表面积，无论是蒸散型还是非蒸散型(Non Evaporable Getter)。

吸气剂在吸气过程中会发生物理作用和化学作用。物理作用是气体分子与吸气剂在范德华力的作用下产生吸附，形成单分子或数个分子薄层；化学作用是气体分子与吸气剂在化学键力作用下产生的吸附作用，在吸附过程中会发生电子转移和化学键的断裂与形成。根据吸气剂的吸气机理，吸气材料的表面特性在材料对活性气体的吸收上起着重要的作用，只有促进其表面反应才能有效提高材料吸气速率。

综上，提高材料吸气性能的办法之一就是在不改变吸气材料外形尺寸的前提下增大材料本身的孔隙度，即提高吸气剂的表面积与体积的比率，而目前技术均无法有效提高吸气剂的表面积与体积的比率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种纳米森林吸气剂的制备方法，其与现有工艺兼容，能有效提高表面积与体积比率，增强吸附作用。

按照本发明提供的技术方案，一种纳米森林吸气剂的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：

步骤1、提供衬底，并利用所述衬底制备得到所需的衬底纳米森林结构，所述衬底纳米森林结构包括若干分布于衬底上的衬底纳米柱；

步骤2、对上述衬底上所需部分的衬底纳米柱或衬底上所有的衬底纳米柱电镀金属层，以得到覆盖相应衬底纳米柱上的柱体金属层。

所述衬底包括硅衬底、SOI衬底、玻璃衬底或石英衬底。

所述衬底纳米柱呈锥状，衬底纳米柱的底部直径为150nm～200nm，衬底纳米柱的尖端直径为10nm～30nm，衬底纳米柱的高度为800～900nm。

步骤2中，选择性地在衬底上方电镀得到柱体金属层时，在衬底上方设置一掩模版，利用掩模版进行电镀时，以得到覆盖相应衬底纳米柱上的柱体金属层。

所述柱体金属层为Ti、钨、钽、钼、锆、钙、钡中的一种，所述柱体金属层的厚度为50nm～1000nm。

一种类似的技术方案，一种纳米森林吸气剂的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：

步骤a、提供衬底，并在所述衬底上电镀得到衬底金属层，所述衬底金属层覆盖在衬底上；