一种在单晶硅片表面制备ZrO₂复合薄膜的方法

摘要

一种在单晶硅片表面制备ZrO₂复合薄膜的方法，先将单晶硅片浸泡在王水中加热5～6小时，取出用去离子水清洗、干燥；后浸于体积比为H₂SO₄∶H₂O₂＝70∶30的溶液中，于室温下处理1小时，清洗干燥后浸入配制好的巯基硅烷溶液，静置6～8小时取出，冲洗后用氮气吹干，再置于质量浓度为30％～60％的硝酸溶液中，在50～80℃下反应2小时，把端巯基原位氧化成磺酸基；最后将单晶硅片浸入制备好的ZrO₂悬浮液中，在20～60℃静置2～24小时，取出冲洗后用氮气吹干，得到表面沉积有ZrO₂复合薄膜的单晶硅片。本发明可以将摩擦系数从无膜时的0.8降低到0.1，具有十分明显的减摩作用。

主权项

1、一种在单晶硅片表面制备ZrO2复合薄膜的方法，其特征在于按如下步骤进行：1)首先对单晶硅片进行预处理：A)先将单晶硅片浸泡在王水中加热5～6小时，在室温中自然冷却后取出，冲洗、干燥；B)然后将单晶硅片浸于体积比为H2SO4∶H2O2＝70∶30(Pirahan)的溶液中，于室温下处理1小时，用去离子水超声清洗后放在防尘装置内，在烘箱中干燥；C)再将处理后的单晶硅片浸入巯基硅烷浓度为0.1～1.0mmol/L的苯溶液中，静置6～8小时取出；D)先冲洗，后用氮气吹干，置于质量浓度为30％～60％的硝酸溶液中，在50～80℃下反应2小时；E)取出用去离子水冲洗，得到表面附有磺酸基硅烷薄膜的单晶硅片；2)制备ZrO2分散液：F)将ZrO2在室温下按0.1～0.2mg/ml放入N，N-二甲基甲酰胺分散剂，40W超声波分散1～3小时，得到稳定的悬浮液；3)在单晶硅片表面制备ZrO2复合薄膜：将表面组装有磺酸基硅烷薄膜的单晶硅片浸入制备好的ZrO2悬浮液中，在20～60℃静置2～24小时，取出用大量去离子水冲洗，冲洗后用氮气吹干，这样就得到表面沉积有ZrO2复合薄膜的单晶硅片。