[0001] 本
发明属于微
电子技术领域，具体涉及一种在驻极体上图形化驻极的方法。 背景技术
[0002] 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。
[0003] 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。
[0005] 本发明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。
[0007] （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； [0008] （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； [0009] （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；
[0011] 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%。
[0013] 所述驻极体为聚四氟乙烯、偏聚氟乙烯或含氟
树脂。
[0014] 本发明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
[0018] 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。
[0022] （3）、旋涂光刻胶，采用光刻工艺进行光刻、显影，得到图形。 [0023] （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。
[0024] （5）、利用剥离技术，用丙
酮浸泡方法去除光刻胶，完成对二氧化硅薄膜的图形化剥离。
[0025] （6）、电晕驻极，针尖和栅网的
电压分别-7000V和-700V，这是由两个直流电压源产生的。样品由热板进行加热，
温度为110℃。方法具体见（江键,夏钟福.聚丙烯驻极体的恒流源电晕充电[J].功能材料,1993,3:007。）
[0026] 在本实施例中，经测定，SiO2层驻极之后衰减至初始电位的50%耗时小于10分钟；而聚四氟乙烯胶带经历40天仍其表面电位仍高于初始电位的95%。因此SiO2层可以作为短寿命驻极体，而聚四氟乙烯胶带可以作为长寿命驻极体。
[0027] 由于聚四氟乙烯的表面能很低，不能直接涂覆光刻胶。如图1中（b）显示，对聚四氟乙烯膜进行预处理，通过氮等离子体或其他等离子体提高表面能和改善
润湿性并旋涂光刻胶。
