[发明专利]微型实心或空心硅针、硅针阵列及其制造方法

权利要求书

1.一种微型空心硅针、硅针阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在(110)面晶向的单晶硅片的正、反两面上制备对硅进行各向异性湿法腐蚀时所需的掩蔽膜；

(2)分别在硅片的正、反两面上选择性地去除部分硅片上的掩蔽膜，从而将第一光刻掩膜板上的图形转移到硅片上；

(3)放入硅的各向异性湿法腐蚀溶液中对硅进行各向异性腐蚀，最终在硅片的正、反两面上形成由6个硅(111)面构成的两种倒三角形沟槽；

(4)将硅片上的掩蔽膜全部清除干净后，在其正面制备DRIE法干法刻蚀硅时使用的掩蔽膜；

(5)选择性地去除硅片正面上的掩蔽膜，从而将第二光刻掩膜板上的图形转移到硅片上；

(6)采用DRIE设备和Bosch工艺进行硅的湿法刻蚀，最终形成硅针及其正面与反面的倒三角形沟槽相连的通孔；

(7)清除硅片上的掩蔽膜，完成空心硅针及其阵列的制备。

2.根据权利要求1所述微型空心硅针、硅针阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)第一光刻掩膜板上的图形为多边形，光刻曝光时多边形中的一对平行边应与硅片上的一族(111)面平行。

3.根据权利要求1所述微型空心硅针、硅针阵列的制备方法，其特征在于，所述掩蔽膜的制备材料为二氧化硅、氮化硅或非晶碳化硅介质材料、或金属、光刻胶的单一材料的薄膜，或几种材料薄膜的复合膜。

4.根据权利要求1所述微型空心硅针、硅针阵列的制备方法，其特征在于：硅的各向异性湿法腐蚀溶液为氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、EPW或TMAH。

5.根据权利要求4所述微型空心硅针、硅针阵列的制备方法，其特征在于：所述氢氧化钾水溶液的浓度为5～70wt％；所述氢氧化钠水溶液的浓度为3～60wt％；所述EPW为乙二胺∶邻苯二酚∶水的摩尔比为10～70％∶0～40％∶20～80％；所述TMAH的浓度为5～75wt％。