[发明专利]一种微型空心硅针管阵列及其制作方法

权利要求书

1.一种微型空心硅针管阵列的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以SOI硅片为衬底，在该衬底的表面和背面分别沉积一层二氧化硅层，得到衬底正面二氧化硅层和衬底背面二氧化硅层；

(2)对衬底正面二氧化硅层进行第一次图形化，形成深硅刻蚀的掩膜图形，利用深硅刻蚀工艺刻蚀出空心硅针管内部的圆孔结构，刻蚀至所述SOI硅片的中间氧化层；

(3)对衬底背面二氧化硅层进行图形化，形成深硅刻蚀的掩膜图形，利用深硅刻蚀工艺刻蚀出空心硅针管的储液机构，刻蚀至所述SOI硅片的中间氧化层；

(4)去除衬底正面二氧化硅层表面的光刻胶，对该二氧化硅层进行第二次图形化，且第二次图形化后新的光刻胶覆盖住步骤(2)第一次刻蚀出的空心硅针管内部的圆孔结构；

(5)先利用各向同性刻蚀工艺对所述圆孔结构周围进行各向同性刻蚀，然后再利用深硅刻蚀工艺刻蚀出空心硅针管外部结构，刻蚀停留在SOI硅片正面的硅层，保留一定厚度的硅层；使得获得的硅针管上部的外径自上而下逐渐变大；

(6)利用湿法刻蚀去除SOI硅片衬底中间氧化层以及在所述衬底表面和背面沉积的二氧化硅层，使得该衬底背面的硅针管储液机构与所述衬底正面的空心硅针管内部的圆孔结构相连通。

2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包括步骤：

(7)利用镀膜工艺在所述空心硅针管内部的圆孔结构内壁沉积纳米材料，以提高该硅针管内部的流阻。

3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤(1)所述衬底正面二氧化硅层和衬底背面二氧化硅层的厚度为2-3微米。

4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤(2)所述空心硅针管内部的圆孔结构的直径为5±1微米。

5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤(3)所述硅针管储液机构为圆孔或矩形孔，所述储液机构用于向所述空心硅针管提供流经其内部空心圆管的工质，多个空心硅针管共用一个储液机构。

6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤(5)所述获得的空心硅针管的外径最小处位于该硅针管的顶部，最小外径比所述空心硅针管的内径大1-2微米。

7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤(5)所述保留一定厚度的硅层，其硅层的厚度为30±5微米。

8.一种微型空心硅针管阵列，其特征在于，包括分别位于SOI硅片衬底两侧的若干个空心硅针管和该若干个空心硅针管共用的储液机构；所述储液机构用于向所述空心硅针管提供流经其内部空心圆管的工质，且所述储液机构与所述空心硅针管的内部空心圆管相连通；

所述空心硅针管内径一致，所述空心硅针管上部外径自上而下逐渐变大至恒定为其管身外径。

9.如权利要求8所述的空心硅针管阵列，其特征在于，该空心硅针管内径为5±1微米，其上部顶端最小外径为7±1微米，管身外径为45±1微米。

10.如权利要求8所述的空心硅针管阵列，其特征在于，所述空心硅针管内壁还生长有纳米材料，所述纳米材料的厚度为1-2微米。