[发明专利]一种超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法

权利要求书

1.一种超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在硅衬底上旋涂MMA和PMMAA2双层光刻胶；

步骤2，对涂覆MMA和PMMAA2双层光刻胶的硅衬底进行电子束曝光，在硅衬底上制作抗蚀剂图形；

步骤3，对形成抗蚀剂图形的硅衬底进行电子束蒸发，在硅衬底上沉积一层Al薄膜；

步骤4，对沉积Al薄膜后的硅衬底进行剥离，得到沉积在硅衬底上的Al薄膜阵列，为后续ICP刻蚀工艺提供掩膜；

步骤5，对覆盖Al掩膜的硅衬底进行ICP硅刻蚀，制作硅纳米针阵列结构；

步骤5中，ICP硅刻蚀中气压控制在20mtorr，温度为10℃，射频功率为700-900W，ICP功率为20-30W，刻蚀时间为55min；ICP硅刻蚀所用的气体为SF₆和C₄F₈，其中，SF₆气体流量为32Sccm，C₄F₈气体流量为40Sccm。

2.根据权利要求1所述的超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法，其特征在于，在硅衬底上旋涂MMA和PMMAA2双层光刻胶前，将纯硅片衬底先后用丙酮、酒精和去离子水超声清洗5-8分钟，然后用氮气枪吹干表面残留水分。

3.根据权利要求1所述的超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法，其特征在于，步骤1中，先在硅衬底上旋涂MMA光刻胶，然后置于恒温烘台上烘烤，再旋涂一层PMMAA2光刻胶并烘烤。

4.根据权利要求1所述的超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法，其特征在于，步骤2中，只需要进行一次曝光，电子束曝光步骤的曝光剂量优化在750μC/cm²。

5.根据权利要求1所述的超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法，其特征在于，将经过电子束曝光后的样品放进甲基异丁基(甲)酮和异丙醇配比比例为1:3的溶液中显影3min，然后放进IPA溶液中定影1min，最后浸入去离子水中10s，取出用氮气枪吹干样品表面残留水分后，再进行电子束蒸发制作Al薄膜。

6.根据权利要求1所述的超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述Al薄膜的厚度控制在300-350nm。

7.根据权利要求1所述的超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法，其特征在于，步骤4中，先将样品浸没在N-甲基吡咯烷酮溶液中，80℃水浴加热60min，然后将样品先后放入丙酮、酒精、去离子水超声剥离，最终留下沉积在硅衬底上的Al薄膜阵列。