[发明专利]光栅波导微流体芯片的制造方法

权利要求书

1.一种光栅波导微流体芯片的制造方法，包括：

步骤1000：提供衬底，在所述衬底上形成牺牲层，在所述牺牲层上形成厚度为15～30μm高分子聚合材料的下包层；

步骤2000：在所述下包层上形成波导层，所述波导层是氮化硅材料，其中，通过电感耦合等离子体化学气相沉积法，沉积温度为25-150℃，并通入包括硅气源和氮气源的反应载气，以形成所述波导层；

步骤3000：以所述波导层形成光栅波导，所述光栅波导包括出射光栅；

步骤4000：在所述波导层上形成二氧化硅保护层，所述保护层用于覆盖所述光栅波导并保护所述出射光栅；在所述保护层上形成厚度为15～30μm的上包层；

步骤5000：形成微流道，所述微流道贯穿所述上包层以暴露出所述保护层；所述出射光栅位于所述微流道下方用以将光沿垂直方向向上导入所述微流道内；

步骤6000：去除所述牺牲层，以将所述上包层与所述衬底剥离；

所述微流道宽度为10-100μm，所述牺牲层的腐蚀选择比高于所述上包层、所述保护层、所述波导层或所述下包层，所述牺牲层的材料为金属、聚合物或氧化物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3000中，所述波导层厚度为150nm-1000nm，在所述波导层上旋涂光刻胶形成若干相互平行的光栅波导掩膜，刻蚀所述波导层，形成若干相互平行的光栅波导，所述光栅波导的宽度为300-600nm；

步骤4000中，所述保护层覆盖并保护入射光栅。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2000中，在所述下包层上形成厚度为150nm-1000nm的所述波导层；

步骤3000中，在所述波导层上旋涂光刻胶形成光栅波导掩膜，刻蚀所述波导层，形成若干相互平行的所述光栅波导的水平部分，再次旋涂光刻胶形成入射光栅掩膜和出射光栅掩膜，沉积形成入射光栅和出射光栅，所述出射光栅与所述光栅波导的水平部分形成所述光栅波导，所述入射光栅与所述光栅波导形成耦合光栅波导，所述耦合光栅波导的宽度为300-600nm；

步骤4000中，所述保护层覆盖并保护所述入射光栅。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2000中，在所述下包层上形成厚度大于1000nm的所述波导层；

步骤3000中，在所述波导层上旋涂光刻胶形成若干相互平行的光栅波导掩膜，刻蚀所述波导层，形成若干相互平行的光栅波导块，所述光栅波导块用以形成耦合光栅波导；再次旋涂光刻胶形成入射光栅掩膜和出射光栅掩膜，刻蚀所述光栅波导块形成入射光栅和出射光栅，所述出射光栅与所述光栅波导块的水平部分形成所述光栅波导，所述入射光栅与所述光栅波导形成若干相互平行的耦合光栅波导，所述耦合光栅波导的宽度为300-600nm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4000中，在所述保护层上旋涂所述高分子聚合材料以形成所述上包层。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5000中，软烘所述上包层，对所述上包层上预定形成微流道的位置进行局部曝光，再经硬烘和显影后，形成贯穿所述上包层、宽度为10-100μm的微流道。

7.根据权利要求1所述的方法，所述高分子聚合材料是SU-8树脂、聚酰亚胺、聚二甲基硅烷、聚乙烯或苯丙环丁烯。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6000中，使用湿法腐蚀、干蒸汽腐蚀或反应离子刻蚀去除所述牺牲层。