[发明专利]一种微型实心硅针的制备方法

权利要求书

1.一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选取单面或双面抛光的单晶硅片，进行清洗及干燥；

（2）先在单晶硅片上生长一层二氧化硅；

（3）然后在二氧化硅上淀积一层氮化硅；

（4）再在氮化硅上旋涂光刻胶，通过光刻工艺将掩膜板上的图案转移至光刻胶上，掩膜板的图案为阵列状圆形斑点，光刻后的光刻胶形成阵列状的圆形遮挡胶膜；

（5）依次去除位于遮挡胶膜外的氮化硅以及下方的二氧化硅，露出单晶硅片；

（6）利用电感耦合等离子体刻蚀系统，采用深硅刻蚀Bosch工艺，对步骤5露出的单晶硅片进行各向异性刻蚀，在单晶硅片上刻蚀出阵列状的圆柱体；

（7）依次去除圆柱体顶端的遮挡胶膜、氮化硅和二氧化硅，通过KOH对圆柱体顶端进行各向同性刻蚀，形成实心微针尖锥针头，并得到微型实心硅针阵列芯片；

（8）然后在微型实心硅针阵列芯片的针体面上涂覆光刻胶，通过光刻工艺将掩膜板上的图案转移至光刻胶上，掩膜版的图案为棋盘状方块，光刻后光刻胶形成方块状遮挡胶膜，然后刻蚀，并于硅针之间形成网格状导流槽，然后去除遮挡胶膜。

2.根据权利要求1所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，单晶硅片为N型，电阻率范围为1-10Ω·cm，厚度为700±10μm。

3.根据权利要求1所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，单晶硅片按照湿氧-干氧的顺序进行氧化生长一层二氧化硅，氧化温度控制在1100℃以下，湿氧和干氧时间均为5h。

4.根据权利要求1所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，PECVD淀积的衬底温度为300-450℃，压强在10-270Pa。

5.根据权利要求4所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：所述PECVD淀积的衬底温度为400℃。

6.根据权利要求1所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，采用PECVD在二氧化硅的表面淀积一层200nm厚的氮化硅。

7.根据权利要求1所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：所述步骤5中，通过干法刻蚀掉暴露在遮挡胶膜外的氮化硅，露出二氧化硅，再用湿法蚀刻掉二氧化硅。

8.根据权利要求1所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：所述步骤5中，还可采用离子束对暴露在遮挡胶膜外的氮化硅以及位于氮化硅下方的二氧化硅进行刻蚀。

9.根据权利要求7所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：先采用反应离子刻蚀机对氮化硅进行干法刻蚀，待露出二氧化硅后，再用氟化氢和氢氟酸的混合液湿法蚀刻二氧化硅，直至露出单晶硅片。

10.根据权利要求1所述的一种微型实心硅针的制备方法，其特征在于：所述步骤7中，选用40-80度的KOH溶液进行蚀刻，蚀刻时间30-70min。