[发明专利]一种微型实心硅针的制备方法

说明书

本发明提供一种微型实心硅针的制备方法,首先在单晶硅的表面生长一层二氧化硅，然后在二氧化硅的表面淀积一层氮化硅保护膜，接着在氮化硅保护膜的表面涂覆光刻胶，并对其进行曝光显影、蚀刻等步骤，保护膜采用氮化硅，在蚀刻硅的过程中能够加快蚀刻反应，使得硅针的基座直径更小。本发明工艺简单，实心硅针的耐用性好，适用于生物大分子药物的透皮药物渗透。

技术领域

本发明涉及半导体硅材料表面微加工和制造技术领域，特别涉及一种微型实心硅针的制备方法。

背景技术

由于药物在肠胃中的降解和肝脏的首过效应，绝大部分口服药物在达到作用部位之前就已经大部分或全部失效。此外，患者的用药适应性也是问题，大部分口服给药在治疗期间需要以一定的间隔服药，给患者带来诸多不便。

除此，另一种常见的给药方式是能够使得药物穿透生物屏障的注射给药，包括皮下注射和静脉输入。该种方法虽然有效，但是注射通常都会给患者带来额外的痛感，在注射点也容易造成皮肤局部损伤、出血，增加了疾病传染的风险。

现有一种新型给药技术，即透皮给药。头皮给药指在皮肤表面给药，使得药物以接近恒定速度通过皮肤各层，经毛细血管吸收进入循环产生全身或局部治疗作用的剂型。

中国发明专利CN1569271A公开的微型实心硅针阵列芯片及其制备方法和用途。在该专利中，采用金属膜作为保护膜，制成的微型实心硅针的微针尖部直径为10nm-10μm，微针的底部直径为20-300μm。众所周知，在控制好微针折断率的同时，微针针体直径越小，对人体皮肤造成的创口就越小，也越容易穿透皮肤。

所以，针对以上问题，提出了一种微型实心硅针的制备方法，以制取针体更细，更便于穿透皮肤，造成的创口更小的微型实心硅针。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种微型实心硅针的制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：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。

优选的技术方案为：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。

优选的技术方案为：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。

优选的技术方案为：所述步骤3中，PECVD淀积的衬底温度为300-450℃，压强在10-270Pa。