[发明专利]具有硬质涂层保护的晶硅微针及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有硬质涂层保护的晶硅微针及其制备方法。本发明的具有硬质涂层保护的晶硅微针，包括微针本体和设置在微针本体表面的硬质涂层。本发明的加固晶硅微针的加工方法简单高效，不仅可以强化微针的强度防止微针的断裂，同时涂覆有硬质涂层的微针可以很轻松的实现皮肤的穿刺，促进药物的吸收。

技术领域

本发明涉及医学装置领域，尤其涉及一种具有硬质涂层保护的晶硅微针及其制备方法。

背景技术

纳米微针晶片正广泛应用于生活美容和医学美容等透皮器械技术领域。纳米微针的制作是基于半导体工艺技术，即在单晶硅衬底上通过光刻和湿法腐蚀技术加工微米结构的金字塔结构而形成，高度根据光刻的尺度而定，从50um到500um不等。

现有技术的微针制作方法如下：单晶硅片经过热氧化后获得覆盖有0.8-1.5微米厚度的氧化硅的硅晶圆，并在光刻区进行正性或负性光刻胶涂布，光刻胶厚度1.0微米。在掩膜版的辅助下，对涂有光刻胶晶硅片进行紫外曝光。曝光过后，将晶硅片转移到显影液中对光刻胶进行充分显影，在晶硅表面露出所需的光刻胶图案。然后将带有光刻胶图案的晶片在氢氟酸中腐蚀，将光刻胶图案转移到氧化硅表面上。将带有氧化硅图案的晶硅片投入到60-90度的温度和10-70％浓度的氢氧化钾碱液中腐蚀，腐蚀完毕后，对晶硅进行清洗，所需的晶硅微针也就定制完成。由于人体的角质层厚度在80um左右，所以在生活美容领域，高度在100um左右的微针已经足够，这类微针不容易断针，还保有一定的强度。而在医学美容行业，微针的高度往往超过了300um，由于微针的高宽比非常大，微针的结构强度也大为减弱，微针容易受到剪切外力而出现断针行为，断针留在皮肤里会引起人体的不适感。通常的办法是通过改变湿法腐蚀工艺改变微针的结构形态以提高微针的强度，然而改变的空间有限。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有硬质涂层保护的晶硅微针，通过在微针表面涂覆。

本发明的第一个目的是提供了一种具有硬质涂层保护的晶硅微针，所述的晶硅微针包括微针本体和设置在微针本体表面的硬质涂层。

进一步地，所述的硬质涂层为金刚石薄膜、类金刚石碳膜、氮化钛薄膜、碳化铬薄膜或氧化钛薄膜。

本发明的第二个目的是提供所述的具有硬质涂层保护的晶硅微针得制备方法，包括如下步骤：

S1、将微针本体置于超声溶液中进行超声处理；

S2、将超声处理后的微针本体采用热丝化学气相沉积方法、化学气相沉积方法、磁控溅射法或电弧蒸发法进行硬质涂层制备。

进一步地，所述的热丝化学气相沉积方法制备金刚石薄膜，包括如下步骤：在超声处理过程中，在溶液中添加纳米级金刚石粉；超声处理后的微针本体置于化学气相沉积装置中，金刚石薄膜的生长气体为甲烷和氢气，气压控制在100Pa～5000Pa之间，热丝的温度超过2700℃，微针衬底的温度控制在650℃～900℃的之间。

进一步地，所述的甲烷的流量占比为1％～10％。

进一步地，化学气相沉积装置真空度小于1*10^-3Pa。

进一步地，所述的化学气相沉积方法制备氮化钛薄膜，包括如下步骤：将超声处理后的微针本体置于化学气相沉积装置中，氮化钛薄膜的生长气体为氨气和四氯化钛前驱体，气压控制在100Pa～5000Pa之间，加热温度在500～900℃之间。

进一步地，所述的氨气的流量占比为50％～80％，四氯化钛的流量占比为20％～50％。

进一步地，化学气相沉积装置真空度小于1*10^-3Pa。