[发明专利]一种微型空心硅针的制备方法

摘要

本发明公开了一种微型空心硅针的制备方法，本发明通过光刻技术在单晶硅片上制作光刻胶的方形阵列图形，结合单晶硅各向异性蚀刻，以及金属辅助的各向同性蚀刻构建大面积、尺寸可控的微型空心硅针结构；化学湿法蚀刻使用浓度是1~80wt%的氢氧化钾溶液或者浓度是5~50wt%的四甲基氢氧化铵溶液，解决了干法蚀刻需要的高真空环境、蚀刻速度慢以及能耗高的缺点；金属辅助的各向同性蚀刻使用体积比是0.01~1001的氢氟酸和双氧水混合溶液，加快了反应的速率，缩短了生产周期；同时，通过控制金颗粒的大小，可以控制针孔的尺寸，进而满足不同的用途。本发明方法步骤简单、成本低廉，并且适合大规模、大面积微型空心硅针的生产。

主权项

一种微型空心硅针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在表层长有二氧化硅层或氮化硅层的晶向的单晶硅片上涂覆光刻胶；(2)通过光刻技术在单晶硅片上制作光刻胶的方形阵列图形；(3)光刻胶显影后，通过HF蚀刻将光刻胶的图形转移到二氧化硅层，或者利用干法蚀刻将光刻胶的图形转移到氮化硅层；(4)将单晶硅片放入腐蚀液中进行各向异性蚀刻，制造出微米级别的金字塔形表面；(5)移除二氧化硅层或氮化硅层；(6)在金字塔结构的反面采用光刻方式制备网格阵列，然后采用印刷银纳米颗粒组成的银浆或镀纳米厚度银膜的方式，在硅片背面沉积银膜，将银的纳米颗粒水溶液印刷到网格中，网格正中对应另一面金字塔结构的顶端，保证银的纳米颗粒放置的位置与背面的金字塔结构的顶端一一对应；(7)将单晶硅片放入氢氟酸和双氧水的混合溶液中进行金属辅助的各向同性蚀刻，形成垂直的蚀刻通道，所述氢氟酸和双氧水的体积比是0.01～100：1。