[发明专利]一种超细空心微针芯片的制备方法

权利要求书

1.一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于，步骤如下：

a.在硅基片的正面生长二氧化硅，在二氧化硅上淀积氮化硅；

b.在氮化硅上利用光刻工艺形成用以在硅基片上形成针体结构的遮挡胶膜；

c.利用干法刻蚀技术去除遮挡胶膜外的氮化硅，露出二氧化硅，再利用湿法蚀刻技术去除掉露出的二氧化硅，露出硅基片；

d.利用深硅刻蚀技术，对露出的硅基片进行各向异性刻蚀，在硅基片上刻蚀沟槽，形成针体结构；

e.依次去除余下的遮挡胶膜、氮化硅和二氧化硅，再于硅基片表面镀上一层氮化硅隔绝层；

f.用ICP-RIE反应去除硅基层正面的氮化硅隔绝层，保留硅基层背面和沟槽的氮化硅隔绝层；

g.利用Si晶面各向异性湿法刻蚀出针尖和针面角度；

h.湿法移除余下的氮化硅隔绝层；

i.在硅基层的正面涂覆针尖保护层；

j.在硅基层的背面利用光刻工艺形成用以在针面上开出通道的异形胶膜；

k.从硅基层的背面刻蚀深孔通道，将异形胶膜的图形转移到针面，打通针面，得到针管结构；

l.移除异形胶膜和针尖保护层，得到超细空心微针芯片。

2.根据权利要求1所述的一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，硅基片按照湿氧-干氧的顺序进行氧化生长二氧化硅，氧化温度控制在1100℃以下，湿氧和干氧时间均为5h。

3.根据权利要求1所述的一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，氮化硅淀积的衬底温度为300-450℃，压强在10-270Pa。

4.根据权利要求1所述的一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，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，直至露出硅基片。

5.根据权利要求1所述的一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，根据沟槽刻蚀深度选择干法刻蚀方法，包括一般干法刻蚀和深反应离子刻蚀(DRIE) ，所述的包括深反应离子刻蚀法包括Boschprocess或者辅助低温。

6.根据权利要求1所述的一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤e中，采用离子束对余下的氮化硅以及位于氮化硅下方的二氧化硅进行刻蚀,直至露出硅基片。

7.根据权利要求1所述的一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤e中，利用低压化学气相沉积法(LPCVD)或者等离子增强化学气相沉积法(PECVD) 在硅基片的正面、反面以及沟槽镀上一层氮化硅隔绝层。

8.根据权利要求1所述的一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤g中，利用KOH对硅基层各个晶面的刻蚀速率不同，刻蚀出针尖和针面，针面斜度为55.46°。

9.根据权利要求1所述的一种超细空心微针芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤h中，利用HF对氮化硅隔绝层的腐蚀性，移除余下氮化硅隔绝层。