[發明專利]硅針陣列的制備方法

有效

• 申請號: 201810167198.0
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108383078B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 阮勇;尤政;劉曉琴;鄭爍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 趙永輝

1.一種硅針陣列的制備方法，其特征在于，包括：

S10，提供一片硅片(10)，所述硅片(10)包括一刻蝕面(101)；

S20，對所述硅片(10)熱氧化處理，在所述硅片(10)的外部包覆形成保護膜，所述保護膜在所述刻蝕面(101)形成200納米至400納米厚的硅片保護層(20)；

S30，提供掩膜圖形，根據所述掩膜圖形將光刻膠旋涂于所述硅片保護層(20)遠離所述硅片(10)的表面，并將所述硅片(10)進行光刻、2s～30s曝光以及80s～100s顯影，形成第一掩膜(30)；

所述掩膜圖形包括多個掩膜圖形單元(610)，每個所述掩膜圖形單元(610)包括一個方形(611)以及4個補償圖形(612)，所述方形(611)對應著4個所述補償圖形(612)，所述補償圖形(612)為在所述硅片(10)的<100>面的所述方形(611)四個角上設置的以<110>為邊緣的方形，所述方形(611)的四邊分別與所述補償圖形(612)的邊平行，且所述方形(611)的頂點位于各個所述補償圖形(612)的對角線交點上；

S40，以所述第一掩膜(30)為遮擋，干法刻蝕所述硅片保護層(20)，在所述硅片(10)的刻蝕面(101)刻蝕形成第二掩膜(40)，所述第二掩膜(40)包括多個間隔設置的凸臺(410)，部分所述刻蝕面(101)由所述多個凸臺(410)之間的間隔露出，并去除所述第一掩膜(30)；以及

S50，采用質量比20％～40％的KOH溶液對所述硅片(10)的所述刻蝕面(101)以0.25um/min～0.45um/min的腐蝕速率進行腐蝕，并控制腐蝕時間為2min～10min，在所述硅片(10)的所述刻蝕面(101)形成多個硅針(501)。

2.如權利要求1所述的硅針陣列的制備方法，其特征在于，所述步驟S20中，對所述硅片(10)熱氧化處理采用熱氧化工藝，且在所述硅片(10)的外部包覆形成二氧化硅保護膜。

3.如權利要求1所述的硅針陣列的制備方法，其特征在于，在所述步驟S30中所述光刻膠的厚度為1微米至2微米。

4.如權利要求3所述的硅針陣列的制備方法，其特征在于，所述步驟S30中，所述第一掩膜(30)包括多個間隔設置的掩膜單元(310)，每個所述掩膜單元(310)包括一個主凸臺(312)，以及環繞所述主凸臺(312)的多個輔凸臺(314)。

5.如權利要求4所述的硅針陣列的制備方法，其特征在于，所述掩膜單元(310)遠離所述硅片(10)的掩膜單元表面(3102)包括所述主凸臺(312)遠離所述硅片(10)的主凸臺面(3122)以及多個所述輔凸臺(314)遠離所述硅片(10)的輔凸臺面(3142)；

所述主凸臺面(3122)的形狀為方形，所述輔凸臺面(3142)的形狀為方形；

多個所述輔凸臺面(3142)設置于所述主凸臺面(3122)的四個角，且所述主凸臺面(3122)的頂點位于多個所述輔凸臺面(3142)的對角線交點；

所述主凸臺面(3122)的四邊分別與多個所述輔凸臺面(3142)的邊平行。

6.如權利要求1所述的硅針陣列的制備方法，其特征在于，所述步驟S50中的多個所述硅針(501)的形狀為底面是八邊形的棱錐。

7.如權利要求1所述的硅針陣列的制備方法，其特征在于，所述步驟S40包括：

S410，以所述第一掩膜(30)為遮擋，反應離子刻蝕所述刻蝕面(101)的所述硅片保護層(20)，并等離子氧清洗反應離子刻蝕后的所述硅片(10)，在所述硅片(10)的刻蝕面(101)刻蝕形成第二掩膜(40)；

S420，將所述硅片(10)進行等離子轟擊4min～6min；以及

S430，將所述硅片(10)放置于去膠液中浸泡4min～6min，去除所述第一掩膜(30)。