[发明专利]一种微型空心硅针及其制备方法

权利要求书

1、一种微型空心硅针，其特征在于，所述微型空心硅针的针头为棱锥形，在针尖或微针侧壁上有与硅片衬底垂直的通孔；所述微型空心硅针的高度为100～600微米，所述通孔直径大于5微米。

2、如权利要求1所述的微型空心硅针，其特征在于，所述微型空心硅针的针头为八棱锥形或四棱锥形。

3、如权利要求1所述的微型空心硅针，其特征在于，所述通孔中存在短小的分支孔。

4、如权利要求1所述的微型空心硅针，其特征在于，所述微型空心硅针采用的材料是单晶硅。

5、如权利要求1至4任一项所述的微型空心硅针，其特征在于，所述微型空心硅针为单个微型空心硅针或微型空心硅针阵列。

6、如权利要求5所述的微型空心硅针，其特征在于，所述微型空心硅针阵列为微型空心硅针在同一硅片上按照相同间距或不同间距进行的排列。

7、一种微型空心硅针的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A.在(100)面晶向单晶硅片的反面上，采用各向异性的电化学腐蚀方法加工出深度达到或接近所述硅片厚度的孔或孔阵列；

B.在所述加工出孔或孔阵列的硅片的正面上，采用各向异性的湿法化学腐蚀方法加工出棱锥形微型硅针，并在所述微型硅针上露出与所述硅片的反面相连的通孔。

8、如权利要求7所述微型空心硅针的制备方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1.在(100)面晶向的单晶硅片上制备各向异性电化学腐蚀时用的掩蔽材料层；

A2.在所述掩蔽材料层上涂覆光刻胶，并对所述掩蔽材料层进行图形化，然后利用硅的各向异性腐蚀溶液对所述硅片进行各向异性自停止腐蚀，在所述硅片上形成倒金字塔形的硅坑阵列，其作为下面电化学腐蚀时制备孔阵列所需的预腐蚀孔阵列；

A3.将所述硅片置于电化学腐蚀槽中制备高深宽比的孔阵列，其中，所述硅片带有预腐蚀孔的反面与接着铂阴电极且含HF酸的电解液接触；硅片正面接阳电极；当硅片的导电类型为n型时，对硅片正面进行光照以提供硅片反面电化学腐蚀所需的空穴；

A4.去除所述硅片上的掩蔽材料层。

9、如权利要求7所述微型空心硅针的制备方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1.在所述硅片上制备各向异性湿法化学腐蚀时用的掩蔽材料层；

B2.在所述硅片的正面制备好的掩蔽材料层上涂覆光刻胶，并对所述掩蔽材料层进行图形化，然后利用硅的各向异性腐蚀溶液对所述硅片进行各向异性腐蚀，制备出棱锥形微型硅针，并在所述微型硅针上露出与所述硅片的反面相连的通孔；

B3.去除所述硅片上的掩蔽材料层。

10、如权利要求7至9任一项所述微型空心硅针的制备方法，其特征在于，所述孔或孔阵列的孔径尺寸大于5微米，深度大于150微米，所述孔阵列中各孔之间的孔间距大于150微米。