[发明专利]一种高深宽比微型气相色谱柱及其湿法腐蚀制作方法

权利要求书

1.一种高深宽比微型气相色谱柱，包括一个硅基板，一个玻璃顶盖，一个薄膜加热器和固定相薄膜；硅基板的正面刻蚀有蛇形深槽，背面制作有薄膜加热器；玻璃顶盖上刻蚀有进气口和出气口；固定相薄膜涂覆在深槽的内壁；其特征在于，所述硅基板为(110)单晶硅片，所述蛇形深槽的断面为矩形，蛇形深槽在硅基板平面上为折线形，其长边沿<110>晶向，短边沿<112>晶向，或长边沿<112>晶向，短边沿<110>晶向，长边与短边的夹角为70.53°。

2.根据权利要求1所述的高深宽比微型气相色谱柱，其特征在于，所述蛇形深槽的深度为200-800μm，宽度为30-150μm，深宽比大于5，蛇形深槽的长度为0.5-6m。

3.一种高深宽比微型气相色谱柱的湿法腐蚀制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①掩模板制作：色谱柱沟槽设计为折线形，其长边与短边的夹角为70.53°；

②掩模层薄膜制备：采用PECVD在(110)单晶硅片上沉积Si₃N₄薄膜作为掩模；

③光刻：首先旋涂光刻胶，然后将掩模板的长、短边分别与单晶硅片的<110>和<112>晶向对准后，进行曝光、显影，将掩模板的图形转移到光刻胶上，随后刻蚀Si₃N₄薄膜掩模层，最后去除光刻胶；

④深硅刻蚀：利用KOH或TMAH或EDP各向异性腐蚀液对硅片进行湿法腐蚀，制备深槽结构；

⑤硅玻键合：采用阳极键合将玻璃封盖在(110)单晶硅片的正面，玻璃顶盖上预先加工有进气口和出气口；

⑥加热器制备：在(110)单晶硅片的背面溅射制备Ti/Pt薄膜加热器；

⑦固定相薄膜涂覆。