[发明专利]一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法

权利要求书

1.一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，制造拥有微米尺度的V型槽阵列结构的硅基底，使用厚度为400微米到1毫米的硅片，且其表面为<100>晶面，并且按照<110>晶向将硅片切成两个以上的小片；对切好的小片执行标准的<100>晶面硅片V型槽的湿法腐蚀工艺，在硅片表面加工出了沿<110>方向排列的具有微米尺度的V型槽阵列结构,其槽宽为2微米到5微米，深度为1.4微米到3.5微米，相邻槽的间隔为10微米到20微米；

第二步，实现电绝缘，将第一步制造的表面带有V型槽阵列的硅片做表面热氧层处理，使在硅片V型槽的表面均匀的生长一层150纳米到300纳米厚度的SiO₂绝缘层，然后在SiO₂绝缘层表面做亲水性的表面处理；

第三步，制造与V型槽排列方向平行的三维微电极阵列，在复型了硅基底V型槽阵列结构的SiO₂绝缘层上，使用光刻对准工艺来定域的紫外降解出所需要的微米尺度的电极图案，接着采用磁控溅射工艺在已经图案化的光刻胶上沉积一层厚度为50纳米到150纳米的金，然后使用剥离工艺将金层图案化并且去除光刻胶，以形成与V型槽定向相一致的三维微电极对结构；

第四步，氧化锌纳米粒子介电泳组装，把基底带有V型槽阵列结构的微电极对系统浸入氧化锌纳米粒子胶体悬浮液中，对三维微电极对施加频率为50KHz—500KHz的交流电势信号；在局域场增强效应的影响下，能够实现氧化锌纳米粒子在微电极系统中沿着V型槽底部高度定向排列的一维纳米链结构的组装，其优良的多孔性以及高度定向的排列提高紫外光光强度传感器的灵敏度与响应速度。

2.根据权利要求1所述的一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法，其特征在于，所述的表面热氧层处理的工艺步骤为:将硅片放在高温炉内，在1130摄氏度下，先通湿氧氧化30分钟-1小时，再通入干氧氧化7分钟-20分钟，在硅片表面就氧化出了一层150纳米到300纳米厚度、均匀致密的SiO₂氧化层。

3.根据权利要求1所述的一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法，其特征在于，所述的光刻对准工艺定域紫外降解电极图案的工艺步骤为：在V型槽结构化的SiO₂绝缘层上，均匀的涂覆一层1微米厚度的EPG533光刻胶薄膜；然后使用紫外曝光将电极掩膜上的电极图案转移到光刻胶薄层上，曝光过程中要确保电极图案中电极的边缘与V型槽定向垂直；接着在NaOH:H₂O质量比为5:1000的显影液中进行显影，得到了EPG533光刻胶的电极图案结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法，其特征在于，所述的磁控溅射工艺的工艺步骤为：将拥有EPG533光刻胶电极图案结构的硅片放入磁控溅射机中，靶材选为金靶，起辉电压0.26kV,电流25mA,功率控制在7-10W，溅射金靶材3-7分钟后，就在已经图案化的光刻胶上沉积了一层厚度为50纳米到150纳米的金薄膜。

5.根据权利要求1所述的一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法，其特征在于，所述的剥离工艺和去除光刻胶的工艺步骤为：将溅射过金膜的小片放入无水乙醇中超声清洗3min，接着放入丙酮中超声清洗3-6min，再放入去离子水中超声清洗5min，于是光刻胶被去除并且得到了预期的三维金电极结构。