[发明专利]电解加工用微细单晶硅工具电极及其制备方法

权利要求书

1.一种电解加工用微细单晶硅工具电极，包括电极夹持部和电极加工部，该电极加工部设置于所述电极夹持部上，该电极夹持部和电极加工部的材料是高浓度掺杂的单晶硅，该单晶硅为高浓度掺杂的N型或P型单晶硅，掺杂浓度为10¹⁶～10²⁰/cm²，且电极夹持部和电极加工部的表面设置有侧壁绝缘层，该电极加工部用于进行电解加工。

2.如权利要求1所述的电解加工用微细单晶硅工具电极，其特征在于：所述电极加工部的端面形状为非圆截面，在高速旋转的带动下，在该电极加工部的端面形成圆形包络面。

3.如权利要求1所述的电解加工用微细单晶硅工具电极，其特征在于：所述电极夹持部设置有图形化的金属层，该图形化的金属层的表面并没有设置绝缘层，所述电极夹持部具有两个定位槽，该两个定位槽分别设置在所述电极夹持部的与图形化的金属层相对表面的两侧，且该定位槽的延伸方向平行于所述电极加工部的延伸方向。

4.如权利要求3所述的电解加工用微细单晶硅工具电极，其特征在于：进一步包括一夹具，该夹具包括支撑部、夹紧部、中心线调整垫片、垫片、对中安装板、微调螺纹机构；所述支撑部形成有一个凹槽，该凹槽具有相对设置的两个侧壁，所述对中安装板设置在所述凹槽内，且所述中心线调整垫片设置于所述凹槽的一个侧壁与所述对中安装板之间，所述微调螺纹机构设置在所述凹槽的另一个侧壁中，旋转该微调螺纹机构可以调整所述对中安装板的位置，所述对中安装板设置有两个凸台，该两个凸台与所述电极夹持部的两个定位槽配合，将电解加工用微细单晶硅工具电极夹持在所述支撑部和夹紧部之间。

5.一种如权利要求1所述的电解加工用微细单晶硅工具电极的制备方法，包括以下步骤：

S1，提供一单晶硅基底，该基底具有相对设置的上表面和下表面；

S2，在所述的基底的上、下表面制备一层保护层作为刻蚀工艺的掩模窗口，该掩模窗口包括工具电极轮廓和背面减薄窗口；

S3，刻蚀所述基底，形成图形化的电解加工用微细单晶硅工具电极轮廓；

S4，将所述基底上、下表面的保护层完全去除；

S5，在所述基底的所有表面上沉积一层绝缘层；

S6，在所述的绝缘层上制备一层图形化的保护层，将局部的绝缘层去除露出基底；

S7，利用所述保护层作为掩模窗口在露出的基底上制备一层金属层；

S8，将所述基底按照电解加工用微细单晶硅工具电极的轮廓裂片，使电解加工用微细单晶硅工具电极从所述基底上脱离下来；

S9，对所述电解加工用微细单晶硅工具电极的加工部的端面表面进行处理，去除绝缘层，保证电解加工用微细单晶硅工具电极端面导电。

6.如权利要求5所述的电解加工用微细单晶硅工具电极的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述单晶硅基底为高浓度掺杂的单晶硅基底，该单晶硅为高浓度掺杂的N型或P型单晶硅，掺杂浓度为10¹⁶～10²⁰/cm²，基底硅片晶面选用(100)晶面，电阻率为10^-2～10^-3Ω·cm。

7.如权利要求6所述的电解加工用微细单晶硅工具电极的制备方法，其特征在于：在所述步骤S2中，在所述单晶硅基底的上表面和下表面均制备一层二氧化硅，再制备一层氮化硅，构成掩膜层，对所述掩膜层进行光刻，采用刻蚀工艺去除氮化硅层和二氧化硅层，直到露出所述单晶硅基底。

8.如权利要求6所述的电解加工用微细单晶硅工具电极的制备方法，其特征在于：在所述步驟S3中，将所述单晶硅基底放入腐蚀液中进行刻蚀加工，并控制刻蚀的时间，使刻蚀加工后的单晶硅基底的上表面发生自停止腐蚀形成电解加工用工具电极的轮廓形状，在单晶硅基底的下表面形成减薄窗口，刻蚀加工至所述单晶硅基底的上表面、下表面相交为止。