[发明专利]硅基四棱台状微型通孔阵列、其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种硅基四棱台状微型通孔阵列及其制备方法和应用，与常规的硅基微型通孔需要激光打孔技术串行操作、激光按照轨迹扫描不同，本方法通过光刻及干法刻蚀工艺加工孔阵列是并行的，可以同时加工出阵列中所有的孔，加工效率高，孔与孔之间的相对位置及孔型精确可控。

技术领域

本发明属于材料加工领域，具体涉及一种硅基四棱台状微型通孔阵列，及其制备方法和应用。

背景技术

激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术，已经广泛应用于各种材料体系。硅基片微型通孔是指贯穿硅片的孔径在微米量级，是微机电系统和半导体器件加工的基础工序之一，尤其针对当前器件尺寸的微型化、元件的高密度化和系统的高集成度化，微型通孔在传导信号方面更有其用武之地。通过激光打孔技术得到的硅基微型通孔已经在微电子集成、光电子集成、太阳能电池以及半导体领域的穿孔电极等各个领域广泛应用。但激光打孔是串行操作，一般是利用脉冲激光，靠热效应将孔烧蚀而成，对于大规模的孔阵列加工，其效率较低。另外，其加工出的孔通常是圆锥形的，更重要的是对于孔与孔之间相对位置的精确度完全靠进给机构保证，在孔阵列加工时易产生累积误差。硅基片微型通孔孔型和孔阵列不仅可以应用在微电子集成、光电子集成、太阳能电池以及半导体领域的穿孔电极等领域，还可以应用于微纳流体力学、过滤、微喷嘴、生物芯片以及导散热器件等领域，本发明提供了一种方法可以在硅片上制备四棱台状微型通孔阵列。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种硅基四棱台状微型通孔阵列，以及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种硅基四棱台状微型通孔阵列，所述硅基为硅片，所述四棱台状微型通孔呈间隔阵列排布；

优选地，所述硅片的厚度为190μm～210μm，最优选为200μm；

更优选地，所述四棱台状微型通孔的间隔为50～200μm，优选为50～100μm，最优选为60μm。

本发明的第二方面提供了第一方面所述的微型通孔阵列的制备方法，该制备方法可以包括以下步骤：

(1)制作掩膜版；

(2)选择硅片基片；

(3)硅片一面涂胶、曝光、显影；

(4)坚膜；

(5)硅片另一面涂胶、曝光、显影；

(6)坚膜；

(7)通过感应耦合等离子体反应离子刻蚀技术进行双面刻蚀；

(8)去胶。

根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(1)中，所述掩膜版选自以下一种或多种：铬版、菲林阴片，优选为铬版。

根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(2)中，所述硅片基片的为双面抛光。

根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(3)中，所述胶为正性光刻胶，所述硅片的涂胶的厚度为3.5μm，优选地，对涂胶后的硅片进行烘干，所述烘干温度为80～120℃，优选为100℃，所述烘干时间为2～10min，优选为5min；

所述曝光条件为紫外光，所述曝光时间为10～20s，优选为16s；

所述显影时间为1～5min，优选为2min；

优选地，对显影后的硅片用去离子水冲洗后再使用氮气吹干。

根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(4)和步骤(6)中，所述坚膜温度为100～250℃，优选为180℃；所述坚膜时间为10min～30min，优选为10min。