一种硅基MEMS微半球阵列的制备方法与流程

本发明属于微机械工艺制造领域，尤其涉及一种硅基mems微半球阵列的制备方法。

技术背景

微机电(mems)技术在生活中的地位愈来愈重要，不论是在汽车、工业、医疗或军事上需要用到此类精密的元器件，在信息、通讯和消费性电子等大众的市场，也可以看到快速增长的mems应用。mems制造工艺是下至纳米尺度，上至毫米尺度微结构加工工艺的通称。广义上的mems制造工艺，方式十分丰富，几乎涉及了各种现代加工技术。起源于半导体和微电子工艺，以光刻、外延、薄膜淀积、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、刻蚀、划片和封装等为基本工艺步骤来制造复杂三维形体的微加工技术。

但是目前主流的三维结构加工如制备探针、悬臂梁、v形槽和薄膜等微结构主要是利用湿法各向异性腐蚀，根据腐蚀液对多晶硅的各个晶向腐蚀速率不一样而制成，局限性非常明显，而本发明则实现了对多晶硅进行曲面加工，制备出微半球阵列结构，且设备简单，可批量生产，方法新颖且高效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种硅基mems微半球阵列的制备方法，制备方法新颖且高效。

本发明的实施案例是这样实现的：一种硅基mems微半球阵列的制备方法，其特征在于：所述的制备方法是首先将氧化好的硅片进行第一次光刻，并用缓冲氢氟酸去掉局部二氧化硅得到光刻硅片一号；然后将光刻硅片一号放入恒温腐蚀液中，进行第一次腐蚀得到腐蚀硅片一号；再把腐蚀硅片一号进行第二次光刻，并用缓冲氢氟酸局部去掉二氧化硅得到光刻硅片二号；再然后将光刻硅片二号放入恒温腐蚀液中进行第二次腐蚀得到腐蚀硅片二号；再将腐蚀硅片二号进行第三次光刻，并用缓冲氢氟酸局部去掉二氧化硅得到光刻硅片三号；然后将光刻硅片三号放入恒温腐蚀液中进行第三次腐蚀，得到腐蚀硅片三号；最后将腐蚀硅片三号用缓冲氢氟酸去掉全部二氧化硅，再放入恒温腐蚀液中进行第四次腐蚀得到最终的微半球阵列。

所述的一种硅基mems微半球阵列的制备方法，其特征在于：所述的第一次光刻是将掩膜板上直径为50微米，间隔为50微米的阵列圆形转移到氧化好的硅片上。

所述的缓冲氢氟酸是按照3ml氢氟酸∶6g氟化铵∶10ml水的比例配制而成的。

所述的恒温腐蚀液是1％的tritonx-100的25％四甲基氢氧化铵水溶液；恒温温度是70度。

所述的第一次腐蚀时间是40分钟；第二次腐蚀时间是35分钟；第三次腐蚀时间是28分钟；第四次腐蚀时间是18分钟。

所述的第二次光刻是将掩膜板上直径为30微米间隔为50微米的阵列圆形转移到腐蚀硅片一号上。

所述的第三次光刻是将掩膜板上直径为10微米间隔为50微米的阵列圆形转移到腐蚀硅片二号上。

由于采用上述方案，本发明具有制备方法新颖且高效的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

图1是该硅基mems微半球阵列的制备方法的氧化好的硅片侧视图。

图2是该硅基mems微半球阵列的制备方法的光刻硅片一号侧视图。

图3是该硅基mems微半球阵列的制备方法的光刻硅片一号剖面图。

图4是该硅基mems微半球阵列的制备方法的腐蚀硅片一号剖面图。

图5是该硅基mems微半球阵列的制备方法的光刻硅片二号剖面图。

图6是该硅基mems微半球阵列的制备方法的腐蚀硅片二号剖面图。

图7是该硅基mems微半球阵列的制备方法的光刻硅片三号剖面图。

图8是该硅基mems微半球阵列的制备方法的腐蚀硅片三号剖面图。

图9是该硅基mems微半球阵列的制备方法的硅基mems微半球阵列侧视图。

图10是该硅基mems微半球阵列的制备方法的制备流程图。

具体实施方式

一种硅基mems微半球阵列的制备方法，其特征在于：所述的制备方法是首先将氧化好的硅片图1进行第一次光刻并用缓冲氢氟酸局部去掉二氧化硅得到光刻硅片一号图3，然后将光刻硅片一号图3放入恒温腐蚀液中进行第一次腐蚀得到腐蚀硅片一号图4，再把腐蚀硅片一号图4进行第二次光刻并用缓冲氢氟酸局部去掉二氧化硅得到光刻硅片二号图5，再然后将光刻硅片二号图5放入恒温腐蚀液中进行第二次腐蚀得到腐蚀硅片二号图6，再将腐蚀硅片二号图6进行第三次光刻并用缓冲氢氟酸局部去掉二氧化硅得到光刻硅片三号图7，然后将光刻硅片三号图7放入恒温腐蚀液中进行第三次腐蚀得到腐蚀硅片三号图8，最后将腐蚀硅片三号图8用缓冲氢氟酸全部去掉二氧化硅再放入恒温腐蚀液中进行第四次腐蚀得到最终的硅基mems微半球阵列图9。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种硅基MEMS微半球阵列的制备方法，其特征是：所述的制备方法是先将氧化好的硅片进行第一次光刻用缓冲氢氟酸局部去掉二氧化硅得到光刻硅片一号，然后将光刻硅片一号放入恒温腐蚀液中进行第一次腐蚀得到腐蚀硅片一号，再把腐蚀硅片一号进行第二次光刻用缓冲氢氟酸局部去掉二氧化硅得到光刻硅片二号，再将光刻硅片二号放入恒温腐蚀液中进行第二次腐蚀得到腐蚀硅片二号，再将腐蚀硅片二号进行第三次光刻用缓冲氢氟酸局部去掉二氧化硅得到光刻硅片三号，然后将光刻硅片三号放入恒温腐蚀液中进行第三次腐蚀得到腐蚀硅片三号，最后将腐蚀硅片三号用缓冲氢氟酸全部去掉二氧化硅放入恒温腐蚀液中进行第四次腐蚀得到最终的硅基MEMS微半球阵列，本制备方法新颖且高效。

技术研发人员：马铁英;吴宝健;金晶
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2018.02.02
技术公布日：2018.08.24