一种微通道加工方法、微通道与流程

本发明涉及加工领域，更具体地，涉及一种微通道的加工方法，以及通过上述方法制得的微通道。

背景技术

微通道，顾名思义，就是形成一个或者多个微细的通道，供液体或者气体在其内部流通，微通道的尺寸通常在微米级至纳米级范围内。通过微通道可以控制液体或气体的流入或者流出，可应用于医疗注入、喷头、环境控制等精密领域。

传统的机加工或者激光加工的方式已经远远不能满足微通道的制作；而且有的微通道并不是直线型，其具有弯曲的弧度，加工难度大。现有微加工的方法通常是在基底上形成微通道，之后通过键合或者粘贴的方式在基底上设置一盖板。这种方式形成的微通道，盖板与基底之间要么是配合不严密，会造成气体或者液体从微通道中泄露到盖板与基底的结合面中；要么是在贴合的时候，胶会流入到微通道中，造成阻塞的问题。

鉴于上述种种原因，现有微加工的方式严重制约了微通道的小型化发展。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种微通道加工方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种微通道加工方法，包括以下步骤：

步骤s10：在衬底上形成微沟道，所述微沟道贯通衬底的两侧；

步骤s20：在微沟道中沉积牺牲层，所述牺牲层的上端将微沟道的开口封闭住，牺牲层的内部形成空隙；

步骤s30：在衬底上沉积覆盖层，所述覆盖层覆盖在衬底以及微沟道、牺牲层的上方；

步骤s40：通过空隙将牺牲层腐蚀掉。

可选的是，所述衬底为硅衬底。

可选的是，在步骤s10中，所述衬底经过光刻或者蚀刻形成微沟道。

可选的是，在步骤s20中，在衬底的表面上沉积牺牲层；在微沟道的位置，所述牺牲层的上端将微沟道的开口封闭住，且在牺牲层的内部形成空隙；之后将衬底上相应位置的牺牲层去除掉。

可选的是，位于微沟道中牺牲层的上端面低于微沟道的上端面；所述覆盖层沉积到部分微沟道中。

可选的是，位于微沟道中牺牲层的上端面高于微沟道的上端面，或者与微沟道的上端面齐平。

可选的是，所述牺牲层采用二氧化硅。

可选的是，所述覆盖层采用多晶硅。

可选的是，步骤s40中，利用湿法或者气体蚀刻，透过空隙将覆盖层下方的牺牲层去除。

根据本发明的另一方面，还提供了一种使用上述加工方法制得的微通道。

本发明微通道的加工方法，可以使覆盖层与衬底上除微沟道以外的位置良好地结合在一起，避免了传统键合带来的泄露问题，以及传统贴合带来的微沟道阻塞问题，保证了微沟道的小型化发展。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明微通道加工方法的工艺流程图。

图2至图6是根据本发明其中一个实施例的加工微通道的过程。

图7是本发明微通道的上视图(topviewplot)。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面参照附图来描述本发明的实施例和例子。

图1示出了根据本发明的微通道加工方法的一个示意性实施例的流程图。

如图1所示，在步骤s10，在衬底上形成微沟道，所述微沟道贯通衬底的两侧。

本发明的衬底可以采用单晶硅、sic或者本领域技术人员所熟知的其它衬底。可通过半导体工艺在衬底的表面形成微沟道，例如本领域技术人员所熟知的光刻、蚀刻技术。

微沟道的尺寸可以是微米级至纳米级范围内，这对于微加工工艺而言是可以轻易实现的。微沟道可以是直线型，也可以是折线形、曲线形或者其它形状，其两端贯通至衬底的两侧，使得微沟道的两端露出。例如贯通至衬底相对的两侧，也可以是其它任意的两侧。

在此需要注意的是，此处的“贯通至衬底的两侧”也包括贯通衬底同一侧壁的方案。

在步骤s20中，在微沟道中沉积牺牲层，所述牺牲层的上端将微沟道的开口封闭住，且在牺牲层的内部形成空隙；

牺牲层可以采用本领域技术人员所熟知的二氧化硅材质。将牺牲层沉积到微沟道中，并使牺牲层将微沟道的开口封闭住。由于微沟道的尺寸较小，牺牲层来不及将整个微沟道填满，就会将微沟道的开口端封闭住，从而会在牺牲层内形成空隙。该空隙沿着微沟道的走向延伸，且贯通衬底的两侧。

另外，还可以通过控制微沟道的深度来保证空隙的形成。例如选择较大深度的微沟道，牺牲层在形成的过程中，来不及将微沟道填满就会将其开口封闭住，从而在牺牲层内形成空隙。

在一个例子中，在整个衬底的表面上沉积牺牲层，在微沟道的位置，所述牺牲层的上端将微沟道的开口封闭住，且在牺牲层的内部形成空隙。后续可以通过光刻或者本领域技术人员所熟知的其它方式将衬底上相应位置的牺牲层去除掉，只保留微沟道位置的牺牲层。

在步骤s30中，在衬底上沉积覆盖层，所述覆盖层覆盖在衬底以及微沟道、牺牲层的上方。

覆盖层采用多晶硅或者本领域技术人员所熟知的材质，通过将覆盖层沉积在衬底上，使得该覆盖层可以与衬底很好地结合在一起，并将微沟道、牺牲层覆盖住。

在步骤s40中，通过空隙将牺牲层腐蚀掉。

微沟道以及位于微沟道中的牺牲层被覆盖层所包围，因此可通过侧壁外露的空隙将微沟道中的牺牲层腐蚀掉，从而将微沟道暴露出来。

例如可以利用湿法或者气体蚀刻，透过空隙将覆盖层下方的牺牲层去除。

本发明微沟道的加工方法，可以使覆盖层与衬底上除微沟道以外的位置良好地结合在一起，避免了传统键合带来的泄露问题，以及传统贴合带来的微沟道阻塞问题，保证了微沟道的小型化发展。

根据本发明的一个实施例，在步骤s20中，位于微沟道中牺牲层的上端面高于微沟道的上端面。此时，沉积在衬底1上的覆盖层就会在微沟道的位置形成一个上凸的结构。当后续牺牲层被蚀刻掉后，覆盖层底端形成的凹槽会共同参与围成微沟道。

根据本发明的一个实施例，在步骤s20中，位于微沟道中牺牲层的上端面与微沟道的上端面齐平，此时，沉积在衬底1上的覆盖层整个都是平的。当后续牺牲层被蚀刻掉后，覆盖层平整的底端将微沟道覆盖住。

根据本发明的一个实施例，在步骤s20中，位于微沟道中牺牲层的上端面低于微沟道的上端面。这就使得在沉积覆盖层的时候，位于微沟道位置的部分覆盖层会延伸到微沟道中，形成下凹的结构。当后续牺牲层被蚀刻掉后，部分覆盖层会占用微沟道的容积，从而可以减小微沟道的容积，从而可以将微沟道做的更小。

下面参照图2至图6描述根据本发明微通道加工方法的一个具体的例子。

如图2所示，在例如晶圆的衬底1表面上形成微沟道2。在半导体加工工艺中，例如可通过本领域技术人员所熟知的光罩及刻蚀的技术，将微沟道图案以及深度刻蚀形成在衬底1的表面。

微沟道2的数量及形状根据需要而定，图2示出了三条微沟道2的实施例。该三条微沟道2均贯通衬底1的两侧。

参考图3，在衬底1的表面上沉积牺牲层3。在微沟道2的位置，牺牲层3的上端将微沟道2的开口封闭住，且在牺牲层3的内部形成空隙4。

牺牲层3的材质可以选用二氧化硅，可通过沉积或者本领域技术人员所熟知的方式在衬底1的表面沉积牺牲层。可以通过控制微沟道2的深度以及牺牲层3的厚度，使牺牲层3将微沟道2的开口封闭住，形成封闭段5。在牺牲层3的内部形成了空隙4，该空隙4沿着微沟道2的走向延伸，且从衬底1相应的两侧露出。

在此，需要注意的是，微沟道2中牺牲层3的上端面可以与微沟道2的上端面齐平，也可以高于或者低于微沟道2的上端面，在此不再具体说明。

参考图3，通过光刻或者本领域技术人员所熟知的其它方式将衬底1上相应位置的牺牲层3去除掉，只保留微沟道2位置的牺牲层3。将衬底1相应位置的牺牲层3蚀刻掉后，使得衬底1相应位置的表面裸露出来，便于后续覆盖层的结合。

参考图4，在衬底1的表面沉积覆盖层6，该覆盖层可以选用多晶硅或者本领域技术人员所熟知的其它材质。覆盖层6沉积在衬底1的表面以及微沟道2位置的牺牲层3上，从而使得覆盖层6与衬底1结合在一起，并将微沟道2以及位于微沟道2内的牺牲层3覆盖住。

参考图5，通过空隙4将微沟道2中的牺牲层3去除，从而将微沟道2掏空。空隙4的两端均裸露在外，使得可以利用湿法或者气体蚀刻，透过空隙将覆盖层6下方的牺牲层去除，从而得到本发明的微沟道，参考图6。

根据本发明加工方法获得的微通道，衬底与覆盖层之间结合紧密，不会出现泄漏或者阻塞微沟道的问题，保证了微沟道的小型化发展。

本发明还包括一种装置。该装置包含至少一个上述的微通道。例如，该装置可以是注射器或者喷头等。图7示出了本发明微通道的上视图(topviewplot)。参考图7，微沟道2本体在衬底1内按照既定的形状延伸，微沟道2的两个端头20、21均从衬底1上露出。虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。