CN110203877B 基于硅纳米线阵列的微富集器芯片及制备方法 （中国科学院上海微系统与信息技术研究所）

U,2020.06.23A,2008.06.04A,2017.11.14U,2018.07.17A,2011.04.20基于硅纳米线阵列的微富集器芯片及制备本发明提供基于硅纳米线阵列的微富集器在凹槽结构形成的腔体内设计嵌套设置的微柱在腔体内表面构筑一层高比面积的硅纳米线阵2于所述衬底中制备若干个微柱结构，所述微柱结构于所述衬底中制备至少两个微流控端口，所述微流控于所述盖板远离所述衬底的一侧以及所述衬底远离所述盖板的一侧中的至少一者上所述硅纳米线阵列层形成于所述凹槽结构内表面以及所述微柱结4）提供容置装置，并向容置装置里加入65-70%硝酸溶液，将硅衬底放入里面浸泡8-3基于形成于所述衬底上的图形化掩膜层制备所述凹槽结构及所述微若干个微柱结构，形成于所述衬底上并位于所述凹槽结构中加热电阻及测温电阻，所述加热电阻及所述测温电阻位于4[0002]富集是一种重要的分析技术。富集器是气体分析仪器(如气相色谱仪、离子迁移大。而基于MEMS(Micro-electro-mechanicalsystems)技术的硅基微富集器由于死体积及所述第二延伸部围成一具有开口的空间区域，相邻所述微柱结构基于所述开口嵌套设[0009]于所述衬底中制备至少两个微流控端口，所述微流控端口与所述凹槽结构相连5[0013]作为本发明的一种可选方案，将所述盖板制备于所述衬底上的方式包括阳极键微柱结构的所述第一延伸部与所述第二延伸部的穿插设置实现所述微柱结构的所述嵌套表面制备硅纳米线阵列。6微柱结构的所述第一延伸部与所述第二延伸部的穿插设置实现所述微柱结构的所述嵌套[0036]作为本发明的一种可选方案，所述第一延伸部及所述第二延伸部构成U型的所述[0039]图1显示为本发明基于硅纳米线阵列的硅基微基于硅纳米线阵列的微富集器芯片[0040]图2–图8为实施例一的一种基于硅纳米线阵列的硅基微基于硅纳米线阵列的微富7[0048]图9(a)硅基微基于硅纳米线阵列的微富集器芯片的扫描电镜照片；(b)在硅基微[0049]图10-11为实施例二的一种基于硅纳米线阵列的硅基微基于硅纳米线阵列的微富发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数8[0073]于所述衬底100中制备若干个微柱结构102，所述微柱结构102位于所述凹槽结构101中，所述微柱结构102包括依次连接的第一延伸部102a、连接部102b以及第二延伸部[0074]于所述衬底100中制备至少两个微流控端口103，所述微流控端口103与所述凹槽结构102为例，可以是其左侧的所述微柱结构102的第二延伸部102c自参考微柱结构102的[0081]作为示例，所述凹槽结构101的形状包括椭圆形及中间呈方形且两端呈弧形的结9的所述第一延伸部102a与所述第二延伸部102c的穿插设置实现所述微柱结构102的所述嵌[0085]作为示例，所述第一延伸部102a及所述第二延伸部102c构成U型的所述微柱结构方形的长介于80μm-480μm之间；相邻所述微柱结构102之间的间距介于5μm-80μm之间。其柱结构102的第二延伸部102c的相对的两个表面嵌套U型微柱阵列一方面由于微柱均匀分布，气体可在U型微柱的间隙均匀流动(气体流路一侧以及所述衬底100远离所述盖板106的一侧中的至少一者上制备加热电阻109及测温电述加热电阻109及所述测温电阻110的结构的表面沉积金属材料层107，并于所述金属材料[0092]在一示例中，在所述盖板106远离所述衬底100的一侧设置所述加热电阻109和所[0095]具体的，在一示例中，还包括至少于所述微柱结构102的表面制备纳米线阵列层所述微柱结构102的所述衬底100放在氢氟酸溶液中浸泡10mi口103的硅衬底100上采用金属辅助化学刻蚀(Metal-AssistedChemicalEtching,MACE)加入100mL加入浓度为40％的氢氟酸溶液，将形成有所述微柱结构102的所述衬底100放在氢氟酸溶液中浸泡10min后取出；(b)在500mL容量的烧杯里加入20mL的40％氢氟酸溶液和凹槽结构101内表面的硅纳米线阵列层105上，还形成在所述微柱结构102表面的硅纳米线述硅纳米线阵列层105表面形成所述吸附述加热电极及所述测温电阻110，且在划片得到硅基微基于硅纳米线阵列的微富集器芯片硅纳米线阵列的微富集器芯片的腔体内涂覆吸附材结构102为例，可以是其左侧的所述微柱结构102的第二延伸部102c自参考微柱结构102的[0120]作为示例，所述凹槽结构101的形状包括椭圆形及中间呈方形且两端呈弧形的结的所述第一延伸部102a与所述第二延伸部102c的穿插设置实现所述微柱结构102的所述嵌[0124]作为示例，所述第一延伸部102a及所述第二延伸部102c构成U型的所述微柱结构方形的长介于80μm-480μm之间；相邻所述微柱结构102之间的间距介于5μm-80μm之间。其柱结构102的第二延伸部102c的相对的两个表面[0127]作为示例，所述基于硅纳米线阵列的微富集器芯片还包括加热电阻109及测温电侧以及所述衬底100远离所述盖板106的一109和所述测温电阻110，在所述衬底100远离所述盖板106的一侧也设置所述加热电阻109述硅纳米线阵列层105至少位于所述微柱结构1原来的硅表面相比硅纳米线阵列能承载更多刻蚀/腐蚀金属层得到加热电阻109和测温电阻110，划片得到硅基微基于硅纳米线阵列的