本發(fā)明涉及集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種任意三維微結(jié)構(gòu)的加工方法。

背景技術(shù)：

微結(jié)構(gòu)廣泛存在于微流控芯片、生物芯片及微電子器件中，常用于控制各類型的化學(xué)反應(yīng)、篩選異常細(xì)胞、基因檢測(cè)、電學(xué)通道等各類重要應(yīng)用場(chǎng)合。其中，微流控芯片因其微型、快速、高效、集成、自動(dòng)、節(jié)能以及試劑耗費(fèi)量低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于包括生命科學(xué)、分析化學(xué)、醫(yī)學(xué)化驗(yàn)、食品衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多種領(lǐng)域。但是，由于精確檢測(cè)、控制反應(yīng)等功能的需要，往往需要形狀較為復(fù)雜的三維微結(jié)構(gòu)，對(duì)微結(jié)構(gòu)的形狀及表面的質(zhì)量要求也極高。

目前制作復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)的加工方法主要包括：電子束光刻、光刻電鑄(LIGA)、二元光學(xué)技術(shù)、三束直寫(xiě)技術(shù)(電子束、聚焦離子束、激光束)。然而，電子束光刻或LIGA技術(shù)都需要三層光刻膠技術(shù)、反應(yīng)離子束刻蝕技術(shù)、電鑄技術(shù)相結(jié)合。其加工工藝復(fù)雜，加工設(shè)備昂貴。二元光學(xué)技術(shù)面臨多次掩模套刻和對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，加工過(guò)程復(fù)雜。三束直寫(xiě)技術(shù)屬于逐點(diǎn)加工技術(shù)，加工效率低且成本高，不適合批量加工。同時(shí)目前利用光刻技術(shù)加工得到的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)都是屬于二進(jìn)制的準(zhǔn)三維結(jié)構(gòu)(2.5維)，都是由一系列臺(tái)階組成的近似連續(xù)曲面。適用于加工連續(xù)曲面的灰度掩模技術(shù)需要對(duì)掩模進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)，同時(shí)加以復(fù)雜的甩膠和曝光過(guò)程。如專利ZL201210110238.0、專利ZL201110007738.7以及專利ZL201110193072.9等，在高聚物中普遍采用的是利用多片二維表面刻畫(huà)溝槽的有機(jī)玻璃相鍵合制作的偽三維結(jié)構(gòu)，直接在有機(jī)玻璃種直寫(xiě)制作三維微結(jié)構(gòu)存在很大工藝難度。因此，亟需設(shè)計(jì)一種任意三維微結(jié)構(gòu)的加工新方法。

金屬輔助化學(xué)刻蝕工藝，通過(guò)貴金屬納米粒子的催化，在氫氟酸和氧化劑(過(guò)氧化氫、硝酸鐵、高錳酸鉀等)的混合溶液中刻蝕硅或者III-V族半導(dǎo)體材料，從而在體硅或者III-V族半導(dǎo)體材料深處形成與重金屬顆粒直徑和密度相當(dāng)?shù)拇笊顝奖鹊奈⒖?。然而，目前仍沒(méi)有可利用金屬輔助化學(xué)刻蝕工藝加工得到任意三維微結(jié)構(gòu)的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種任意三維微結(jié)構(gòu)的加工方法，實(shí)現(xiàn)了在加工件上可形成任意規(guī)則的復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)，其操作簡(jiǎn)單且成本低廉。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種任意三維微結(jié)構(gòu)的加工方法，包括如下步驟：

(1)將硅或III-V族半導(dǎo)體材料的工件進(jìn)行清洗，然后干燥待用；

(2)在步驟(1)得到的工件襯底上旋涂一層光刻膠，烘干，加蓋所需微結(jié)構(gòu)形狀的掩膜板，并放在光刻機(jī)中進(jìn)行曝光，曝光的光刻膠經(jīng)過(guò)顯影去除；然后，通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕去除殘留的曝光的光刻膠；接著，在工件襯底上表面分別蒸鍍鈦(Ti)和金(Au)層，由于未曝光的光刻膠起到了掩模的作用，因此可在工件上產(chǎn)生具有所需微結(jié)構(gòu)形狀的金屬層；

(3)根據(jù)所需成形的三維微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刻蝕路線，將刻蝕路線各段分別映射到沿x、y、z軸三個(gè)方向；根據(jù)不同的刻蝕轉(zhuǎn)向角度配置相應(yīng)的刻蝕液，所述刻蝕液可沿著所述工件的某一晶向進(jìn)行刻蝕，形成相應(yīng)的孔道；

(4)將所述工件放入對(duì)應(yīng)起始角度的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，通過(guò)刻蝕時(shí)間控制刻蝕長(zhǎng)度，以此確定轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)；

(5)將工件取出，經(jīng)過(guò)清洗干燥處理后，浸入預(yù)設(shè)刻蝕轉(zhuǎn)向角度對(duì)應(yīng)的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，通過(guò)刻蝕時(shí)間控制刻蝕長(zhǎng)度，以此確定轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)；刻蝕后進(jìn)行清洗干燥處理；

若需要多個(gè)轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)，則重復(fù)步驟(4)和步驟(5)。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述刻蝕液的組分包括：氫氟酸、氧化劑、水和添加劑，其通過(guò)改變添加劑的材質(zhì)和用量來(lái)控制所述刻蝕液對(duì)工件的刻蝕角度。

進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(1)中的所述清洗為將工件置于濃硫酸和過(guò)氧化氫的混合熱溶液中，并用去離子水沖洗；所述濃硫酸與過(guò)氧化氫的配比為1:1，所述混合熱溶液的溫度為20-70℃；所述干燥為采用氮?dú)膺M(jìn)行干燥。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述加工件被刻蝕的速度為0.5-5μm/min。

進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(5)中所述清洗干燥處理為取出刻蝕完成后的工件采用去離子水沖洗干凈和采用氮?dú)鈦?lái)吹干。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述刻蝕液保存于密閉容器中，所述密閉容器為聚四氟乙烯容器。

進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(2)中的所述光刻膠的旋涂厚度為350～450nm。

一種單晶硅的任意三維微結(jié)構(gòu)的加工方法，包括如此步驟：

(1)將單晶硅的工件進(jìn)行清洗，然后干燥待用；

(2)在步驟(1)得到的工件襯底上旋涂一層光刻膠，烘干，加蓋所需微結(jié)構(gòu)形狀的掩膜板，并放在光刻機(jī)中進(jìn)行曝光，曝光的光刻膠經(jīng)過(guò)顯影去除；然后，通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕去除殘留的曝光的光刻膠；接著，在工件襯底上表面分別蒸鍍鈦(Ti)和金(Au)層，由于未曝光的光刻膠起到了掩模的作用，因此可在工件上產(chǎn)生具有所需微結(jié)構(gòu)形狀的金屬層；

(3)根據(jù)所需成形的三維微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刻蝕路線，將刻蝕路線各段分別映射到沿x、y、z軸三個(gè)方向；根據(jù)不同的刻蝕轉(zhuǎn)向角度配置相應(yīng)的刻蝕液，所述刻蝕液可沿著所述工件的某一晶向進(jìn)行刻蝕，形成相應(yīng)的孔道；所述刻蝕液的組分包括氫氟酸、氧化劑、水，以及不同比例的添加劑，其通過(guò)改變添加劑的材質(zhì)和用量來(lái)控制所述刻蝕液對(duì)工件刻蝕的轉(zhuǎn)向角度；

(4)將所述工件放入對(duì)應(yīng)起始角度的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，通過(guò)刻蝕時(shí)間控制刻蝕長(zhǎng)度，以此確定轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)；

(5)將工件取出，經(jīng)過(guò)清洗干燥處理后，浸入預(yù)設(shè)刻蝕轉(zhuǎn)向角度對(duì)應(yīng)的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，通過(guò)刻蝕時(shí)間控制刻蝕長(zhǎng)度，以此確定轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)；刻蝕后進(jìn)行清洗干燥處理；

若需要多個(gè)轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)，則重復(fù)步驟(4)和步驟(5)。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述添加劑包括乙醇、乙二醇和丙三醇中的任意一種。

本發(fā)明的有益效果：在前處理中以貴金屬粒子作為催化劑，根據(jù)所需要成形的三維微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刻蝕路線，將刻蝕路線各段分別映射到沿x、y、z軸三個(gè)方向，再根據(jù)所需要成形的三維微結(jié)構(gòu)和不同的刻蝕轉(zhuǎn)向角度，設(shè)計(jì)刻蝕液的成分和比例來(lái)控制刻蝕液的粘度與表面張力，從而控制金屬粒子催化劑與加工件的接觸位置與刻蝕方向；并通過(guò)控制刻蝕液的更換次數(shù)來(lái)控制轉(zhuǎn)向次數(shù)、通過(guò)控制每次的刻蝕時(shí)間來(lái)控制每段微結(jié)構(gòu)形狀，在混合溶液的作用下去除特定位置的材料，從而加工出所需的任意的三維微結(jié)構(gòu)。該方法避開(kāi)了常規(guī)思維，通過(guò)改變刻蝕液中的成分和比例，巧妙且簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了三維微結(jié)構(gòu)的制作，操作簡(jiǎn)單，成本低，適應(yīng)于任意規(guī)則的復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)；能夠適用于微流控芯片、生物芯片及微電子器件，可用于大批量生產(chǎn)，具有較大的推廣空間。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的顯影后在硅表面形成的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蒸鍍后在硅表面形成的貴金屬層的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的去除光刻膠后硅表面貴金屬層的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的去除光刻膠后硅表面貴金屬層的俯視圖；

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單晶硅塊件與刻蝕液A反應(yīng)后獲得塊件橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單晶硅塊件與刻蝕液B₁反應(yīng)后獲得塊件橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單晶硅塊件與刻蝕液A反應(yīng)后獲得塊件橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單晶硅塊件與刻蝕液B₂反應(yīng)后獲得塊件橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單晶硅塊件與刻蝕液A反應(yīng)后獲得塊件橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單晶硅塊件獲得的三維結(jié)構(gòu)微通道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的去除光刻膠后硅表面貴金屬層的俯視圖；

圖12是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單晶硅塊件獲得的三維微溝槽通道的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-單晶硅塊件；2-光刻膠；3-貴金屬催化粒子。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

一種任意三維微結(jié)構(gòu)的加工方法，包括如下步驟：

(1)將硅或III-V族半導(dǎo)體材料的工件進(jìn)行清洗，然后干燥待用；

(2)在步驟(1)得到的工件襯底上旋涂一層光刻膠，烘干，加蓋所需微結(jié)構(gòu)形狀的掩膜板，并放在光刻機(jī)中進(jìn)行曝光，曝光的光刻膠經(jīng)過(guò)顯影去除；然后，通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕去除殘留的曝光的光刻膠；接著，在工件襯底上表面分別蒸鍍鈦(Ti)和金(Au)層，由于未曝光的光刻膠起到了掩模的作用，因此可在工件上產(chǎn)生具有所需微結(jié)構(gòu)形狀的金屬層；

(3)根據(jù)所需成形的三維微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刻蝕路線，將刻蝕路線各段分別映射到沿x、y、z軸三個(gè)方向；根據(jù)不同的刻蝕轉(zhuǎn)向角度配置相應(yīng)的刻蝕液，所述刻蝕液可沿著所述工件的某一晶向進(jìn)行刻蝕，形成相應(yīng)的孔道；

(4)將所述工件放入對(duì)應(yīng)起始角度的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，通過(guò)刻蝕時(shí)間控制刻蝕長(zhǎng)度，以此確定轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)；

(5)將工件取出，經(jīng)過(guò)清洗干燥處理后，浸入預(yù)設(shè)刻蝕轉(zhuǎn)向角度對(duì)應(yīng)的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，通過(guò)刻蝕時(shí)間控制刻蝕長(zhǎng)度，以此確定轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)；刻蝕后進(jìn)行清洗干燥處理；

若需要多個(gè)轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)，則重復(fù)步驟(4)和步驟(5)。

本發(fā)明提出的一種任意三維微結(jié)構(gòu)的加工方法，其中在前處理中以貴金屬粒子作為催化劑，根據(jù)所需要成形的三維微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刻蝕路線，將刻蝕路線各段分別映射到沿x、y、z軸三個(gè)方向，再根據(jù)所需要成形的三維微結(jié)構(gòu)和不同的刻蝕轉(zhuǎn)向角度，設(shè)計(jì)刻蝕液的成分和比例來(lái)控制刻蝕液的粘度與表面張力，從而控制金屬粒子催化劑與加工件的接觸位置與刻蝕方向；并通過(guò)控制刻蝕液的更換次數(shù)來(lái)控制轉(zhuǎn)向次數(shù)、通過(guò)控制每次的刻蝕時(shí)間來(lái)控制每段微結(jié)構(gòu)形狀，在混合溶液的作用下去除特定位置的材料，從而加工出所需的任意的三維微結(jié)構(gòu)。該方法避開(kāi)了常規(guī)思維，通過(guò)改變刻蝕液中的成分和比例，巧妙且簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了三維微結(jié)構(gòu)的制作，操作簡(jiǎn)單，成本低，適應(yīng)于任意規(guī)則的復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)；能夠適用于微流控芯片、生物芯片及微電子器件，可用于大批量生產(chǎn)，具有較大的推廣空間。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述刻蝕液的組分包括：氫氟酸、氧化劑、水和添加劑，其通過(guò)改變添加劑的材質(zhì)和用量來(lái)控制所述刻蝕液對(duì)工件的刻蝕角度。所述刻蝕液控制折點(diǎn)納米線的轉(zhuǎn)向角度的大小，是主要通過(guò)改變所述刻蝕液中的添加劑的成分和比例，來(lái)控制刻蝕液的粘度與表面張力，即根據(jù)所需轉(zhuǎn)向角度決定刻蝕液的配方，從而達(dá)到有效控制轉(zhuǎn)向角度的大小。

進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(1)中的所述清洗為將工件置于濃硫酸和過(guò)氧化氫的混合熱溶液中，并用去離子水沖洗；所述濃硫酸與過(guò)氧化氫的配比為1:1，所述混合熱溶液的溫度為20-70℃；所述干燥為采用氮?dú)膺M(jìn)行干燥。所述濃硫酸和過(guò)氧化氫的混合熱溶液中的濃硫酸與過(guò)氧化氫按照1:1進(jìn)行配比，能夠保證工件表面氧化物充分去除，避免殘留的雜質(zhì)對(duì)刻蝕效果的影響。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述加工件被刻蝕的速度為0.5-5μm/min。將所需形成的各段微結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度除以其加工件被腐蝕速度，則可獲得腐蝕時(shí)間；所述加工件的被腐蝕速度是由化學(xué)反應(yīng)控制的，優(yōu)選其被刻蝕的速度為0.5-5μm/min，從而由此可計(jì)算出各道刻蝕工序的作用時(shí)間。

進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(5)中所述清洗干燥處理為取出刻蝕完成后的工件采用去離子水沖洗干凈和采用氮?dú)鈦?lái)吹干。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述刻蝕液保存于密閉容器中，所述密閉容器為聚四氟乙烯容器。為了防止刻蝕液中所述氫氟酸揮發(fā)而使其濃度改變，因此所述刻蝕液需要用密閉容器盛裝，而聚四氟乙烯容器具有耐腐蝕性能好，可使所述刻蝕液更好地存儲(chǔ)備用。

進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(2)中的所述光刻膠的旋涂厚度為350～450nm。

一種單晶硅的任意三維微結(jié)構(gòu)的加工方法，包括如此步驟：

(1)將單晶硅的工件進(jìn)行清洗，然后干燥待用；

(2)在步驟(1)得到的工件襯底上旋涂一層光刻膠，烘干，加蓋所需微結(jié)構(gòu)形狀的掩膜板，并放在光刻機(jī)中進(jìn)行曝光，曝光的光刻膠經(jīng)過(guò)顯影去除；然后，通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕去除殘留的曝光的光刻膠；接著，在工件襯底上表面分別蒸鍍鈦(Ti)和金(Au)層，由于未曝光的光刻膠起到了掩模的作用，因此可在工件上產(chǎn)生具有所需微結(jié)構(gòu)形狀的金屬層；

(3)根據(jù)所需成形的三維微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刻蝕路線，將刻蝕路線各段分別映射到沿x、y、z軸三個(gè)方向；根據(jù)不同的刻蝕轉(zhuǎn)向角度配置相應(yīng)的刻蝕液，所述刻蝕液可沿著所述工件的某一晶向進(jìn)行刻蝕，形成相應(yīng)的孔道；所述刻蝕液的組分包括氫氟酸、氧化劑、水，以及不同比例的添加劑，其通過(guò)改變添加劑的材質(zhì)和用量來(lái)控制所述刻蝕液對(duì)工件刻蝕的轉(zhuǎn)向角度；

(4)將所述工件放入對(duì)應(yīng)起始角度的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，通過(guò)刻蝕時(shí)間控制刻蝕長(zhǎng)度，以此確定轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)；

(5)將工件取出，經(jīng)過(guò)清洗干燥處理后，浸入預(yù)設(shè)刻蝕轉(zhuǎn)向角度對(duì)應(yīng)的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，通過(guò)刻蝕時(shí)間控制刻蝕長(zhǎng)度，以此確定轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)；刻蝕后進(jìn)行清洗干燥處理；

若需要多個(gè)轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)，則重復(fù)步驟(4)和步驟(5)。

在單晶硅三維微結(jié)構(gòu)的刻蝕中，通過(guò)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的刻蝕液中需要不斷地改變過(guò)氧化氫H₂O₂與氫氟酸HF的比例，而若過(guò)氧化氫H₂O₂的比例太高，則會(huì)導(dǎo)致刻蝕孔道的側(cè)壁過(guò)度氧化，從而形成多孔結(jié)構(gòu)，使容易出現(xiàn)折斷的問(wèn)題；而本發(fā)明提出的一種單晶硅的任意三維微結(jié)構(gòu)的加工方法，其中所述刻蝕液可以完全避免上述問(wèn)題，因?yàn)樗隹涛g液中的過(guò)氧化氫H₂O₂與氫氟酸的比例是恒定的，其中氫氟酸、氧化劑、水的配比為1:5:10；只需要通過(guò)改變所述添加劑的比例和成分，配制出不同的刻蝕液，所述添加劑可有效控制刻蝕液的粘度與表面張力，并且可使刻蝕的孔道結(jié)構(gòu)更加均等穩(wěn)定，從而有效控制刻蝕液的刻蝕的轉(zhuǎn)向角度，再由刻蝕液的更換次數(shù)來(lái)控制轉(zhuǎn)向數(shù)量，由刻蝕時(shí)間控制其轉(zhuǎn)向的位置，從而加工出更加精確的所需的任意的三維微結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述添加劑包括乙醇、乙二醇和丙三醇中的任意一種

實(shí)施例1-一種三維微通道陣列，包括如下制備方法：

(1)刻蝕前處理：將尺寸為10x10x0.5cm³(長(zhǎng)*寬*高)、摻雜類型為p型、電阻率為1-10Ω*cm、<100>晶向的單晶硅塊件置于濃硫酸(質(zhì)量濃度為96％)和過(guò)氧化氫(質(zhì)量濃度為30％)體積比為1:1的混合120℃熱溶液浸泡10分鐘，以充分去除塊件表面氧化物；然后將塊件從溶液中取出，用大量去離子水將其沖洗干凈；再用氮?dú)饬髦羞M(jìn)行干燥；干燥后取出備用；

(2)光刻法形成掩膜：在步驟(1)得到的塊件襯底上旋涂一層400nm厚的光刻膠，烘干，加蓋所需點(diǎn)陣微結(jié)構(gòu)的掩膜板，并放在光刻機(jī)中進(jìn)行曝光，曝光的光刻膠經(jīng)過(guò)顯影去除；再通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕(RIE)去除殘留的曝光的光刻膠，如圖1所示；再于塊件襯底上表面分別蒸鍍鈦(Ti)和金(Au)層，如圖2所示；由于未曝光的光刻膠起到了掩模的作用，去除未曝光的光刻膠后，可在塊件上產(chǎn)生具有所需點(diǎn)陣形狀的貴金屬層，如圖3所示，俯視平面如圖4所示；

(3)配制刻蝕液：

配制刻蝕液A(由去離子水20ml、過(guò)氧化氫2ml、氫氟酸10ml配制而成)，加入到一個(gè)聚四氟乙烯容器中；

根據(jù)所需轉(zhuǎn)向角度0～90°配制刻蝕液B₁(由去離子水20ml、過(guò)氧化氫2ml、氫氟酸10ml和丙三醇體積0～10ml配制而成)，加入到另一聚四氟乙烯容器中；

根據(jù)所需另外平面轉(zhuǎn)向角度0～90°配制刻蝕液B₂，(由去離子水20ml、過(guò)氧化氫2ml、氫氟酸10ml和丙三醇體積10～20ml配制而成)，加入到另一聚四氟乙烯容器中；

(4)刻蝕液A刻蝕：將步驟(2)中得到的塊件浸入刻蝕液A中，并根據(jù)長(zhǎng)度L₁和刻蝕速度2.5μm/min確定刻蝕時(shí)間t₁。由于催化劑的作用，貴金屬粒子催化劑下方的塊件的被腐蝕速度遠(yuǎn)大于沒(méi)有催化劑的部分，再加上貴金屬粒子的定向沉降作用，因此沿Z軸方向定向形成單個(gè)方向上的大深徑比微孔，如圖5所示；刻蝕完成后得到的塊件取出，并用去離子水沖洗干凈、用氮?dú)獯蹈桑?/p>

(5)將步驟(4)獲得的塊件浸入刻蝕液B₁中，使刻蝕繼續(xù)沿另一方向延長(zhǎng)，形成轉(zhuǎn)向彎折點(diǎn)(轉(zhuǎn)向一次的微結(jié)構(gòu))，并根據(jù)彎折長(zhǎng)度L₂和刻蝕速度0.5μm/min確定刻蝕時(shí)間t₂。由于刻蝕液成分和比例的改變引起刻蝕液粘度與表面張力的改變，使得貴金屬粒子催化劑與塊件的接觸位置與刻蝕方向改變，因此微通道轉(zhuǎn)向–Y方向，如圖6所示；刻蝕完成后得到的塊件取出，并用去離子水沖洗干凈、用氮?dú)獯蹈桑?/p>

(6)將步驟(5)獲得的塊件浸入刻蝕液A中，繼續(xù)刻蝕延長(zhǎng)，新刻蝕出的微結(jié)構(gòu)再轉(zhuǎn)向一次(轉(zhuǎn)向兩次的微結(jié)構(gòu))，并根據(jù)長(zhǎng)度L₃和刻蝕速度3μm/min確定刻蝕時(shí)間t₃，如圖7所示；刻蝕完成后得到的塊件取出，并用去離子水沖洗干凈、用氮?dú)獯蹈桑?/p>

(7)將步驟(6)獲得的塊件浸入刻蝕液B₂中，繼續(xù)刻蝕延長(zhǎng)，新刻蝕出的微結(jié)構(gòu)再轉(zhuǎn)向一次(轉(zhuǎn)向三次的微結(jié)構(gòu))，并根據(jù)彎折長(zhǎng)度L₄和刻蝕速度1.5μm/min確定刻蝕時(shí)間t₄。由于刻蝕液成分和比例的改變引起刻蝕液粘度與表面張力的改變，使得貴金屬粒子催化劑與塊件的接觸位置與刻蝕方向改變，因此微通道轉(zhuǎn)向XOZ平面，如圖8所示；刻蝕完成后得到的塊件取出，并用去離子水沖洗干凈、用氮?dú)獯蹈桑?/p>

(8)將步驟(7)獲得的塊件浸入刻蝕液A中，并根據(jù)長(zhǎng)度L₅和刻蝕速度5μm/min確定刻蝕時(shí)間t₅，如圖9所示；

(9)取出步驟(8)刻蝕完成的塊件用去離子水沖洗干凈、氮?dú)獯蹈?，即可在塊件上得到所需的三維結(jié)構(gòu)微通道，如圖10所示。

補(bǔ)充說(shuō)明，所述刻蝕液B₁根據(jù)丙三醇體積不同，可分別獲得同一平面的轉(zhuǎn)向上的不同的彎折角度的微通道；所述刻蝕液B₂根據(jù)丙三醇體積不同，可分別獲得同一平面的轉(zhuǎn)向上的不同的彎折角度的微通道。

實(shí)施例2-一種三維微溝槽陣列，包括如下制備方法：

(1)刻蝕前處理：將尺寸為10x10x0.5cm³(長(zhǎng)*寬*高)、摻雜類型為p型、電阻率為1-10Ω*cm、<100>晶向的單晶硅塊件置于濃硫酸(質(zhì)量濃度為96％)和過(guò)氧化氫(質(zhì)量濃度為30％)體積比為1:1的混合120℃熱溶液浸泡10分鐘，以充分去除塊件表面氧化物；然后將塊件從溶液中取出，用大量去離子水將其沖洗干凈；再用氮?dú)饬髦羞M(jìn)行干燥；干燥后取出備用；

(2)在步驟(1)得到的塊件襯底上旋涂一層450nm厚的光刻膠，烘干，加蓋所需微溝槽掩膜板，并放在光刻機(jī)中進(jìn)行曝光，曝光的光刻膠經(jīng)過(guò)顯影去除；再通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕(RIE)去除殘留的曝光的光刻膠；再于在塊件襯底上表面分別蒸鍍鈦(Ti)和金(Au)層，由于未曝光的光刻膠起到了掩模的作用，去除未曝光的光刻膠后，可在塊件上產(chǎn)生具有所需點(diǎn)陣形狀的貴金屬層，如圖11所示；

其刻蝕步驟與實(shí)施例1中的步驟(3)-(9)均相同，而最終形成的三維微溝槽，如圖12所示。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。