李刚 李大维 赵清华 菅傲群 王开鹰 胡杰 桑胜波 程再军 孙伟

摘 要 利用斜光刻技术替代传统的直光刻技术在相同底面积的基础上增大微阵列比表面积制备了高比表面积三维微阵列结构，。首先，利用MATLAB仿真对微阵列排布方式进行分析，确定最佳单个柱体宽度及阵列间距。实验中，采用两次甩胶法将SU-8光刻胶均匀旋涂在2寸硅基底上，甩胶转速设为1500 r/min，旋涂时间设为35 s；分别置于65℃烘台上保持20 min和95℃烘台上保持70 min进行两次前烘处理；随后进行双向斜曝光，微柱宽度为20 μm，阵列间距为30 μm，光刻角度为20°。最后，再通过高低温后烘处理并显影30 min成功制备出了结构稳定的“X”型三维微阵列结构。

关键词 三维微阵列； 斜光刻技术； SU-8光刻胶； 比表面积

1 引 言

SU-8光刻胶是一种环氧型、近紫外线负胶，具有良好的机械、光学、物理和抗腐蚀性质。由于SU-8胶在近紫外光范围内光吸收度低，具有很高的透光性能，整个光刻胶层可获得的曝光量一致，通过对SU-8胶进行光刻可制得具有垂直侧壁和高深宽比的厚膜图形，这种工艺可部分取代LIGA技术，避免LIGA工艺中昂贵的同步辐射光源和特制的掩模板的限制[ 1～5]。因此，SU-8胶被广泛应用于制备具有高深宽比的微结构。Wang提出通过对SU-8胶进行光刻制备三维微电极结构，提高微型超级电容器中电极的比表面积[6]；Duy借助SU-8高深宽比特性制备的三维微柱为平台，设计出了高性能的气体传感器[7]；Al-Shehri等利用SU-8胶高深宽比的特性，研究制备了微流体流动特性的模板[8]。然而，制备SU-8胶高深宽比微结构， 大多研究是通过对温度、时间等工艺参数的优化， 在直光刻技术基础上实现的[9]。……