本發(fā)明提供一種在（111）型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，包括：于硅片表面制作至少具有3個兩兩相鄰的刻蝕窗口的掩膜圖形；將各該刻蝕窗口下方的硅片用ICP干法刻蝕至一預(yù)設(shè)深度；各向異性濕法腐蝕，使兩兩相鄰的3個腐蝕槽的交界處形成由上錐部、下錐部及連接部組成的沙漏結(jié)構(gòu)；采用自限制氧化工藝，形成氧化硅及藉由硅納米線結(jié)構(gòu)連接的上硅錐體結(jié)構(gòu)及下硅錐體結(jié)構(gòu)；去除氧化硅及上硅錐體結(jié)構(gòu)，形成單晶硅納米長針尖。本發(fā)明可用于制作納米探針陣列，只需要常規(guī)的MEMS工藝，通過ICP干法刻蝕、各向異性濕法腐蝕和氧化工藝即可制作出針尖直徑在10~100nm，長度在0.1~100μm，集成度高，可規(guī)模化生產(chǎn)的納米探針，其成本低廉，制作方便，可應(yīng)用于納米探針領(lǐng)域。

1.一種在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于，所述方法至少包括
以下步驟：
1)提供一(111)型硅片，于該硅片表面制作至少具有3個兩兩相鄰的刻蝕窗口的
掩膜圖形；
2)采用ICP干法刻蝕工藝，將各該刻蝕窗口下方的硅片刻蝕至一預(yù)設(shè)深度；
3)對各該刻蝕窗口下方的硅片進(jìn)行各向異性濕法腐蝕，形成上下表面為六邊形的多
個腐蝕槽，且每相鄰的3個腐蝕槽的交界處形成由上錐部、下錐部及連接部組成的沙漏結(jié)
構(gòu)；
4)采用自限制氧化工藝對上述所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱氧化，使所述沙漏結(jié)構(gòu)的連接部逐漸
氧化以于其內(nèi)部形成硅納米線結(jié)構(gòu)，且使所述上錐部、下錐部表面逐漸氧化以分別于所述
上錐部及下錐部內(nèi)部形成藉由所述硅納米線結(jié)構(gòu)連接的上硅錐體結(jié)構(gòu)及下硅錐體結(jié)構(gòu)；
5)去除所述連接部、上錐部及下錐部表面的氧化硅，形成藉由所述硅納米線結(jié)構(gòu)連
接的上硅錐體結(jié)構(gòu)及下硅錐體結(jié)構(gòu)；
6)去除所述上硅錐體結(jié)構(gòu)，形成下硅錐體結(jié)構(gòu)及硅納米線結(jié)構(gòu)相連的單晶硅納米長
針尖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于：
步驟3)中相鄰的兩個腐蝕槽之間具有與所述沙漏結(jié)構(gòu)相連的薄壁結(jié)構(gòu)；步驟4)在
進(jìn)行自限制氧化工藝時還同時將所述薄壁結(jié)構(gòu)氧化成氧化硅；步驟5)中在去除氧化硅時
還同時將所述薄壁結(jié)構(gòu)去除。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于：
所述薄壁結(jié)構(gòu)與所述硅片上表面的夾角為69.5°～71.5°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于：
相鄰的兩個刻蝕窗口之間的最小距離為1μm～100μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于：
所述預(yù)設(shè)深度為100nm～100μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于：
步驟3)中，各向異性濕法腐蝕的時間為10分鐘～100小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于：
所述六邊形的每個內(nèi)角均為120°，各邊均沿<110>晶向，各該腐蝕槽的側(cè)壁均在{111}晶
面族內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于：
步驟4)所述的硅納米線結(jié)構(gòu)的直徑為10nm～100nm，長度為0.1μm～100μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在于：
步驟6)采用聚焦離子束切割工藝以預(yù)設(shè)角度將所述硅納米線結(jié)構(gòu)截斷后將所述上硅錐體
結(jié)構(gòu)去除。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在
于：步驟6)采用超聲波截斷所述硅納米線結(jié)構(gòu)后將所述上硅錐體結(jié)構(gòu)去除。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在(111)型硅片上制作單晶硅納米長針尖的方法，其特征在
于：步驟6)先將所述上硅錐體結(jié)構(gòu)表面粘附于一貼膜，然后揭去貼膜使所述硅納米線結(jié)
構(gòu)截斷，并同時去除所述上硅錐體結(jié)構(gòu)。