1.1研究目的

运用光学原理及光刻等微加工方法制备单晶硅微针阵列，探究材料和各项工艺参数等对空心微针阵列效果的影响，并检测其物理化学性质。

1.2研究意义

MEMS微针是直径为几十微米长度在100μm以上的针状结构，用这种MEMS微针来给药具有无痛、可以自我给药操作的技术优势[1]。而为满足其安全性要求，微针阵列需要具有良好的力学性能和生物相容性。因此掌握微针阵列的制备方法以及对微针阵列制备的选材、结构、制备技术进行合理设计，对未来医疗产物的无痛无创性发展有着重要的意义。

1.3研究现状

1.3.1国外研究现状：

（1）硅微针：硅是MEMS技术的主要材料[2]，硅具有良好的物理特性，而且资源丰富，便于集成化，制造工艺技术相对成熟，所以微针的研究从硅材料入手[3]。日本名古屋大学的Mitsuhiro Shikida提出了制作硅微针的加工方法，不再采用光刻技术实现硅的图形化，也不需要昂贵的等离子刻蚀设备获得具有高深宽比的针体结构，而是结合切割工艺和各向异性湿法刻蚀制备实心硅微针，切割工艺决定了微针的最终高度，而湿法刻蚀决定了最终的微针形态，所以能够制作出不同形态的微针结构，包括钉子形状的，蜡烛形状的和长矛形状的硅微针。

除了单晶硅之外，多晶硅和二氧化硅也越来越多地用于微针制造。由于硅价格相对昂贵，为了能够重复利用硅，伯克利大学加利福尼亚分校的Jeffrey D.Zahn等人提出以硅作为模具，利用多晶硅模压的方法制造出多晶硅微针。这种多晶硅微针以两层硅片作为模具材料，结合两次不同掩模板的光刻制得，制得的多晶硅微针尺寸较大，长度在毫米数量级，微针的内径可达100-200μm，因此微针的强度较差，在尺寸减小方面仍需进行研究。