KB体育(官网)入口-在线app下载

　　微流体和光学传感平台通俗由玻璃和熔融石英(石英)制成，由于它们具有光学透后性和化学惰性。氢氟酸(HF)溶液是用于深度蚀刻二氧化硅衬底的选拔的蚀刻介质，然而因为HF转移穿过大无数掩模质料的腐蚀性，对待大于1小时的蚀刻光阴，解决计划变得杂乱和高贵。咱们正在此提出蚀刻到突出600微米深的熔融石英中，同时维持衬底没有凹坑并维持适合于生物成像的掷光蚀刻外外。咱们利用耐HF的光敏抗蚀剂(HFPR ),它正在49%的HF溶液中不会被腐蚀。对照了仅用HFPR掩蔽的衬底和正在Cr/Au和众晶硅掩模上构图的HFPR的蚀刻性子。咱们利用这种蚀刻工艺缔制了8-16微米厚的悬浮熔融石英膜，并注脚通过该膜成像不会对生物构制荧光显微镜的图像质地出现负面影响。结尾，咱们正在悬浮膜中实行了小的通孔阵列。这种开发将使用于平面电心理学平台，更加是必要光学成像的地方。

　　玻璃和熔融石英是修筑微机电编制(MEMS)、芯片实习室和微流体平台的有吸引力的质料，由于它们具有化学惰性、生物相容性、光学透后性、呆板刚性、高熔点、电绝缘性、不透气性以及与硅、玻璃和聚二甲基硅氧烷(PDMS)连结的才华。然而，很众为硅斥地的晶片级加工要领谢绝易挪动到玻璃上；是以，仍然采用了一系列缔制工夫，比方穿过玻璃的离子径迹蚀和激光加工熔融石英和福图兰光机合玻璃陶瓷。这些要领仍然用于实行高纵横比的微流体装备镇静面膜片钳电极正在玻璃质料中。为了避免利用特意的开发，迩来仍然悉力使晶片界限的加工要领合用于玻璃，即响应离子蚀刻和光刻界说的“湿法”蚀刻。这些要领仍然可以实行众种装备，搜罗独立式气腔，微型泵，毛细管电泳微室，高Q因子谐振器，微流体通道，波导，生物理解开发和单细胞逮捕孔，平面膜片钳电极，以及光学传感平台。

　　响应离子蚀刻是集成电道(IC)工夫的重要构成局部，这是因为其各向异性和相对待掩模和底层的选拔性。然而，玻璃的蚀刻速度比硅低大约一个数目级。是以，当蚀刻玻璃时，必要相对较高的偏压，这会损害掩模质料的选拔、蚀刻外外的平滑度和可到达的蚀刻深度。氢氟酸溶液中的“湿”蚀刻硼硅酸盐和铝硅酸盐玻璃显示出高达8.μm/min的蚀刻速度，但因为存正在不溶性杂质，它们体现出各向同性的蚀刻轮廓和磨砂蚀刻外外。相反，蚀刻纯无定形二氧化硅(熔融二氧化硅/石英)会出现光学透后的外外，但蚀刻速度约为1微米/分钟。固然仍然斥地了正在硼硅酸盐HF蚀刻经过中裁汰光学透后度失掉的要领，熔融石英已经具有化学纯度的上风，这使得它与CMOS解决工夫兼容并清除底物自己荧光。以前用于熔融石英的掩蔽膜质料搜罗铬(Cr) ，光刻胶、众晶硅(polySi)、非晶硅、铝、氮化硅和铬/金(Cr/Au) 。比方，用Cr/Au掩模正在49% HF中湿法蚀刻熔融石英60微米深1小时和104微米深，正在加热的缓冲氟化铵溶液中利用应力减小的Cr掩模7小时[25].借使必要熔融石英蚀刻深度根本上大于100微米，则必要至极长的蚀刻光阴和/或浓缩的HF溶液(49质地%),这导致HF最终转移通过大无数掩模质料，导致外外点蚀，并最终导致掩模退化和/或剥离。

　　咱们正在此陈诉了一种蚀刻深度大于600微米的熔融石英的要领，同时利用抗HF的光敏抗蚀，维持基底没有凹坑并维持适合生物成像的掷光蚀刻外外。是一种负性抗蚀剂编制，由热塑性环烯烃共聚物构成，该共聚物是一种高度非极性和疏水性的聚集物。光敏剂诱导交联，使其不溶于烃基显影溶剂。除了上述职能以外，交联质料的最小自正在体积使极性HF分子通过HFPR的扩散最小化，是以使其耐49% HF 。对待仅用HFPR、Cr/Au和polySi掩蔽的衬底以及由HFPR爱惜的Cr/Au和polySi膜，对照了底切和掩模退化。其它，还对照了差异蚀刻深度的外外平滑度。咱们仅利用HFPR正在熔融石英晶片中演示了深沟槽，清除了对熔炉或金属蒸发器浸积的必要很众蚀刻使用的掩蔽膜。纵使将640微米蚀刻到约650微米厚的晶片，所得悬浮膜的外外足够平滑以同意荧光成像而不失掉图像质地。结尾，咱们正在熔融石英悬浮膜中等离子体蚀刻孔阵列，其可用作平面膜片钳电极和/或抽吸电极阵列。

　　3.1.1铬/金+ HFPR。因为金的化学惰性和铬对玻璃和熔融石英的强粘附性，金-铬膜被普及用作HF蚀刻的掩模质料。仅利用Cr/Au动作掩模，正在熔融石英中蚀刻大约200微米深，咱们可以得回光学透后的蚀刻外外，虽然掩模下的石英外外紧要凹陷(图2a)。先前利用铬/金掩模的陈诉也显示了仿佛的点蚀特性[3].然而，当咱们用HFPR进一步爱惜Cr/Au膜时，特性边沿的Cr/Au掩模要好得众

　　3.1.2众晶硅+ HFPR。为了蚀刻600微米深的熔融石英，咱们选拔了众晶硅掩模，由于之前仍然外明它显示出比Cr/Au分明更少的点蚀3].然而，咱们利用1.5微米厚的众晶硅薄膜的试验没有告捷。如正在以前的陈诉中，正在49% HF中蚀刻40分钟后，众晶硅膜维持完全陷3]，但正在2小时后，众晶硅膜中的蚀刻缺陷产生，5小时后，咱们不得不放手蚀刻，由于薄膜上有凹痕，HF溶液从晶片支架的o型环下透露(图2d)。为领会决这个题目，咱们正在众晶硅薄膜来爱惜它。这种计谋同意咱们正在熔融石英中蚀刻突出600微米，虽然正在9小时的蚀刻光阴后，下面的众晶硅和熔融二氧化硅有分明的凹痕。其它，图案化特性边沿的众晶硅仍然退化(图2e)，这有时会导致众晶硅碎片落到平缓的蚀刻外外上，从而导致微掩模。

　　用Cr/Au + HFPR掩蔽导致蚀刻速度为1.12±0.06微米/分钟(均匀圭表误差，N=7个晶片蚀刻162-184分钟；图3a)。该速度对应于3小时内202×11微米的最终蚀刻深度。与晶片之间蚀刻速度的明显可变性相反，正在单个晶片内，蚀刻速度正在空间上至极匀称:当用限度众个沟槽的掩模解决两个晶片时，正在166分钟的蚀刻后，这些沟槽的深度正在0.33和0.48微米(两个晶片的每一个中15个衡量的沟槽的蚀刻深度的均方根可变性)内是恒定的。当孤独利用HFPR时，蚀刻速度至极近似，纵使当蚀刻大约200微米时，这导致比Cr/Au + HFPR大得众的底切(图3a)。

　　图3。差异掩模计划的蚀刻特性和蚀刻速度的轮廓衡量迹线。a .正在用Cr/Au + HFPR掩模(赤色)和孤独的HFPR(蓝色)蚀刻大约200微米深度后，熔融石英的特性轮廓和蚀刻速度。蚀刻特性的纵横比(深度/图案直径)约为0.22。b .用polySi + HFPR掩模(绿色)和HFPR掩蔽的熔融石英的特性轮廓和蚀刻速度

　　单独一人(蓝色)。仅用HFPR掩蔽的晶片最初被蚀刻334-390微米深，

　　食人鱼冲洗，衡量。然后，再次用HFPR对类似的蚀刻晶片举办构图，并第二次蚀刻至547–617 μm的总深度。蚀刻特性的纵横比约为0.70。轮廓轨迹上方的橙色机合透露原始掩模图案。差错条代外几个晶片的蚀刻速度的圭表误差。

　　咱们华林科纳仍然提出了一种解决计划kb，该计划能够正在熔融石英中湿法蚀刻起码600微米深。咱们用耐HF的光敏抗蚀剂ProTEK PSA实行了这一点。这种掩模工艺不必要突出圭表的光刻开发(外1)，出现了无凹坑的衬底和均匀粗略度约为10 nm的蚀刻外外，虽然具有明显的特性底切。当HFPR与Cr/Au或polySi膜连结时，底切更受节制，其价格是长蚀刻光阴的多量外外点蚀。另日，通过将HFPR与应力职掌的“硬”掩模相连结，有不妨使外外点蚀和底切最小化。

　　咱们外明了蚀刻的熔融石英外外同意通过该装备举办光学成像。这种解决计划将有助于缔制透后的生物装备。一个使用是平面膜片钳电极。另一种是众电极阵列:穿孔膜电极组件近来受到越来越众的眷注，由于它们同时可以实行构制固定、氧灌注和来自众个平行电极的纪录，然而目前可用的装备不是透后的.咱们现正在可以正在同意光学成像的光学透后衬底中缔制仿佛的器件[37].结尾，因为光敏抗蚀剂图案化的简略性，切磋职员将可以正在起码的解决光阴内测试各类熔融石英和/或玻璃器件原型的职能。