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芯片实验室采用先进硅技术

芯片实验室采用先进硅技术_第1页
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芯片实验室采纳先进硅技术知识开发了一个流程流。粗糙(500-3μm)结构和精细(3-O,5μm)结构均可在同一流程流中制造,而且在采纳深硅蚀刻技术后并无明显差异。这提供了极大的设计灵活性。此外,高纵横比结构也可利用硅制造出来(纵横比高达 40)。用作过滤器的又高又窄的微柱就是一个很好的例子。未来的工作重点在于将背面金属层引入平台,以制造薄膜加热器和温度传感器。这将消除对外部冷却和加热系统的需要。对平台所做的另一改进将是实现低温接合(室温极佳)工艺,来替代当前需在 400℃温度下执行的阳极接合。如此,开发商将能够使芯片在一个相同的工艺流程内功能化。图 3 显示了在硅片上制造精细和粗糙微流控结构的工艺流程。(a)硅片(灰色部分)被氧化层覆盖(绿色部分)。精细结构图案压制在氧化层上,将在之后的阶段中用作制造结构的。(b)之后,添加氮化层(蓝色部分)。(c)执行蚀刻操作,去除氮化物和氧化物,并雕刻硅片形成粗糙结构。(d)氧化暴露的硅表面。这种氧化物将在制作精细结构的过程中起到保护作用。(e)去除氮化物和蚀刻精细结构。(f)去除氧化物。(g)硅片与派热克斯玻璃接合。(h)执行背面蚀刻操作以打开流体连接件。需要注意的是,由于采纳了受氮化物保护的氧化物,精细结构蚀刻不必旋转涂覆抗蚀剂,其中精细结构蚀刻会比较困难,因为大部分表面已经为粗糙结构。未来工作作为硅基芯片实验室系统的第一步,讨论人员已经建立了一个硅基平台用来制造微流控结构。工艺流程被用于制造各种各样的结构:微管道、混合器、微反应器、微柱过滤器、毛细泵和毛细阀门、微滴发生器(针对数字液滴聚合酶链反应)、合并器和分隔器。经证实,该工艺十分稳定,可用于各式各样的设计。

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