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