Nosso protocolo demonstra os detalhes da fabricação de dispositivos típicos de ondas acústicas superficiais em substratos piezoelétricos especialmente valiosos para as pessoas que procuram entrar neste campo em expansão. Manter qualquer detrito longe da superfície durante a limpeza é crucial no processo de fabricação. Para pré-quebrar o wafer, coloque-o em uma placa quente a 100 graus Celsius por três minutos.
Em seguida, mova o wafer para a folha de alumínio. Coloque a bolacha em um revestimento de giro. Usando um porta-gotas, coloque fotoresist negativo no wafer cobrindo cerca de 75% da superfície do wafer.
Para produzir uma espessura fotoresistente de aproximadamente 1,3 micrômetros, execute o seguinte programa no spin coater:500 rpm com uma aceleração de 3.000 rpm por segundo durante cinco segundos, seguido por 3.500 rpm com uma aceleração de 3.000 rpm por segundo durante 40 segundos. Asse o wafer colocando-o em uma placa quente a 100 graus Celsius. Aumente a temperatura da placa quente para 150 graus Celsius e mantenha essa temperatura por um minuto.
Em seguida, mova o wafer da placa quente e deixe a bola esfriar no ar para a temperatura ambiente. Não coloque o wafer diretamente na placa a 150 graus Celsius. Deixe a água esfriar no ar depois do aquecimento.
Para expor o fotoresistista à energia ultravioleta, transfira o wafer para o alinhador de máscaras. Com o alinhador de máscaras definido para entregar luz a 375 nanômetros, exponha o fotoresistista a uma dose de energia de 400 milijoules por centímetro quadrado. Para assar o wafer, coloque-o em uma placa quente a 100 graus Celsius.
Depois de três minutos, transfira o wafer para a folha de alumínio onde esfriará para a temperatura ambiente. Coloque o wafer em um béquer cheio de desenvolvedor RD6 puro. Deixe o wafer imerso por 15 segundos enquanto agita suavemente o béquer.
Remova o wafer do desenvolvedor e mergulhe-o em água desionizada por um minuto. Em seguida, enxágue o wafer sob fluxo de água desionizado. Por fim, use o fluxo de nitrogênio seco para remover a água restante do wafer.
Asse a água novamente a 100 graus Celsius. Depois de três minutos, transfira o wafer para a folha de alumínio onde esfriará para a temperatura ambiente. Coloque o wafer em um sistema de deposição sputter e evacue a câmara para uma pressão de cinco vezes 10 para o seis militorr negativo.
Em seguida, fluxo argônio a 2,5 militorr. Em seguida, sputter cromo com uma potência de 200 watts para cinco nanômetros como uma camada de adesão. Para formar os eletrodos condutores, deposite alumínio a 400 nanômetros e um nível de potência de 300 watts.
Transfira o wafer para um béquer e mergulhe-o em acetona. Sonicar o béquer em intensidade média por cinco minutos. Enxágüe o wafer com água desionizada e seque o wafer com fluxo de nitrogênio.
Coloque o wafer em uma placa quente a 100 graus Celsius por três minutos. Em seguida, transfira para um pedaço de papel alumínio e espere que esfrie até a temperatura ambiente. Coloque o wafer em um sistema de deposição sputter e evacue a câmara para uma pressão de cinco vezes 10 para o seis militorr negativo.
Flua argônio a 2,5 militorr e, em seguida, sputter cromo com uma potência de 200 watts para cinco nanômetros como uma camada de adesão. Em seguida, forme os eletrodos condutores, espremendo ouro por 400 nanômetros a um nível de potência de 300 watts. Coloque o wafer em um reveste de giro.
Usando um porta-gotas, deposite fotoresist positivo no wafer cobrindo cerca de 75% da superfície do wafer. Para produzir uma espessura fotoresistente de aproximadamente 1,2 micrômetros, execute o seguinte programa no spin coater:500 rpm com uma aceleração de 3.000 rpm por segundo durante 10 segundos, seguido por 4.000 rpm com uma aceleração de 3.000 rpm por segundo durante 30 segundos. Em seguida, coloque o wafer em uma placa quente a 100 graus Celsius.
Depois de um minuto, transfira o wafer para a folha de alumínio onde esfriará para a temperatura ambiente. Transfira o wafer para o alinhador de máscaras. Com o alinhador de máscaras definido para entregar luz a 375 nanômetros, exponha o fotoresistista a uma dose de energia de 150 milijoules por centímetro quadrado.
Coloque o wafer em um béquer cheio de desenvolvedor AZ300MIF puro. Deixe o wafer no béquer por 300 segundos gentilmente sacudindo o béquer. Remova o wafer do desenvolvedor e mergulhe a água desionizada por um minuto.
Em seguida, enxágue o wafer sob fluxo desionizado. Por fim, use o fluxo de nitrogênio seco para remover a água restante do wafer. Em seguida, mergulhe o wafer em etchant de ouro por 90 segundos, gentilmente sacudindo o béquer.
Depois de enxaguar o wafer sob fluxo de água desionizado, use o fluxo de nitrogênio seco para remover a água deionizada restante do wafer. Além da acetona, fotoresistista e desenvolvedor, os reagentes mais perigosos são as ações metálicas que requerem proteção de nível mais alto, como luvas de neoprene e um avental. Por fim, mergulhe o wafer em etchant de cromo por 20 segundos, sacudindo suavemente o béquer.
Enxágüe o wafer sob fluxo de água desionizado. E novamente, use o fluxo de nitrogênio seco para remover a água restante. Os IDTs foram fabricados usando os métodos descritos.
O espaçamento entre os dedos e os próprios dedos tem 10 micrômetros de largura, resultando em um comprimento de onda de 40 micrômetros. Um sinal sinusoidal foi aplicado ao IDT e um vibrometro Doppler laser foi usado para medir a amplitude e a frequência da onda acústica da superfície resultante. A frequência de ressonância foi encontrada em 96,5844 mega-hertz, ligeiramente inferior à frequência de design de 100 mega-hertz.
Um gráfico da vibração na superfície do substrato mostra uma onda acústica superficial se propagando dos IDTs. Com base na razão entre a amplitude máxima e a amplitude mínima, a razão de onda permanente foi calculada em 2,06. O movimento de uma gotícula sessile acionada pelo dispositivo SAW foi demonstrado.
Uma gotícula de água de 0,2 microliters foi esbofícula em nióbio de lítio a cerca de um milímetro do IDT. Quando uma SERRA se propaga e encontra a gota, ela vaza para o líquido no ângulo de Rayleigh. O ângulo de lançamento confirma a presença de uma onda acústica superficial.
Essas técnicas podem ser usadas para a fabricação de mega-hertz ou dispositivos de ondas acústicas superficiais. O processo precisa ser ajustado se forem necessários atuadores de ondas acústicas de maior frequência. Este protocolo fornece dois métodos confiáveis para preparar dispositivos de ondas acústicas superficiais de alta frequência usados para pesquisa de micro para nanoescala acoustofluidics.
