Name: fabrication of surface acoustic wave devices on lithium niobate
Uploaded: 2020-06-18T13:00:00
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Die Autoren danken der University of California und der NANO3-Einrichtung an der UC San Diego für die Bereitstellung von Mitteln und Einrichtungen zur Unterstützung dieser Arbeit. Diese Arbeiten wurden zum Teil an der San Diego Nanotechnology Infrastructure (SDNI) von UCSD durchgeführt, einem Mitglied der National Nanotechnology Coordinated Infrastructure, die von der National Science Foundation (Grant ECCS-1542148) unterstützt wird. Die hier vorgestellte Arbeit wurde großzügig durch ein Forschungsstipendium der W.M. Keck Stiftung unterstützt. Die Autoren sind auch dankbar für die Unterstützung dieser Arbeit durch das Office of Naval Research (über Grant 12368098).

1. SAW-Gerätefertigung über die Abhebemethode
<ol><li>Führen Sie die Wafer-Lösungsmittelreinigung in einer Reinraumanlage der Klasse 100 durch Eintauchen des 4" (101,6 mm) LN-Wafers in Aceton, gefolgt von Isopropylalkohol (IPA), dann entionisiertem Wasser (DI-Wasser), jeweils in einem Beschallungsbad für 5 min. Nehmen Sie den Wafer auf und blasen Sie die Oberfläche trocken mit Stickstoff (N2) Gasstrom, um das verbleibende DI-Wasser aus dem Wafer zu entfernen. VORSICHT: Führen Sie das Aceton und IPA...

<ol>
	<li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+surface+acoustic+wave+(SSAW)+based+multichannel+cell+sorting.">Standing surface acoustic wave (SSAW) based multichannel cell sorting.</a> Lab on a Chip. 12 (21), 4228-4231 (2012).</li><li>Langelier, S. M., Yeo, L. Y., Friend, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=UV+epoxy+bonding+for+enhanced+SAW+transmission+and+microscale+acoustofluidic+integration.">UV epoxy bonding for enhanced SAW transmission and microscale acoustofluidic integration.</a> Lab on a Chip. 12 (16), 2970-2976 (2012).</li><li>Rezk, A. R., Qi, A., Friend, J. R., Li, W. H., Yeo, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniform+mixing+in+paper-based+microfluidic+systems+using+surface+acoustic+waves.">Uniform mixing in paper-based microfluidic systems using surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 12 (4), 773-779 (2012).</li><li>Schmid, L., Weitz, D. A., Franke, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sorting+drops+and+cells+with+acoustics:+acoustic+microfluidic+fluorescence-activated+cell+sorter.">Sorting drops and cells with acoustics: acoustic microfluidic fluorescence-activated cell sorter.</a> Lab on a Chip. 14 (19), 3710-3718 (2014).</li><li>Schmid, L., Wixforth, A., Weitz, D. A., Franke, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+surface+acoustic+wave+(SAW)-driven+closed+PDMS+flow+chamber.">Novel surface acoustic wave (SAW)-driven closed PDMS flow chamber.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 12 (1-4), 229-235 (2012).</li><li>Shi, J., Mao, X., Ahmed, D., Colletti, A., Huang, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focusing+microparticles+in+a+microfluidic+channel+with+standing+surface+acoustic+waves+(SSAW).">Focusing microparticles in a microfluidic channel with standing surface acoustic waves (SSAW).</a> Lab on a Chip. 8 (2), 221-223 (2008).</li><li>Friend, J., Yeo, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+acoustofluidics:+Microfluidics+driven+via+acoustics+and+ultrasonics.">Microscale acoustofluidics: Microfluidics driven via acoustics and ultrasonics.</a> Reviews of Modern Physics. 83 (2), 647 (2011).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+acoustic+wave+microfluidics.">Surface acoustic wave microfluidics.</a> Lab on a Chip. 13 (18), 3626-3649 (2013).</li><li>Destgeer, G., Sung, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+microfluidic+actuation+and+micro-object+manipulation+via+surface+acoustic+waves.">Recent advances in microfluidic actuation and micro-object manipulation via surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 15 (13), 2722-2738 (2015).</li><li>Connacher, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro/nano+acoustofluidics:+materials,+phenomena,+design,+devices,+and+applications.">Micro/nano acoustofluidics: materials, phenomena, design, devices, and applications.</a> Lab on a Chip. 18 (14), 1952-1996 (2018).</li><li>White, R. M., Voltmer, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+piezoelectric+coupling+to+surface+elastic+waves.">Direct piezoelectric coupling to surface elastic waves.</a> Applied Physics Letters. 7 (12), 314-316 (1965).</li><li>Smith, H. I., Bachner, F. J., Efremow, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+High-Yield+Photolithographic+Technique+for+Surface+Wave+Devices.">A High-Yield Photolithographic Technique for Surface Wave Devices.</a> Journal of the Electrochemical Society. 118 (5), 821-825 (1971).</li><li>Bahr, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+techniques+for+surface-acoustic-wave+devices.">Fabrication techniques for surface-acoustic-wave devices.</a> Proc. Int. Specialists Seminar on Component Performance and Systems Applications of Surface Acoustic Wave Devices. , (1973).</li><li>Smith, H. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+techniques+for+surface-acoustic-wave+and+thin-film+optical+devices.">Fabrication techniques for surface-acoustic-wave and thin-film optical devices.</a> Proceedings of the IEEE. 62 (10), 1361-1387 (1974).</li><li>Wilke, N., Mulcahy, A., Ye, S. R., Morrissey, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Process+optimization+and+characterization+of+silicon+microneedles+fabricated+by+wet+etch+technology.">Process optimization and characterization of silicon microneedles fabricated by wet etch technology.</a> Microelectronics Journal. 36 (7), 650-656 (2005).</li><li>Madou, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of microfabrication: the science of miniaturization. , (2002).</li><li>K&#246;hler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Etching in Microsystem Technology. , (1999).</li><li>Brodie, I., Muray, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The physics of micro/nano-fabrication. , (2013).</li><li>Dentry, M. B., Yeo, L. Y., Friend, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+effects+on+the+scale+and+behavior+of+acoustic+streaming.">Frequency effects on the scale and behavior of acoustic streaming.</a> Physical Review E. 89 (1), 013203 (2014).</li><li>Morgan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Surface acoustic wave filters: With applications to electronic communications and signal processing. , (2010).</li><li>Pekarcikova, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+high+power+effects+on+Ti/Al+and+Ta-Si-N/Cu/Ta-Si-N+electrodes+for+SAW+devices.">Investigation of high power effects on Ti/Al and Ta-Si-N/Cu/Ta-Si-N electrodes for SAW devices.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 52 (5), 911-917 (2005).</li></ol>

SAW-Geräte, die aus beiden Methoden hergestellt werden, sind in der Lage, nützliche Wanderwellen auf der Oberfläche zu erzeugen, und diese Methoden unterstützen komplexere Prozesse, um andere Designs zu erzeugen. Die Resonanzfrequenz ist in der Regel etwas niedriger als der vorgesehene Wert, aufgrund der Massenbelastungswirkung des oben abgelagerten Metalls. Es gibt jedoch noch einige Punkte, die diskutiert werden sollten, um Probleme zu vermeiden.
Lift-off-Methode Die ...

Unter Berufung auf den bekannten inversen piezoelektrischen Effekt, bei dem die atomaren Dipole eine Belastung erzeugen, die der Anwendung eines elektrischen Feldes entspricht, können piezoelektrische Kristalle wie Lithiumniobat LiNbO3 (LN), Lithium-Tantalit LiTaO3 (LT) als elektromechanische Messumformer verwendet werden, um SAW für Mikroskalige Anwendungen1,2,3,4,5,6. Durch die Erzeugung von Verschiebungen bis zu 1 nm bei 10-1000 MHz überwindet SAW-getriebene Vibration die typischen Hindernisse des herkömmlichen Ultraschalls: geringe Beschleunigung, große Wellenlängen und große Gerätegröße. Die Forschung zur Manipulation von Flüssigkeiten und Schwebstoffhatik hat sich in letzter Zeit beschleunigt, mit einer großen Anzahl neuerund zugänglicher Bewertungen7,8,9,10.
Die Herstellung von SAW-integrierten mikrofluidischen Geräten erfordert die Herstellung der Elektroden – des interdigitalen Transducers (IDT)11– auf dem piezoelektrischen Substrat, um das SAW zu erzeugen. Die kammförmigen Finger erzeugen Kompression und Spannung im Substrat, wenn sie mit einem abwechselnden elektrischen Eingang verbunden sind. Die Herstellung von SAW-Geräten wurde in vielen Publikationen vorgestellt, ob mit abhebt ultravioletter Photolithographie neben Metallsputations- oder Nassätzverfahren10. Der Mangel an Wissen und Fähigkeiten bei der Herstellung dieser Geräte ist jedoch ein haupthindernis für den Eintritt in die Akustofluidik vieler Forschungsgruppen, auch heute noch. Für die Abhebetechnik12,13,14wird auf einer Oberfläche eine Opferschicht (photoresist) mit einem inversen Muster erstellt, so dass, wenn das Zielmaterial (Metall) auf dem gesamten Wafer abgelagert wird, es das Substrat in den gewünschten Bereichen erreichen kann, gefolgt von einem "Lift-off"-Schritt, um den verbleibenden Photoresist zu entfernen. Im Gegensatz dazu wird das Metall im Nassätzverfahren15,16,17,18zuerst auf dem Wafer abgelagert und dann photoresist mit einem direkten Muster auf dem Metall erzeugt, um den gewünschten Bereich vor dem "Ätzen" durch eine Metalletchant zu schützen.
In einem am häufigsten verwendeten Design, der geraden IDT, wird die Wellenlänge der Resonanzfrequenz des SAW-Geräts durch die Periodizität der Fingerpaare definiert, wobei die Fingerbreite und der Abstand zwischen den Fingern beide <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61013/61013eq2.jpg"> /419sind. Um die elektrische Stromübertragungseffizienz und den Massenbelastungseffekt auf dem Substrat auszugleichen, wird die Dicke des auf dem piezoelektrischen Material abgelagerten Metalls auf ca. 1% der SAW-Wellenlänge20optimiert. Lokalisierte Erwärmung durch Ohmsche Verluste21, die möglicherweise einen vorzeitigen Fingerversagen verursachen, kann auftreten, wenn nicht genügend Metall abgelagert wird. Andererseits kann eine zu dicke Metallfolie aufgrund einer Massenbelastung zu einer Verringerung der Resonanzfrequenz des IDT führen und möglicherweise unbeabsichtigte akustische Hohlräume aus den IDTs erzeugen, wodurch die akustischen Wellen, die sie aus dem umgebenden Substrat erzeugen, isoliert werden. Dadurch variieren die gewählten Photoresist- und UV-Belichtungsparameter in der Abhebetechnik, je nach unterschiedlichen Ausführungen von SAW-Geräten, insbesondere der Frequenz. Hier beschreiben wir detailliert den Abhebeprozess zur Herstellung eines 100 MHz SAW-Erzeugungsgeräts auf einem doppelseitig polierten 0,5 mm dicken 128° Y-rotierten GESCHNITTENen LN-Wafer sowie den Nassätzprozess zur Herstellung des 100 MHz-Geräts gleicher Bauart. Unser Ansatz bietet ein mikrofluidisches System, das die Untersuchung einer Vielzahl von physikalischen Problemen und biologischen Anwendungen ermöglicht.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Absorber</td>
			<td>Dragon Skin, Smooth-On, Inc., Macungie, PA, USA</td>
			<td>Dragon Skin 10 MEDIUM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier</td>
			<td>Mini-Circuits, Brooklyn, NY, USA</td>
			<td>ZHL&#8211;1&#8211;2W&#8211;S+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>Nikon, Minato, Tokyo, Japan</td>
			<td>D5300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium etchant</td>
			<td>Transene Company, INC, Danvers, MA, USA</td>
			<td>1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>Futurrex, NJ, USA</td>
			<td>RD6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>EMD Performance Materials Corp., Philidaphia, PA, USA</td>
			<td>AZ300MIF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dicing saw</td>
			<td>Disco, Tokyo, Japan</td>
			<td>Disco Automatic Dicing Saw 3220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold etchant</td>
			<td>Transene Company, INC, Danvers, MA, USA</td>
			<td>Type TFA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hole driller</td>
			<td>Dremel, Mount Prospect, Illinois</td>
			<td>Model #4000</td>
			<td>4000 High Performance Variable Speed Rotary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted microscope</td>
			<td>Amscope, Irvine, CA, USA</td>
			<td>IN480TC-FL-MF603</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Doppler vibrometer (LDV)</td>
			<td>Polytec, Waldbronn, Germany</td>
			<td>UHF-120</td>
			<td>4&#8221; double-side polished 0.5 mm thick 128&#176;Y-rotated cut lithium niobate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium niobate substrate</td>
			<td>PMOptics, Burlington, MA, USA</td>
			<td>PWLN-431232</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Heidelberg Instruments, Heidelberg, Germany</td>
			<td>MLA150</td>
			<td>Fabrication process is performed in it.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nano3 cleanroom facility</td>
			<td>UCSD, La Jolla, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Negative photoresist</td>
			<td>Futurrex, NJ, USA</td>
			<td>NR9-1500PY</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Keysight Technologies, Santa Rosa, CA, USA</td>
			<td>InfiniiVision 2000 X-Series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive photoresist</td>
			<td></td>
			<td>AZ1512</td>
			<td>Denton Discovery 18 Sputter System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Signal generator</td>
			<td>NF Corporation, Yokohama, Japan</td>
			<td>WF1967 multifunction generator</td>
			<td>Wafer Dipper 4&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputter deposition</td>
			<td>Denton Vacuum, NJ, USA</td>
			<td>Denton 18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon wafer dipper</td>
			<td>ShapeMaster, Ogden, IL, USA</td>
			<td>SM4WD1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of surface acoustic wave devices on lithium niobate

Die Manipulation von Flüssigkeiten und Partikeln durch akustische Betätigung in kleinem Maßstab unterstützt das schnelle Wachstum von Lab-on-a-Chip-Anwendungen. Megahertz-Order-Oberflächen-Akustikwellengeräte (SAW) erzeugen enorme Beschleunigungen auf ihrer Oberfläche, bis zu 108 m/s2, was wiederum für viele der beobachteten Effekte verantwortlich ist, die die Akustofluidik definieren: akustisches Streaming und akustische Strahlungskräfte. Diese Effekte wurden für die Handhabung von Partikeln, Zellen und Flüssigkeiten im Mikromaßstab – und sogar im Nanomaßstab – verwendet. In diesem Beitrag zeigen wir zwei hauptgefertigte Methoden von SAW-Geräten auf Lithiumniobat: Die Details der Abhebe- und Nassätztechniken werden Schritt für Schritt beschrieben. Repräsentative Ergebnisse für das auf dem Substrat abgelagerte Elektrodenmuster sowie die Leistung der auf der Oberfläche erzeugten SAW werden detailliert dargestellt. Fertigungstricks und Fehlerbehebung werden ebenfalls abgedeckt. Dieses Verfahren bietet ein praktisches Protokoll für die Herstellung und Integration von Hochfrequenz-SAW-Geräten für zukünftige Mikrofluidikanwendungen.

Die zu messende IDT ist so konzipiert, dass sie eine Resonanzfrequenz bei 100 MHz aufweist, da die Fingerbreite und der Abstand zwischen ihnen 10 m betragen und eine Wellenlänge von 40 m erzeugen. Abbildung 1 zeigt das SAW-Gerät und IDT, die mit dieser Methode hergestellt wurden.
Mit einem oszillierenden elektrischen Signal, das auf die Resonanzfrequenz des IDT abgestimmt ist, kann SAW über die Oberfläche des piezoelektrischen Materials erzeugt werden. Der LDV misst die Sc...

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Fabrication of Surface Acoustic Wave Devices on Lithium Niobate

Zwei Herstellungstechniken, Lift-off und Nassätzung, werden bei der Herstellung von interdigitalen Elektrodenwandlern auf einem piezoelektrischen Substrat beschrieben, Lithiumniobat, das weit verbreitet ist, um Oberflächen-Akustikwellen zu erzeugen, die jetzt einen breiten Nutzen in der Mikro- bis nanoskaligen Fluidik finden. Die produzierten Elektroden werden gezeigt, um effizient Megahertz-Ordnung Rayleigh Oberflächen-Akustikwellen zu induzieren.

Herstellung von Oberflächen-Akustikwellengeräten auf Lithium-Niobat

Manipulation of fluids and particles by acoustic actuation at small scale is aiding the rapid growth of lab-on-a-chip applications. Megahertz-order ...

Unser Protokoll zeigt die Details der Herstellung typischer Oberflächenschallwellengeräte auf piezoelektrischen Substraten, besonders wertvoll für Menschen, die dieses aufkeimende Feld betreten möchten. Bei der Reinigung ist es von entscheidender Bedeutung, Schmutz von der Oberfläche fernzuhalten. Um den Wafer vorzubrechen, legen Sie ihn drei Minuten lang bei 100 Grad Celsius auf eine Kochplatte.Dann bewegen Sie den Wafer auf Aluminiumfolie. Legen Sie den Wafer auf einen Spincoater. Mit einem Trsetzer platzieren Sie negativen Photowiderstand auf den Wafer, der etwa 75 % der Waferoberfläche bedeckt.Um eine photoresistdicke Dicke von ca. 1,3 Mikrometern zu erzeugen, führen Sie das folgende Programm auf dem Spincoater aus: 500 U/min mit einer Beschleunigung von 3.000 U/min für fünf Sekunden, gefolgt von 3 500 U/min mit einer Beschleunigung von 3.000 U/min für 40 Sekunden. Backen Sie den Wafer, indem Sie ihn bei 100 Grad Celsius auf eine Kochplatte legen. Erhöhen Sie die Warmblechtemperatur auf 150 Grad Celsius und halten Sie diese Temperatur für eine Minute aufrecht.Dann den Wafer von der Kochplatte bewegen und den Wafer in der Luft auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Legen Sie den Wafer nicht direkt auf die Kochplatte bei 150 Grad Celsius. Lassen Sie das Wasser nach dem Erhitzen in der Luft abkühlen.Um den Photoresist ultravioletter Energie auszusetzen, übertragen Sie den Wafer auf den Maskenaligner. Mit dem Maskenaligner, der Licht bei 375 Nanometern liefert, setzen Sie den Photoresist einer Energiedosis von 400 Millijoule pro Quadratzentimeter aus. Um den Wafer zu backen, legen Sie ihn auf eine Kochplatte bei 100 Grad Celsius.Nach drei Minuten den Wafer auf Aluminiumfolie übertragen, wo er auf Raumtemperatur abkühlt. Legen Sie den Wafer in einen Becher gefüllt mit reinem RD6-Entwickler. Lassen Sie den Wafer 15 Sekunden lang eintauchen, während Sie den Becher sanft schütteln.Entfernen Sie den Wafer vom Entwickler und tauchen Sie ihn für eine Minute in entionisiertes Wasser ein. Dann spülen Sie den Wafer unter deionisiertem Wasserfluss. Verwenden Sie schließlich den trockenen Stickstofffluss, um das restliche Wasser aus dem Wafer zu entfernen.Backen Sie das Wasser wieder bei 100 Grad Celsius. Nach drei Minuten den Wafer auf Aluminiumfolie übertragen, wo er auf Raumtemperatur abkühlt. Legen Sie den Wafer in ein Sputterabscheidungssystem und evakuieren Sie die Kammer auf einen Druck von fünf mal 10 auf den negativen Sechs-Millitorr.Als nächstes fließen Argon bei 2,5 Millitorr. Dann sputtern Chrom mit einer Leistung von 200 Watt für fünf Nanometer als Haftschicht. Um die leitfähigen Elektroden zu bilden, lagern Sie Aluminium bei 400 Nanometern und einem Leistungsniveau von 300 Watt ab.Den Wafer in einen Becher geben und in Aceton eintauchen. Beschallen Sie den Becher mit mittlerer Intensität für fünf Minuten. Spülen Sie den Wafer mit entionisiertem Wasser und trocknen Sie den Wafer mit Stickstofffluss.Legen Sie den Wafer drei Minuten lang bei 100 Grad Celsius auf eine Kochplatte. Dann übertragen Sie es auf ein Stück Aluminiumfolie und warten, bis es auf Raumtemperatur abkühlen. Legen Sie den Wafer in ein Sputterabscheidungssystem und evakuieren Sie die Kammer auf einen Druck von fünf mal 10 auf den negativen Sechs-Millitorr.Fließen Sie Argon bei 2,5 Millitorr und spututtern Sie dann Chrom mit einer Leistung von 200 Watt für fünf Nanometer als Haftschicht. Als nächstes bilden Sie die leitfähigen Elektroden, indem Sie Gold für 400 Nanometer bei einem Leistungsniveau von 300 Watt sputtern. Legen Sie den Wafer auf einen Spincoater.Mit einem Trsetzer, legen Sie positiven Photowiderstand auf den Wafer, der etwa 75% der Waferoberfläche bedeckt. Um eine photoresistdicke Dicke von ca. 1,2 Mikrometern zu erzeugen, führen Sie das folgende Programm auf dem Spincoater aus: 500 U/min mit einer Beschleunigung von 3.000 U/min für 10 Sekunden, gefolgt von 4.000 U/min mit einer Beschleunigung von 3.000 U/min für 30 Sekunden. Dann legen Sie den Wafer auf eine Kochplatte bei 100 Grad Celsius.Nach einer Minute den Wafer auf Aluminiumfolie übertragen, wo er auf Raumtemperatur abkühlt. Übertragen Sie den Wafer auf den Maskenausrichter. Mit dem Maskenaligner, der Licht bei 375 Nanometern liefert, setzen Sie den Photoresist einer Energiedosis von 150 Millijoule pro Quadratzentimeter aus.Legen Sie den Wafer in einen Becher gefüllt mit reinem AZ300MIF-Entwickler. Lassen Sie den Wafer 300 Sekunden lang im Becher liegen und den Becher sanft schütteln. Entfernen Sie den Wafer vom Entwickler und tauchen Sie es für eine Minute entionisiertes Wasser ein.Dann spülen Sie den Wafer unter deionisiertem Fluss. Verwenden Sie schließlich den trockenen Stickstofffluss, um das restliche Wasser aus dem Wafer zu entfernen. Als nächstes tauchen Sie den Wafer 90 Sekunden lang in Gold-Etchant ein und schütteln Sie sanft den Becher.Nachdem Sie den Wafer unter entionisiertem Wasserfluss abspült haben, verwenden Sie trockenen Stickstoffstrom, um das verbleibende entionisierte Wasser aus dem Wafer zu entfernen. Neben Aceton, Photoresist und Entwickler sind die gefährlichsten Reagenzien die Metallaktionen, die einen höheren Schutz erfordern, wie Neoprenhandschuhe und eine Schürze. Schließlich tauchen Sie den Wafer für 20 Sekunden in Chrom etchant ein und schütteln Sie sanft den Becher.Spülen Sie den Wafer unter entionisiertem Wasserfluss. Und wieder, verwenden Sie trockenen Stickstofffluss, um verbleibendes Wasser zu entfernen. IDTs wurden mit den beschriebenen Methoden hergestellt.Der Abstand zwischen den Fingern und den Fingern selbst beträgt alle 10 Mikrometer in der Breite, was zu einer Wellenlänge von 40 Mikrometern führt. Ein sinusförmiges Signal wurde auf das IDT aufgebracht und ein Laser-Doppler-Vibrometer wurde verwendet, um die Amplitude und Frequenz der resultierenden Oberflächen-Akustikwelle zu messen. Die Resonanzfrequenz lag bei 96,5844 Megahertz, etwas niedriger als die Designfrequenz von 100 Megahertz.Eine Darstellung der Schwingung auf der Substratoberfläche zeigt eine oberflächenakustische Welle, die sich von den IDTs aus ausbreitet. Basierend auf dem Verhältnis zwischen der maximalen Amplitude und der minimalen Amplitude wurde das Standwellenverhältnis auf 2,06 berechnet. Die Bewegung eines sessilen Tröpfchens, das durch das SAW-Gerät betätigt wurde, wurde demonstriert.Ein Wassertropfen von 0,2 Mikrolitern wurde auf Lithium-Niobat etwa einen Millimeter vom IDT entfernt pipettiert. Wenn sich ein SAW ausbreitet und auf das Tröpfchen trifft, sickert es im Rayleigh-Winkel in die Flüssigkeit. Der Jetting-Winkel bestätigt das Vorhandensein einer Oberflächen-Akustikwelle.Diese Techniken können für die Herstellung von Megahertz oder der Oberflächen-Akustikwellengeräte verwendet werden. Der Prozess muss angepasst werden, wenn höhere Frequenz-Akustikwellenantriebe erforderlich sind. Dieses Protokoll bietet zwei zuverlässige Methoden zur Vorbereitung hochfrequenter Oberflächen-Akustikwellengeräte, die für die forschung an nano- bis nanoskaliger Akustofluidik verwendet werden.

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Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-gestützte Dielektrophorese: Eine kostengünstige Methode für die Herstellung von Hochleistungs-Lösung-verarbeitbare Nanodraht-Geräte

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Atmosphärendruck-Herstellung von großformatigen Einzellagen-rechteckige SnSe Flocken

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Herstellung von flexiblen Bildsensor basierend auf seitliche NIPIN Fototransistoren

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...