Fabricación de dispositivos de ondas acústicas de superficie en niobato de litio

Nuestro protocolo demuestra los detalles de la fabricación de dispositivos de ondas acústicas superficiales típicos sobre sustratos piezoeléctricos especialmente valiosos para las personas que buscan entrar en este campo floreciente. Mantener los desechos alejados de la superficie durante la limpieza es crucial en el proceso de fabricación. Para pre-romper la oblea, colóquela en una placa caliente a 100 grados Celsius durante tres minutos.

A continuación, mueva la oblea a papel de aluminio. Coloque la oblea en una recubridora. Usando un cuentagotas, coloque fotorresistir negativo en la oblea que cubre alrededor del 75% de la superficie de la oblea.

Para producir un espesor fotorresistente de aproximadamente 1,3 micrómetros, ejecute el siguiente programa en la recubridora de centrifugado:500 rpm con una aceleración de 3.000 rpm por segundo durante cinco segundos, seguido de 3.500 rpm con una aceleración de 3.000 rpm por segundo durante 40 segundos. Hornee la oblea colocándola en una placa caliente a 100 grados Centígrados. Aumente la temperatura de la placa caliente a 150 grados Centígrados y mantenga esa temperatura durante un minuto.

A continuación, mueva la oblea de la placa de cocción y deje que la oblea se enfríe en el aire a temperatura ambiente. No coloque la oblea directamente sobre la placa caliente a 150 grados centígrados. Deje que el agua se enfríe en el aire después de calentar.

Para exponer el fotorresistencia a la energía ultravioleta, transfiera la oblea al alineador de máscara. Con el alineador de máscara configurado para entregar luz a 375 nanómetros, exponga el fotorresistencia a una dosis de energía de 400 mililijoules por centímetro cuadrado. Para hornear la oblea, colóquela en una placa caliente a 100 grados Centígrados.

Después de tres minutos, transfiera la oblea a papel de aluminio donde se enfriará a temperatura ambiente. Coloque la oblea en un vaso lleno de desarrollador de RD6 puro. Deje la oblea sumergida durante 15 segundos mientras agita suavemente el vaso de precipitados.

Retire la oblea del desarrollador y sumerjala en agua desionizada durante un minuto. A continuación, enjuague la oblea bajo el flujo de agua desionizado. Por último, utilice el flujo de nitrógeno seco para eliminar el agua restante de la oblea.

Hornee el agua de nuevo a 100 grados centígrados. Después de tres minutos, transfiera la oblea a papel de aluminio donde se enfriará a temperatura ambiente. Coloque la oblea en un sistema de deposición de pulverización y evacúe la cámara a una presión de cinco veces 10 al militor negativo de seis milivadores.

A continuación, fluya el argón a 2,5 milivatros. A continuación, sputter cromo con una potencia de 200 vatios para cinco nanómetros como una capa de adhesión. Para formar los electrodos conductores, deposite aluminio a 400 nanómetros y un nivel de potencia de 300 vatios.

Transfiera la oblea a un vaso de precipitados y sumerjala en acetona. Sonicar el vaso de precipitados a intensidad media durante cinco minutos. Enjuague la oblea con agua desionizada y seque la oblea con flujo de nitrógeno.

Coloque la oblea en una placa caliente a 100 grados Celsius durante tres minutos. A continuación, transfiera a un pedazo de papel de aluminio y espere a que se enfríe a temperatura ambiente. Coloque la oblea en un sistema de deposición de pulverización y evacúe la cámara a una presión de cinco veces 10 al militor negativo de seis milivadores.

Flujo de argón a 2,5 militor y luego sputter cromo con una potencia de 200 vatios para cinco nanómetros como una capa de adhesión. A continuación, forme los electrodos conductores mediante la pulverización de oro para 400 nanómetros a un nivel de potencia de 300 vatios. Coloque la oblea en una recubridora.

Usando un cuentagotas, deposite fotorresistir positivo en la oblea que cubre alrededor del 75% de la superficie de la oblea. Para producir un espesor fotorresistente de aproximadamente 1,2 micrómetros, ejecute el siguiente programa en la recubridora de centrifugado:500 rpm con una aceleración de 3.000 rpm por segundo durante 10 segundos, seguido de 4.000 rpm con una aceleración de 3.000 rpm por segundo durante 30 segundos. A continuación, coloque la oblea en una placa caliente a 100 grados Centígrados.

Después de un minuto, transfiera la oblea a papel de aluminio donde se enfriará a temperatura ambiente. Transfiera la oblea al alineador de máscara. Con el alineador de máscara configurado para entregar luz a 375 nanómetros, exponga el fotorresistencia a una dosis de energía de 150 mililitros por centímetro cuadrado.

Coloque la oblea en un vaso lleno de desarrollador AZ300MIF puro. Deje la oblea en el vaso de precipitados durante 300 segundos agitando suavemente el vaso de precipitados. Retire la oblea del desarrollador y sumerja el agua desionizada durante un minuto.

A continuación, enjuague la oblea bajo flujo desionizado. Por último, utilice el flujo de nitrógeno seco para eliminar el agua restante de la oblea. A continuación, sumerja la oblea en oro grabado durante 90 segundos, agitando suavemente el vaso de precipitados.

Después de enjuagar la oblea bajo el flujo de agua desionizado, utilice el flujo de nitrógeno seco para eliminar el agua desionizada restante de la oblea. Aparte de la acetona, fotorresistir y desarrollador, los reactivos más peligrosos son las acciones metálicas que requieren una protección de mayor nivel, como guantes de neopreno y un delantal. Finalmente, sumerja la oblea en cromo etchant durante 20 segundos, agitando suavemente el vaso de precipitados.

Enjuague la oblea bajo flujo de agua desionizado. Y de nuevo, utilice el flujo de nitrógeno seco para eliminar el agua restante. Los IDT se fabricaron utilizando los métodos descritos.

El espaciado entre los dedos y los dedos en sí son los 10 micrómetros de ancho, lo que resulta en una longitud de onda de 40 micrómetros. Se aplicó una señal sinusoidal al IDT y se utilizó un vibrómetro Doppler láser para medir la amplitud y frecuencia de la onda acústica superficial resultante. Se encontró que la frecuencia de resonancia era de 96.5844 megahercios, ligeramente inferior a la frecuencia de diseño de 100 megahercios.

Una gráfica de la vibración en la superficie del sustrato muestra una onda acústica superficial que se propaga desde los IDT. Sobre la base de la relación entre la amplitud máxima y la amplitud mínima, la relación de onda estacionarda se calculó en 2,06. Se demostró el movimiento de una gota sésile accionada por el dispositivo SAW.

Una gota de agua de 0,2 microlitros fue pipetada en niobato de litio a un milímetro de distancia del IDT. Cuando un SAW se propaga y encuentra la gota, se filtra en el líquido en el ángulo de Rayleigh. El ángulo de chorro confirma la presencia de una onda acústica superficial.

Estas técnicas se pueden utilizar para la fabricación de megahercios o dispositivos de onda acústica superficial. El proceso debe ajustarse si se requieren actuadores de onda acústica de mayor frecuencia. Este protocolo proporciona dos métodos fiables para preparar dispositivos de ondas acústicas superficiales de alta frecuencia utilizados para la investigación acanalójica micro a nanoescala.