Fabrication d’une puce à micro-motifs avec épaisseur contrôlée pour la microscopie électronique cryogénique à haut débit

Ce protocole est important pour réguler l’épaisseur de la taille de l’image à l’échelle nanométrique afin d’observer avec succès des protéines et des nanomatériaux de différentes tailles à l’aide de cryo EM. La technique de fabrication du Mem permet la production en série de la micropuce. Il permet également de sélectionner les profondeurs et les conceptions des puits à micro-motifs. Selon les objectifs expérimentaux.

La technique peut contribuer à améliorer l’efficacité de l’analyse de la structure 3D à haut débit des biomolécules qui est utilisée pour la découverte de médicaments commerciaux, puis les plaquettes minces et les micropuces avec des membranes de nitre de silicium tentant à risque peuvent être délicates. Il est important de ne pas plier la plaquette ou d’appliquer des forces perpendiculaires à la fenêtre en nitrate de silicium. Commencez à modeler la photorésine, ou PR en couvrant une plaquette de silicium déposée au nitrure de silicium avec une solution d’hexaméthyldisilazane, puis essorez la plaquette à 3000 tr / min pendant 30 secondes sur un codeur de spin.

Cuire la plaquette enduite à 95 degrés Celsius pendant 30 secondes sur une plaque chauffante pour rendre la surface de l’eau hydrophobe et assurer une bonne performance de revêtement avec le PR. Ensuite, enduisez la plaquette avec un PR positif et faites-la cuire à 100 degrés Celsius pendant 90 secondes. Un PR enduit de spin a une épaisseur de 500 nanomètres. Exposez la plaquette enduite de PR à la lumière ultraviolette pendant cinq secondes à travers un masque au chrome à l’aide d’une gouttière.

Développer le PR pendant une minute à l’aide d’un révélateur et rincer deux fois en immergeant la plaquette dans de l’eau désionisée. Séchez ensuite la plaquette à motif PR en soufflant de l’azote gazeux sur la surface de l’eau. Suivant le modèle du PR. Utilisez une gravure ionique réactive construite en laboratoire à une puissance de radiofréquence de 50 watts et avec de l’hexafluorure de soufre gazeux à trois centimètres cubes standard par minute.

Pour graver le nitrure de silicium exposé à raison de six angströms par seconde. Éliminez le PR en immergeant la plaquette à motifs de nitrure de silicium dans de l’acétone à température ambiante pendant 30 minutes. Ensuite, rincez la plaquette deux fois dans de l’eau désionisée et séchez la plaquette avec de l’azote gazeux.

Pour graver le si exposé, immerger la plaquette à motifs de nitrure de silicium dans une solution d’hydroxyde de potassium fraîchement préparée. Sous agitation continue jusqu’à ce que les fenêtres autoportantes en nitrure de silicium puissent être observées du côté opposé de la plaquette à motifs. Nettoyez la plaquette gravée en la trempant plusieurs fois dans un bain-marie désionisé.

Séchez ensuite la plaquette à l’air. Pour éliminer les résidus de gravure, appuyez légèrement sur les limites du réseau de puces avec une pince à épiler et obtenez un tableau de puces à micro-motifs. Ensuite, immergez le réseau de puces dans une solution d’hydroxyde de potassium fraîchement préparée pendant 30 secondes, puis rincez deux fois, soufflez les copeaux avec de l’azote gazeux et séchez-les à l’air pendant une heure.

Pour un support solide, préparez une tranche de silicium vierge de 525 micromètres avec le revêtement de spin comme démontré précédemment. Attachez au rayon déchiqueteur sur la plaquette de silicium avant de cuire la plaquette et suivez la procédure décrite précédemment pour obtenir la plaquette de silicium micromotif. Éliminer le PR en immergeant la puce de motif dans une solution de méthyle deux littanol pur à 60 degrés Celsius pendant la nuit.

Le lendemain, rincez le jeu de copeaux deux fois avec de l’eau désionisée. Après séchage de la puce de motif fixé avec de l’azote, éliminer les résidus de PN avec un procédé plasma d’oxygène en utilisant 100 centimètres cubes standard par minute d’oxygène gazeux à une puissance de radiofréquence de 150 watts pendant une minute avec la graveur d’ions réactifs. Plus tard, immergez les puces micro-structurées dans une solution d’hydroxyde de potassium pendant 30 secondes pour éliminer complètement les résidus de PN.

Ensuite, rincez et séchez complètement le jeu de copeaux. Diluer deux milligrammes par millilitre d’oxyde de graphène ou solution 10 fois avec de l’eau désionisée et sonifier la solution diluée pendant 10 minutes pour briser les agrégats des feuilles. Puis centrifuger vers la solution diluée à 300 fois G pendant 30 secondes à température ambiante.

Utilisez un déchargeur luminescent à 15 millions d’ampères pour décharger le côté gravé en silicium de la puce à micro-motif pendant une minute et rendre la surface de la puce avec une charge positive. Lorsque vous avez terminé, déposez trois microlitres de la solution sur le côté décharge luminescente de la puce à micromotif. Après une minute, épongez l’excès de solution sur la puce avec du papier filtre.

Lavez la puce transférée avec des gouttelettes d’eau désionisées sur un film de paraffine et épongez l’excès avec du papier filtre. Répétez la procédure de coulée de goutte deux fois du côté transféré et une fois du côté opposé. Sécher la puce transférée à température ambiante pendant la nuit.

Au cours de la procédure de photolithographie, les conceptions des puces à micro-motif ont été manipulées en utilisant différentes conceptions du masque au chrome. Le nombre et les dimensions des membranes autoportantes de nitrure de silicium ont été contrôlés. Il a été observé que les micropuces fabriquées pouvaient avoir jusqu’à 25 000 trous suspendus.

Le spectre des ramen à la fenêtre affichait les pics représentatifs du De plus, les motifs de défraction hexagonale à orientation multiple indiquaient que les fenêtres étaient constituées de la multicouche La structure et la profondeur du micro trou avec des fenêtres ont été étudiées par microscopie électronique à balayage et microscopie à force atomique. Une structure de type puits du micro trou avec la fenêtre a été observée dans les images confirmant la possibilité de la conception de la puce micro motif avec fenêtres. À l’aide de la puce à micromotifs, quelques spécimens biologiques et nanoparticules inorganiques ont été imagés avec le microscope électronique cryo.

Il est important d’optimiser les conditions telles que l’épaisseur du revêtement pur en utilisant l’intensité et le temps de développement pour le micro-modelage en fonction de la taille et de la conception des motifs. En appliquant des techniques de nano-pattering telles que FIB ou même le graphène lithographique plus petit, des motifs micrométriques peuvent être produits, ce qui peut élargir les applications de ce micro-dispositif lorsqu’il est utilisé avec d’autres techniques analytiques.