Engineering
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Fabricage van Surface Acoustic Wave-apparaten op lithium niobate
Chapters
Summary June 18th, 2020
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Twee fabricagetechnieken, lift-off en natte etsen, worden beschreven in de productie van interdigitale elektrodetransducers op een piëzo-elektrisch substraat, lithium niobate, op grote schaal gebruikt om oppervlakte akoestische golven te genereren nu vinden breed nut in micro-tot nanoschaal vloeistof. De geproduceerde elektroden worden getoond om megahertz te veroorzaken om Rayleigh oppervlakte akoestische golven te bestellen.
Transcript
Ons protocol toont de details van het fabriceren van typische oppervlakte akoestische golf apparaten op piëzo-elektrische substraten vooral waardevol voor mensen die dit ontluikende veld willen betreden. Het houden van vuil uit de buurt van het oppervlak tijdens het schoonmaken is van cruciaal belang in het proces van fabricage. Om de wafer voor te breken, plaats deze gedurende drie minuten op een kookplaat bij 100 graden Celsius.
Verplaats de wafer vervolgens naar aluminiumfolie. Plaats de wafer op een spin coater. Met behulp van een druppelaar, plaats negatieve fotoresist op de wafer die ongeveer 75% van de wafer oppervlak.
Om een fotoresistische dikte van ongeveer 1,3 micrometer te produceren, voert u het volgende programma uit op de spincoater:500 rpm met een acceleratie van 3,000 tpm per seconde gedurende vijf seconden, gevolgd door 3, 500 rpm met een acceleratie van 3.000 rpm per seconde gedurende 40 seconden. Bak de wafer door het op een kookplaat te plaatsen op 100 graden Celsius. Verhoog de kookplaattemperatuur tot 150 graden Celsius en houd die temperatuur één minuut vast.
Verplaats vervolgens de wafer van de kookplaat en laat de wafer afkoelen in de lucht tot kamertemperatuur. Plaats de wafer niet direct op de kookplaat bij 150 graden Celsius. Laat het water afkoelen in de lucht na het verwarmen.
Om de fotoresist bloot te stellen aan ultraviolette energie, breng de wafer over op de masker aligner. Met de masker aligner ingesteld om licht te leveren op 375 nanometer, bloot de fotoresist aan een energie dosis van 400 millijoule per vierkante centimeter. Om de wafer te bakken, plaats deze op een kookplaat op 100 graden Celsius.
Breng de wafer na drie minuten over op aluminiumfolie waar deze afkoelt tot kamertemperatuur. Plaats de wafer in een beker gevuld met pure RD6 ontwikkelaar. Laat de wafer 15 seconden onderdompelen terwijl u zachtjes de beker schudt.
Verwijder de wafer van de ontwikkelaar en dompel het onder in gedeïemiseerd water voor een minuut. Spoel vervolgens de wafer onder gedeïioneerde waterstroom. Gebruik ten slotte droge stikstofstroom om het resterende water uit de wafer te verwijderen.
Bak het water opnieuw op 100 graden Celsius. Breng de wafer na drie minuten over op aluminiumfolie waar deze afkoelt tot kamertemperatuur. Plaats de wafer in een sputter depositie systeem en evacueer de kamer tot een druk van vijf keer 10 tot de negatieve zes millitorr.
Vervolgens stroom argon op 2,5 millitorr. Dan sputteren chroom met een vermogen van 200 watt voor vijf nanometer als een hechting laag. Om de geleidende elektroden te vormen, deponeert aluminium op 400 nanometer en een vermogen van 300 watt.
Breng de wafer naar een beker en dompel het onder in aceton. Soniceer de beker op gemiddelde intensiteit gedurende vijf minuten. Spoel de wafer af met gedeïioneerd water en droog de wafer af met stikstofstroom.
Plaats de wafer drie minuten lang op een kookplaat op 100 graden Celsius. Breng het vervolgens over op een stuk aluminiumfolie en wacht tot het afkoelt tot kamertemperatuur. Plaats de wafer in een sputter depositie systeem en evacueer de kamer tot een druk van vijf keer 10 tot de negatieve zes millitorr.
Stroom argon op 2,5 millitorr en vervolgens sputteren chroom met een vermogen van 200 watt voor vijf nanometer als een hechtingslaag. Vorm vervolgens de geleidende elektroden door goud sputteren voor 400 nanometer bij een vermogen van 300 watt. Plaats de wafer op een spin coater.
Met behulp van een druppelaar, deponeren positieve fotoresist op de wafer die ongeveer 75% van de wafer oppervlak. Om een fotoresistische dikte van ongeveer 1,2 micrometer te produceren, voert u het volgende programma uit op de spincoater:500 rpm met een acceleratie van 3,000 tpm per seconde gedurende 10 seconden, gevolgd door 4.000 tpm met een acceleratie van 3.000 tpm per seconde gedurende 30 seconden. Plaats vervolgens de wafer op een kookplaat op 100 graden Celsius.
Breng de wafer na een minuut over op aluminiumfolie waar deze afkoelt tot kamertemperatuur. Breng de wafer over op de masker aligner. Met de masker aligner ingesteld om licht te leveren op 375 nanometer, bloot de fotoresist aan een energie dosis van 150 millijoule per vierkante centimeter.
Plaats de wafer in een beker gevuld met pure AZ300MIF ontwikkelaar. Laat de wafer 300 seconden zachtjes in het bekerglas schudden. Verwijder de wafer van de ontwikkelaar en dompel het gedeïniseerd water voor een minuut onder.
Spoel vervolgens de wafer onder gedeïsized stroom. Gebruik ten slotte droge stikstofstroom om het resterende water uit de wafer te verwijderen. Vervolgens dompel de wafer in goud etchant voor 90 seconden, zachtjes schudden de beker.
Na het spoelen van de wafer onder gedeïioneerde waterstroom, gebruik droge stikstofstroom om de resterende gedeïeëniseerde water te verwijderen uit de wafer. Afgezien van de aceton, fotoresist, en ontwikkelaar, de meest gevaarlijke reagentia zijn de metalen acties die een hoger niveau bescherming, zoals neopreen handschoenen en een schort vereisen. Tot slot, dompel de wafer in chroom etchant gedurende 20 seconden, zachtjes schudden de beker.
Spoel de wafer onder gedeïioneerde waterstroom. En nogmaals, gebruik droge stikstofstroom om het resterende water te verwijderen. IDT's werden vervaardigd met behulp van de beschreven methoden.
De afstand tussen de vingers en de vingers zelf zijn allemaal 10 micrometer breed, wat resulteert in een golflengte van 40 micrometer. Een sinusoïdaal signaal werd toegepast op de IDT en een laser Doppler vibrometer werd gebruikt om de amplitude en frequentie van het resulterende oppervlak akoestische golf te meten. De resonantiefrequentie bleek 96.5844 megahertz te zijn, iets lager dan de ontwerpfrequentie van 100 megahertz.
Een perceel van de trilling op het substraatoppervlak toont een oppervlakte akoestische golf die zich van de IDTs voortplant. Op basis van de verhouding tussen de maximale amplitude en de minimale amplitude werd de staande golfverhouding berekend op 2,06. De beweging van een sessile druppel die door het ZAAGapparaat wordt ingericht werd aangetoond.
Een waterdruppel van 0,2 microliter werd gepipeteerd op lithium niobate ongeveer een millimeter afstand van de IDT. Wanneer een SAW zich voortplant en de druppel tegenkomt, lekt deze in de vloeistof onder de Rayleigh-hoek. De straalhoek bevestigt de aanwezigheid van een akoestische golf aan het oppervlak.
Deze technieken kunnen worden gebruikt voor de fabricage van megahertz of het oppervlak akoestische golf apparaten. Het proces moet worden aangepast als een hogere frequentie akoestische golf actuatoren nodig zijn. Dit protocol biedt twee betrouwbare methoden voor de voorbereiding van hoogfrequente oppervlakte akoestische golf apparaten die worden gebruikt voor micro-tot nanoschaal acoustofluidics onderzoek.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
