3次元マイクロおよびナノデバイスの開発のためのナノ結晶ダイヤモンドガラスプラットフォーム

引用

Janssens, SD, Vázquez-Cortés, D., Giussani, A., Kwiecinski, JA, & Fried, E. (2019). 3次元マイクロおよびナノデバイスの開発のためのナノ結晶ダイヤモンドガラスプラットフォーム。Diamond & Related Materials 、 98、107511。https ://doi.org/10.1016/j.diamond.2019.107511

キーワード

• ナノ結晶ダイヤモンド（NCD）
• ガラス貫通ビア（TGV）
• 微細加工
• ガラスエッチング
• レーザーアブレーション
• 3Dマイクロデバイスおよびナノデバイス
• 単一細胞培養と分析
• 微小電極
• 量子技術
• 高温MEMS

簡単な

この記事では、マイクロデバイスやナノデバイスに使用できるナノ結晶ダイヤモンドガラス プラットフォームを製造するための低コストのプロセスを紹介します。

まとめ

2019 年にDiamond & Related Materialsに掲載された Stoffel D. Janssens らによる論文「3 次元マイクロおよびナノデバイスの開発のためのナノ結晶ダイヤモンドガラス プラットフォーム」では、ナノ結晶ダイヤモンドガラス プラットフォームを作成するための新しいプロセスについて詳しく説明しています。このプラットフォームは、単一細胞分析、薬物送達、マイクロ電極、高温 MEMS など、さまざまな分野での潜在的な用途があります。

著者らは、フォトリソグラフィーと転写印刷を使わない低コストの製造方法を概説している。このプロセスは、Lotus NXT ガラス基板の片面をフッ化水素酸 (HF) で 50 μm の厚さにエッチングすることから始まる。次に、レーザーアブレーションを使用して、エッチングされた面に直径と深さが約 40 μm の止まり穴を作成する。次に、基板の反対側に厚さ約 175 nm のナノ結晶ダイヤモンド (NCD) フィルムを成長させる。最後の HF エッチング工程で基板を約 25 μm に薄くし、吊り下げられた NCD フィルムで密閉されたガラス貫通ビア (TGV) を作成する。

著者らは、製造プロセスの各段階を改善するためにさまざまなテストを実施しました。HF 濃度とエッチング時間がエッチングの深さと表面粗さに与える影響を研究しました。また、希望するブラインド ホールの寸法を達成しながら亀裂の形成を最小限に抑えるために、レーザー アブレーション パラメータを最適化しました。最後に、結晶度、厚さ、応力など、成長した NCD フィルムの特性を調査しました。

得られた NCD ガラス プラットフォームは透明性が高く、少なくとも 300 kPa の圧力に耐えることができます。著者らは、代替のレーザー アブレーション技術またはガラスのレーザー活性化を使用することで、TGV の滑らかさをさらに向上できる可能性があると示唆しています。また、特定の熱膨張係数を持つガラスを選択することでプラットフォームの熱特性を微調整できるため、高温用途のデバイスの開発が可能になるとも述べています。

出典: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963519304650