3차원 마이크로 및 나노소자 개발을 위한 나노결정질 다이아몬드-유리 플랫폼

소환

Janssens, SD, Vázquez-Cortés, D., Giussani, A., Kwiecinski, JA, & Fried, E. (2019). 3차원 마이크로 및 나노소자 개발을 위한 나노결정질 다이아몬드-유리 플랫폼. 다이아몬드 및 관련 재료 , 98 , 107511. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2019.107511

키워드

• 나노결정질 다이아몬드(NCD)
• 유리 관통형 비아(TGV)
• 미세 가공
• 유리 에칭
• 레이저 절제
• 3D 마이크로 및 나노 장치
• 단일 세포 배양 및 분석
• 미세전극
• 양자 기술
• 고온 MEMS

짧은

이 기사에서는 마이크로 및 나노 장치에 사용할 수 있는 나노결정질 다이아몬드-유리 플랫폼을 제조하는 저비용 공정을 제시합니다.

요약

Stoffel D. Janssens 외의 2019년 기사 "3차원 마이크로 및 나노 장치 개발을 위한 나노결정질 다이아몬드-유리 플랫폼"은 Diamond & 관련 재료 에 게재되었으며 나노결정질 다이아몬드-유리 플랫폼을 생성하는 새로운 프로세스를 자세히 설명합니다. 이 플랫폼은 단일 세포 분석, 약물 전달, 미세 전극 및 고온 MEMS를 포함한 다양한 분야에 잠재적으로 응용될 수 있습니다.

저자는 포토리소그래피와 전사 인쇄를 피하는 저비용 제조 방법의 개요를 설명합니다. 이 공정은 불화수소산(HF)을 사용하여 Lotus NXT 유리 기판의 한 면을 50μm 두께로 에칭하는 것으로 시작됩니다. 다음으로 레이저 제거를 사용하여 에칭된 면에 직경과 깊이가 약 40μm인 막힌 구멍을 만듭니다. 그런 다음 약 175nm 두께의 나노결정질 다이아몬드(NCD) 필름이 기판의 반대편에서 성장됩니다. 기판을 약 25μm로 얇게 만드는 최종 HF 에칭 단계에서는 부유 NCD 필름으로 밀봉된 유리 비아(TGV)를 생성합니다.

저자는 제조 공정의 각 단계를 개선하기 위해 다양한 테스트를 수행했습니다. 그들은 HF 농도와 에칭 시간이 에칭 깊이와 표면 거칠기에 미치는 영향을 연구했습니다. 그들은 원하는 막힌 구멍 치수를 달성하면서 균열 형성을 최소화하기 위해 레이저 제거 매개변수를 최적화했습니다. 마지막으로 그들은 결정성, 두께 및 응력을 포함하여 성장된 NCD 필름의 특성을 조사했습니다.

그 결과 NCD 유리 플랫폼은 매우 투명하며 최소 300kPa의 압력을 견딜 수 있습니다. 저자는 대체 레이저 절제 기술이나 유리의 레이저 활성화를 사용하여 TGV 매끄러움을 더욱 향상시킬 수 있다고 제안합니다. 그들은 또한 특정 열팽창 계수를 가진 유리를 선택하여 플랫폼의 열 특성을 미세 조정할 수 있으므로 고온 응용 분야용 장치 개발이 가능하다는 점에 주목했습니다.

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