芯片实验室采用先进硅技术.docx

芯片实验室采用先进硅技术知识开发了一个流程流。粗糙（500-3μm）结构和精细（3-O，5μm）结构均可在同一流程流中制造，而且在采用深硅蚀刻技术后并无明显差异。这提供了极大的设计灵活性。此外，高纵横比结构也可利用硅制造出来（纵横比高达40）。用作过滤器的又高又窄的微柱就是一个很好的例子。未来的工作重点在于将背面金属层引入平台，以制造薄膜加热器和温度传感器。这将消除对外部冷却和加热系统的需要。对平台所做的另一改进将是实现低温接合（室温极佳）工艺，来替代当前需在400℃温度下执行的阳极接合。如此，开发商将能够使芯片在一个相同的工艺流程内功能化。图3显示了在硅片上制造精细和粗糙微流控结构的工艺流程。（a）硅片（灰色部分）被氧化层覆盖（绿色部分）。精细结构图案压制在氧化层上，将在之后的阶段中用作制造结构的。（b）之后，添加氮化层（蓝色部分）。（c）执行蚀刻操作，去除氮化物和氧化物，并雕刻硅片形成粗糙结构。（d）氧化暴露的硅表面。这种氧化物将在制作精细结构的过程中起到保护作用。（e）去除氮化物和蚀刻精细结构。（f）去除氧化物。（g）硅片与派热克斯玻璃接合。（h）执行背面蚀刻操作以打开流体连接件。需要注意的是，由于采用了受氮化物保护的氧化物，精细结构蚀刻不必旋转涂覆抗蚀剂，其中精细结构蚀刻会比较困难，因为大部分表面已经为粗糙结构。未来工作作为硅基芯片实验室系统的第一步，研究人员已经建立了一个硅基平台用来制造微流控结构。工艺流程被用于制造各种各样的结构：微管道、混合器、微反应器、微柱过滤器、毛细泵和毛细阀门、微滴发生器（针对数字液滴聚合酶链反应）、合并器和分隔器。经证实，该工艺十分稳定，可用于各式各样的设计。