Publicação
Microcavidades fabricadas por RIE para aplicações biomédicas
| Resumo: | A técnica de corrosão iónica reativa (RIE) permite a fabricação de microcavidades para produção de dispositivos microelectrónicos. Esta técnica utiliza descargas de plasma para gerar iões e radicais livres que reagem e removem material em zonas demarcadas no substrato. Este trabalho consistiu na aprendizagem, instalação e calibração de um equipamento de RIE, modelo RIE-1C da marca SAMCO Inc e no desenvolvimento de um manual de instruções. Além disso, é descrita a sua utilização para o desenvolvimento de dispositivos biomédicos. São enunciados os processos necessários para a obtenção de microcavidades, incluindo o desenho e as técnicas de fotolitografia para produção das máscaras, procurando a sua otimização. Através deste trabalho foi possível corroer silício, óxido de silício e nitreto de silício (SiN), com taxas de corrosão de aproximadamente 2500, 400 e 250 nm/min, respetivamente. Prova-se a capacidade de utilizar o RIE para produzir microcavidades profundas verticais (900 ) até 60 µm. Obtiveram se ainda paredes relativamente verticais (600 ) até 300 µm. Validou-se a influência da potência de radiofrequência utilizada na corrosão, sendo que um aumento de 50 para 200 W permite taxas de corrosão cerca de 10 vezes superiores. Os resultados otimizados demonstram que para fluxos de gás de 20 mL/min de CF4 e 10 mL/min de O2, a câmara de reação mantém-se a cerca de 35 Pa. Para além disso, é descrito um método de produção de micro waveguides utilizando técnicas de microfabricação como deposição de filmes finos, fotolitografia e corrosão. Estudou-se o core das waveguides através da deposição de SiN usando RF reactive sputtering para variação das propriedades óticas. Paralelamente, foi realizado um estudo intensivo do cladding, camada que melhora o confinamento ótico na waveguide, através da deposição de Al2O3 por Atomic Layer Deposition (ALD) com resultados semelhantes à literatura. Por fim, estes estudos foram apresentados numa conferência internacional. O trabalho desenvolvido em RIE permite o desenvolvimento de microdispositivos em diversas áreas como: Sistemas Microeletromecânicos (MEMS), biossensores, probes neuronais, entre outros. |
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| Autores principais: | Rodrigues, Vitor Hugo Barbosa |
| Assunto: | MEMS Microcavidades Microfabricação RIE Waveguides Microcavities Microfabrication |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A técnica de corrosão iónica reativa (RIE) permite a fabricação de microcavidades para produção de dispositivos microelectrónicos. Esta técnica utiliza descargas de plasma para gerar iões e radicais livres que reagem e removem material em zonas demarcadas no substrato. Este trabalho consistiu na aprendizagem, instalação e calibração de um equipamento de RIE, modelo RIE-1C da marca SAMCO Inc e no desenvolvimento de um manual de instruções. Além disso, é descrita a sua utilização para o desenvolvimento de dispositivos biomédicos. São enunciados os processos necessários para a obtenção de microcavidades, incluindo o desenho e as técnicas de fotolitografia para produção das máscaras, procurando a sua otimização. Através deste trabalho foi possível corroer silício, óxido de silício e nitreto de silício (SiN), com taxas de corrosão de aproximadamente 2500, 400 e 250 nm/min, respetivamente. Prova-se a capacidade de utilizar o RIE para produzir microcavidades profundas verticais (900 ) até 60 µm. Obtiveram se ainda paredes relativamente verticais (600 ) até 300 µm. Validou-se a influência da potência de radiofrequência utilizada na corrosão, sendo que um aumento de 50 para 200 W permite taxas de corrosão cerca de 10 vezes superiores. Os resultados otimizados demonstram que para fluxos de gás de 20 mL/min de CF4 e 10 mL/min de O2, a câmara de reação mantém-se a cerca de 35 Pa. Para além disso, é descrito um método de produção de micro waveguides utilizando técnicas de microfabricação como deposição de filmes finos, fotolitografia e corrosão. Estudou-se o core das waveguides através da deposição de SiN usando RF reactive sputtering para variação das propriedades óticas. Paralelamente, foi realizado um estudo intensivo do cladding, camada que melhora o confinamento ótico na waveguide, através da deposição de Al2O3 por Atomic Layer Deposition (ALD) com resultados semelhantes à literatura. Por fim, estes estudos foram apresentados numa conferência internacional. O trabalho desenvolvido em RIE permite o desenvolvimento de microdispositivos em diversas áreas como: Sistemas Microeletromecânicos (MEMS), biossensores, probes neuronais, entre outros. |
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