用于聲表面波器件制備的激光直寫光刻工藝研究.pdf

1、聲表面波（surface acoustic wave，簡稱SAW）是一種沿著壓電材料表面產(chǎn)生和傳播的彈性波，在電子信息傳播、血細(xì)胞分離、化學(xué)試劑驅(qū)動等領(lǐng)域的應(yīng)用都非常廣泛。SAW在片上實驗室（lab-on-a-chip）的應(yīng)用，尤其是在生物醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用 SAW驅(qū)動液滴的研究已然成為未來主流趨勢。鈮酸鋰晶體(LiNbO3，LN)良好的機電耦合系數(shù)和溫度系數(shù)使它成為制作SAW器件的理想基底材料。叉指換能器（Interdigital Tran

2、sducer，簡稱IDT）是SAW器件的核心部件,在LN晶體表面制作IDT能夠有效地激勵聲表面波，聲表面波沿著LN表面進(jìn)行傳播，遇到液體后會產(chǎn)生漏聲表面波，對液體產(chǎn)生作用力。
　　本論文中詳細(xì)論述了以 YZ-LiNbO3為基底材料，利用激光直寫光刻工藝制作聲表面波驅(qū)動器的研究。實驗方案是：在LiNbO3表面制作單層正性光刻膠，通過激光直寫光刻工藝在正光刻膠上光刻出IDT形狀的凹槽，然后在具有IDT凹槽圖形的光刻膠表面鍍金屬膜，通過

3、剝離正光刻膠得到叉指換能器，最后實現(xiàn)IDT的電路匹配連接。
　　首先，設(shè)計開發(fā)了全自動激光直寫光刻實驗平臺，平臺由激光光路和計算機控制電路兩部分組成。405nm激光光束通過快門、直徑1mm的光闌和顯微鏡照射到步進(jìn)電機原點，實現(xiàn)了激光的精準(zhǔn)傳播；利用Visual Basic語言編程，設(shè)計步進(jìn)電機的運動模式、路徑和快門的運行狀態(tài)，實現(xiàn)了計算機程序全自動控制IDT圖形光刻。通過實驗探索和優(yōu)化，得到光刻線條寬度5μm—70μm的IDT圖形

4、的最佳參數(shù)：雙面拋光YZ-LiNbO3、光刻膠旋涂速度1600—3000r/min、干燥溫度75℃、干燥時間25min、光刻速度400—800p/s、光強5—40μW、離焦10°—120°、不同光強對應(yīng)的顯影時間等。
　　其次是電極制作部分，通過真空蒸鍍技術(shù)、磁控濺射技術(shù)和離子濺射技術(shù)在光刻膠-LiNbO3表面鍍金、鋁等金屬薄膜制作IDT電極。實驗首次提出倒置光刻膠-LiNbO3方法進(jìn)行激光直寫光刻，創(chuàng)新地探索出單層光刻膠截面上窄