Optymalizacja podłoży z warstwą porowatego dwutlenku krzemu diosd dla metody spektrometrii masowej time-of-flight cd.

2. EKSPERYMENT

W ramach pracy zostało opracowane nowe stanowisko do wytwarzania warstwy porowatego krzemu dla podłoży 3’’ (76,2 mm) (rys. 1). Stanowisko to składało się ze specjalnego uchwytu dla 3’’ płytek krzemowych, lampy halogenowej, kuwety z roztworem trawiący i odpowiednich zasilaczy elektrycznych. Uchwyt, w którym mocowano płytki, był kluczowym elementem; składał się z dwóch części wykonanych z poliwęglanu PC. Pomiędzy te części wkładane było podłoże krzemowr i szczelnie zamykane. Zastosowano przemywanie komory uchwytu gazem roboczym (N2), od tylnej strony trawionej płytki, w celu zapewnienia szczelności uchwytu i eliminacji efektów termicz-nych. Gaz, jak i połączenia elektryczne z podłożem, doprowadzano od góry rurkami teflonowymi, osadzonymi i uszczelnionymi w uchwycie. Takie rozwiązanie zapewniało funkcjonalność i pełną kontrolę prowadzonego procesu. Podłoże krzemowe było spolaryzowane dodatnio (anoda), względem umieszczonej nad nim siateczki platynowej (katoda). Całość zanurzano w roztworze trawiącym i oświetlano z góry lampą halogenową.



Stosowano płytki krzemowe o średnicy 3’’, o orientacji krystalograficznej (111), utlenione, pokryte warstwą Si3N4 metodą LPCVD. W warstwach dielektrycznych wykonywano wzory pól immobilizacyjnych (fotolitografia), a na spodnią stronę podłoży nanoszono warstwę aluminium. Następnie wytwarzano warstwę porowatego krzemu w procesie trawienia elektrochemicznego w wodnym roztworze HF:C2H5¬OH (rys. 2). Trawienie prowadzono przy napięciu od 5 V do 10 V, czas od 5 min. do 10 min, gęstość prądu regulowano oświetleniem w zakresie 30 4 90 mA/cm^2.



W końcowym etapie usunięto warstwę aluminium. Następnie płukano podłoża w wodzie dejonizowanej i utleniano, formując warstwę porowatą. Płytki 3’’ pocięto, otrzymując gotowe podłoża typu DIOSD, rys. 3.