Reaktives Ionenätzgerät mit induktiv gekoppelter Plasmaquelle

• Subject Area: Condensed Matter Physics
• Term: Funded in 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 232442301

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Das Verfahren des induktiv gekoppelten reaktiven Ionenätzens zeichnet sich durch die Möglichkeit aus, stark anisotrop geätzte Strukturen mit hohem Aspektverhältnis aus Silizium herstellen zu können. Diese Möglichkeit wurde für verschiedene Applikationen genutzt. Im Bereich der Masseanalytik konnten verschiedene Mikroresonatorstrukturen realisiert werden. Dabei sollte das Prinzip der partiellen Benetzung implementiert werden, d.h. nur die Probenoberfläche, d.h. die Stirnfläche von säulen- oder plattenförmigen Strukturen, werden mit dem Fluid benetzt, um so die viskose Dämpfung zu reduzieren. In der einfachsten Variante wurden aus SOI-Wafern in-plane schwingende scherende Mikroresonatoren hergestellt. Da das optische Auslesen der Bewegung auf Grund der Translationsbewegung der Platte schwierig ist, wurde in nächsten Schritt ein Torsionsmikroresonator auf Basis von Membranen und Brücken entwickelt. Diese Systeme tragen Mikrosäulen, die vorteilhafter Weise mit der ICP-RIE hergestellt werden können. Schließlich sollte auf das optische Auslesen verzichtet werden und es wurde ein vollständig elektrisches System auf Basis elektrostatischer Aktuatoren, den sogenannten Comb-Actuator aufgebaut. Ein wesentliches Problem bei der Benetzung ist die Frage nach der Form/Geometrie des aufgespannten Meniskus. Zu diesem Zweck wurde ein periodisches Array von Brückenresonatoren entwickelt, mit dessen Hilfe ein Meniskus von seiner Unterseite untersucht werden kann. Bei der Integration der Mikroresonatoren in eine Mikrofluidikumgebung wurde das Trockenätzsystem genutzt, um Master herzustellen, die für das Abformen von PDMS-Mikrofluidkammern/-kanälen erforderlich waren. Zusätzlich wird das ICP-RIE System eingesetzt, um u.a. gezielt raue Oberflächen herzustellen, die ein besonderes Benetzungsverhalten in Richtung superhydrophober Oberflächen aufweisen.

Publications

• Depth of focus analysis of optical systems using tunable aperture stops with a moderate level of absorption, Appl. Opt., 53 (28) 6508, 2014
  D. Pätz, T. Deutschmann, E. Oesterschulze, St. Sinzinger
  
• Integrated electrochromic iris device for low power and space-limited applications, J. Opt., 16, 075301, 2014
  T. Deutschmann, E. Oesterschulze
  
• Semianalytical modeling of a partially wetted resonant mass sensor operated in a low-loss localized eigenmode, J. Appl. Phys, 115, 183510, 2014
  Ph. Peiker, E. Oesterschulze
  
• Suspended plate microresonators with high quality factor for the operation in liquids, Appl. Phys. Lett., 104, 191906, 2014
  J. Linden, A. Thyssen, E. Oesterschulze
  
• Microsphere based cantilevers for polarization resolved and femtosecond SNOM, Appl. Phys. B, 122, 86, 2015
  C. A. González Mora · M. Hartelt · D. Bayer · M. Aeschlimann · E. A. Ilin ·E. Oesterschulze
  
• Geometrically tuned wettability of dynamic micromechanical sensors for an improved in-liquid operation, Appl. Phys. Lett. 107, 101903, 2016
  P. Peiker, E. Oesterschulze
  
• Virtual mass effect in dynamic micromechanical mass sensing in liquids, Appl. Phys. Lett., 108, 241904, 2016
  P. Peiker, E. Oesterschulze