Кремний

Оксид кремния

Оксид кремния

Оксид кремния

Наноструктурированные полимерные материалы и тонкие пленки

Оксиды кремния, отожженные выше 900 ° C, обычно демонстрируют деформацию сжатия из-за более низкого значения коэффициентов теплового расширения SiO2 по сравнению с Si (αSi = 3,5 по сравнению с αSiO2 = 0.

Э. Сейрек , Г. Декер , Наука о полимерах: всеобъемлющий справочник , 2012 г.

7.09.3.1.1 Гладкие поверхности

Поверхности из оксида кремния являются наиболее часто используемыми подложками для большинства исследований LbL, поскольку (1) силанольные группы на поверхности кремнезема обеспечивают поверхность, подходящую для нанесения грунтовочного слоя посредством электростатических взаимодействий или водородных связей, (2) преломляющие свойства кремниевых пластин для таких поверхности предоставляют средства для измерения свойств пленки, таких как толщина пленки, с помощью методов, основанных на рефлектрометрии, и (3) гладкость поверхности позволяет изучать морфологию поверхности материала пленки с помощью методов анализа поверхности и визуализации , таких как атомно-силовая микроскопия(АСМ). Следовательно, большинство исследований LbL первоначально начинается на кремниевых пластинах, чтобы изучить поведение пленкообразования и сформировать основу для дальнейших разработок на различных подложках. Проявление пленок LbL также можно проводить на простых стеклянных или кварцевых подложках, что позволяет контролировать рост пленки с помощью УФ- видимой спектроскопии . 86 Даже простые плоские пластиковые и стеклянные поверхности используются для наращивания на сложном многослойном материале. 87–89 Покрытые золотом поверхности обычно используются в качестве подложек для осаждения LbL, например, позолоченная нержавеющая сталь 90 или стекло с золотым покрытием, слюда 91 , 92 и кремниевая пластина 93 поверхности в основном для биомедицинских применений LbL, поскольку золото считается биоинертным материалом. В качестве подложек используются другие гладкие поверхности, специфичные для конкретного применения, такие как стеклянные поверхности с покрытием из оксида индия и олова для электрохимических ячеек 94,95 или хромовые электроды для матрицы датчиков электронного языка 96 .

Процессы парофазного травления для кремниевых МЭМС

Пол Хаммонд , в Справочнике по материалам и технологиям МЭМС на основе кремния (второе издание) , 2015 г.

25.2.2 Ключевые взаимодействия материалов

Легированные оксиды кремния , а именно фосфорсиликатное стекло и борсиликатное стекло (PSG, BPSG), несовместимы с процессом паров HF — они оставляют остатки на основе бора и / или фосфора на поверхностях пластин после протравливания [16], которые затем поглощают влагу при подвергается воздействию воздуха с образованием сверхстабильной борной и фосфорной кислот. Выпечкаили даже более агрессивная плазменная обработка не удалит эти остатки.

Нитрид кремния представляет собой сложный материал в процессе паров HF — он подвергается атаке и превращается в соль, которая занимает больший объем, чем исходный материал [17] . Соль летучая, ее можно удалить запеканием на воздухе при 250 ° C в течение 1 минуты. Различные типы нитрида кремния (метод выращивания, стехиометрия, показатель преломления , напряжение) демонстрируют разную селективность, при этом богатый кремнием нитрид кремния LPCVD имеет лучшие общие характеристики (до 1: 100 по сравнению с термическим оксидом кремния).

Алюминий часто используется в устройствах MEMS для изготовления зеркальных поверхностей и контактных площадок. В системах, использующих пониженное давление и безводный HF с минимальным присутствием водяного пара, можно подвергать алюминиевые поверхности воздействию технологических газов без последующего травления [18] . Обратите внимание, что, поскольку вода является как побочным продуктом травления, так и катализатором реакции, когда алюминий подвергается воздействию, существует верхний предел скорости травления оксида кремния, прежде чем возникает риск разрушения поверхности металла.

Также стоит отметить, что фоторезисты и полиимиды обычно не подходят для использования в качестве маскирующего материала (поверх оксида кремния), поскольку они проявляют пористость в парах HF. Для защиты тыльной стороны пластины, если это необходимо, существуют двухэтапные навинчиваемые материалы, которые похожи на резист и включают геттер, который выдерживает паровой HF с течением времени, пока геттерный материал не будет исчерпан [19] .

Другие материалы, которые могут использоваться в качестве ограничителей травления или защитных материалов в среде паров HF, включают карбид кремния , оксид алюминия (Al 2 O 3 ), фторид алюминия (AlF 3 ) и, конечно же, кремний [20] .

На рис. 25.5 качественно показано, как ряд ключевых материалов взаимодействует с процессами паровой HF.

Войдите, чтобы загрузить изображение в полном размере

Рисунок 25.5 . Качественный обзор совместимости паров HF с различными материалами, используемыми в МЭМС.

Отражение нейтронов

JR LU , в Поверхности и интерфейсы для биоматериалов , 2005 г.

12.4.3 На границе раздела C 15 OH / раствор

Гидрофильный оксид кремния и гидрофобная поверхность OTS представляют две крайние гидрофобности поверхности. В рамках систематических усилий по изучению влияния поверхностной гидрофобности мы также изучили адсорбцию лизоцима на границе раздела C 15 OH / вода 48, где C 15 OH представляет собой пентадецилтрихлорсилан с концевыми гидроксильными группами (Cl 3 Si (CH 2 ) 15 OH, сокращенно C 15 OH). Его прикрепление к плоской поверхности оксида кремния давало устойчивый самоорганизующийся монослой C 15 OH с гидроксильными группами на внешней поверхности. Угол смачивания ( θ a ) для CБыло обнаружено, что поверхность 15 OH составляет около 52 °, что находится посередине между чистым оксидом кремния ( около 0 °) и OTS ( около 110 °). Как уже было показано, поверхность OTS вызвала полное разворачивание глобулярных белков, таких как лизоцим, в то время как глобулярные каркасы в значительной степени сохранялись.когда эти белковые молекулы адсорбируются на гидрофильном оксиде кремния. Поверхность C 15 OH продемонстрировала промежуточную гидрофобность для прямого сравнения с двумя другими модельными поверхностями с точки зрения количества адсорбированного белка и структурного развертывания.

Отражение нейтронов впервые было выполнено для характеристики качества слоя C 15 OH на границе твердое тело / D 2 O. Результат показал, что слой C 15 OH был хорошо представлен упаковкой, эквивалентной плотности жидкого алканола с однородной плотностью слоя и толщиной 16 Å, что указывает на небольшое, но незначительное количество дефектов от проникновения воды. Толщина слоя короче, чем полная длина 20 Å, что позволяет предположить, что слой в среднем наклонен. Следует отметить, что по сравнению с присоединением органических монослоев к золоту посредством тиоловой реакции (см. Работу Prime et al . 49) связывание трихлорсилановых групп с гидроксильными группами на поверхности оксида кремния менее селективно. Плохое связывание с оксидом кремния привело к менее плотной упаковке органического слоя, о чем свидетельствует высокий угол смачивания, по сравнению с примерно 10-30 ° для гидроксильных слоев, покрытых золотом. Кроме того, хотя отражение нейтронов позволяет надежно измерить среднюю объемную долю слоя C 15 OH, оно нечувствительно к возможному присутствию дефектов в поверхностной области. Напротив, другие методы, такие как ИК, могут предоставить подробную информацию о транс / гош- конформациях нижележащих углеродных цепей, но они совершенно неэффективны, когда такие тонкие слои привиты на оксид кремния.

Адсорбция лизоцима на границе раздела C 15 OH / D 2 O при pH 7 и 1 гдм -3 наилучшим образом соответствовала однородному распределению слоев с толщиной слоя 38 Å. Объемная доля лизоцима в слое ниже 0,2, показывая, что адсорбированный слой очень рыхлый. Толщина этого слоя находится между двумя осевыми длинами кристаллической структуры лизоцима, что указывает на образование наклонного монослоя. Тот факт, что для соответствия данным не требуется градиент плотности, предполагает, что адсорбированный лизоцим также сохраняет свою глобулярную структуру. Чувствительность измеренной отражательной способности к толщине слоя проверялась путем отклонения толщины от оптимального значения, в то время как ρбыл изменен соответственно так, чтобы возникло минимальное отклонение между расчетными и измеренными коэффициентами отражения. Большое изменение формы и уровня отражательной способности в зависимости от толщины слоя убедительно указывало на то, что измерение было чувствительным к толщине слоя с погрешностью в несколько Å.

кремний формула,
оксид кремния 4,
натрий кремний,
кремний кислород,
кремний химический,
свойства кремния,
карбид кремния,
реакции кремния,
кислота кремния,
кремний iv,
оксид кремния вещество,
кальций кремний,
оксид кремния iv,
5 кремний,
кремний купить,
калий кремний,
гидроксид кремния,
углерод и кремний,
оксид кремния 2,
кремний азот,
кремний медь,
масса кремния,
кремний химический элемент,
кремний имеет,
кристаллический кремний,
оксид кремния 1,
электроны кремния,
электронный кремний,
оксид кремния 3,
содержит кремний,
окисление кремния,
оксид кремния реакции,
кремний образуется,
кремний решетка,
определить кремний,
кремний степени,
оксид кремния формула,
хлорид кремния,

Exit mobile version