3.1.1.1. Quá trình quang khắc
Làm sạch bề mặt mâu (bước 1)
Đe được dùng để chế tạo sensor là đế Si, một mặt được oxi hóa thành lớp Si02
(có chiều dày khoảng từ 500 nm đến 1000 nm) để cách điện giữa đế với màng trên đế. Trên đế Si có nhiều chất bẩn và chất hữu cơ nên ta phải làm sạch đế đế không ảnh hưởng tới chất lượng của màng.
- Chuẩn bị đế Si/Si02.
- Cho đế vào dung dịch axeton, rung siêu âm trong 5 phút đế loại bỏ hết chất
chất bẩn và chất hữu cơ trên đế.
- Sau khi rung siêu âm, cho đế vào dung dịch cồn, lắc đều để loại bỏ hết axeton còn bám trên đế.
- Cho đế vào nước DI để rửa sạch cồn bám dính.
- Xì khô bằng khí N2, cho lên bếp sấy khô ở 100°c trong thời gian 5 phút để bốc bay hết hơi nước còn trên bề mặt đế.
Quay phủ mẫu với chất cản quang AZ5214-E (bước 2)
- Các mẫu được phủ lóp cản quang bằng cách cho các mẫu quay trên thiết bị quay phủ (spin coater) Suss MicroTec.
- Chất cản quang sử dụng là AZ5214-E (AZ5214-E là một chất cản quang đặc biệt, nó có thể được sử dụng cho cả quá trình quang khắc dương và âm). Quá trình quay phủ gồm 2 bước với các thông số cho trong bảng 3.1.
26 6
Độ dày của chất cản quang được tính theo công thức (3.1)
TpR x 7^ ( 3 J )
Với tốc độ quay phủ cho trong bảng 3.1 thì chiều dày của chất cản
quang sau khi nung khoảng 3,62 Ịim.
Bảng 3.1: Các thông số trong quá trình quay phủ chất cản quang AZ5214-E
Bước Tốc độ quay phủ (v/p) Số lần gia tốc Thời gian(s)
0 600 2 6
1 3500 6 30
Sấy sơ bộ (soft bake hay pre-bake) (bước 2)
Các mẫu được sấy ở 80°c trong khoảng 15s. Mục đích sấy sơ bộ để loại bỏ hơi dung môi còn trong chất cản quang sau khi quay phủ lên đế.
Chiếu tỉa uv (có mask) (bước 3)
Trong quá trình quang khắc, chúng tôi đặt máy quang khắc với các thông số: cường độ chiếu sáng 1,1 mW/cm2, công suất chiếu sáng 240 w. Các mẫu sau khi sấy sẽ được chiếu tia uv trong khoảng 180s với mask sử dụng là mask dành cho chế tạo mạch cầu Wheatstone hình 3.2.
Hình 3.2: Anh chụp mask điện trở mạch cầu Wheatstone Tráng rửa (bước 4)
Cho mẫu vào dung dịch developer AZ300MIF để tráng rửa hiện hình. Lắc đều mẫu trong khoảng 2 phút đến khi phần cản quang phủ trên các điện trở cần tạo hình bị rủa trôi hết. Cho vào nước DI khuấy cho trôi hết developer trên bề mặt mẫu. Quan sát mẫu dưới kính hiển vi, nếu thấy trên đế xuất hiện các điện trở mạch cầu Wheatstone, chứng tỏ quá trình quang khắc đã thành công.
3.I.I.2. Quá trình phún xạ
phún xạ lóp vật liệu nhạy từ trường NiFe (bước 4).
Lấy mẫu sau khi tráng rửa gắn vào giá giữ mẫu có từ trường ghim 6000e, ta sẽ phún màng có cấu trúc dạng: Ta/Ni8()Fe20. Mục đích của việc phún lớp Ta là để cho lớp Ni80Fe20 bám chắc vào đế và tăng cường dị hướng cho lóp Ni8()Fe2o. Các thông số của quá trình phún được cho trong bảng 3.2.
Khi đã phún xong, chúng tôi tiến hành lift - off (bước 5). Lấy mẫu cho vào cốc đựng axeton rung siêu âm trong khoảng 15 phút. Phần màng phún trên chất cản quang sẽ bị trôi hết trong quá trình rung siêu âm, chỉ còn lại phần màng phún dạng mạch cầu Wheatstone. Màng Chân không cơ sở Pbase Ap suât khí Ar Công suât phún Vận tôc quay của đế Chiêu dày màng Ta 2*10'7 Toư 2,2 mTorr 25 w 30 prm 3 nm NiFe 2,2 mTorr 75 w 30 prm 10 nm
Hình 3.3: Mạch cầu điện trở sau khỉ phún xạ và lift - off