低电压下静电力驱动的数字微流控芯片

摘要：

设计并制作了一种基于静电力驱动的数字微流控芯片,用于构建芯片实验室.介绍了静电力驱动原理和芯片制作工艺流程,搭建了驱动检测实验平台.该芯片采用硅作衬底,氧化硅作绝缘层,TiW/Au为驱动电极阵列,氮化硅作介质层,碳氟聚合物为疏水层.由于采用开放式的结构,只需单层共平面控制电极,简化了工艺流程,优化了器件结构;而驱动电极阵列嵌入在氧化硅中,改善了减小介质层厚度时介质层对金属的台阶覆盖性,减少了电极边沿突起引起的边界击穿.另外,采用较薄的高质量介质层和疏水性能好的疏水膜层,大大降低了液滴驱动电压.实验显示,在20 V驱动电压下,该工艺可实现液滴按程序设定方式在二维平面内流畅运动,最大运动速度达96 mm/s.提出的芯片制作工艺简单,与IC工艺兼容,可应用于生化分析芯片实验室系统.

关键词：微流控芯片、液滴、静电驱动、低工作电压、开放式结构

所属期刊栏目：19

分类号：TN303(半导体技术)

资助基金：国家973重点基础研究发展计划资助项目2006CB300403;国家863高技术研究发展计划资助项目2007AA03Z308;国家自然基金委创新团队资助项目60721004

在线出版日期：2011-04-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：97-102