¿Qué son los electrodos microfabricados?
Los electrodos microfabricados son dispositivos caracterizados por tener:
- un electrodo muy fino, normalmente en el rango de 100 a 2000 nm
- una composición de electrodos de alta pureza
- pequeñas características que SPEsnormalmente de 1 micrómetro
¿Cómo se fabrican los electrodos microfabricados?
Los electrodos microfabricados se fabrican mediante procesos MEMS (sistemas microelectromecánicos).
Los procesos de fabricación de MEMS abarcan una gran variedad de técnicas. En el caso de los electrodos microfabricados, la más común es la fotolitografía.
Proceso de fabricación fotolítica
La fabricación de electrodos mediante fotolitografía requiere 5 pasos:
Paso 1. Deposición de fotoresina
El primer paso para hacer electrodos microfabricados es depositar una resina fotosensible sobre el sustrato donde fabricaremos el electrodo.
Esta deposición se realiza mediante un proceso conocido como spin-coating, seguido de una cocción para endurecer la resina. Gracias a este proceso, es posible depositar una película de fotorresina fina y homogénea cuyo espesor puede controlarse desde unos pocos nanómetros hasta varias micras.
Paso 2. Exposición a la fotoresina
Tras depositar la fotorresina en el sustrato, éste se expone a la luz ultravioleta (UV).
Esta exposición a los rayos UV crea un cambio químico dentro de la fotorresina. Como resultado, la solubilidad de la fotorresina a los disolventes orgánicos cambia en las regiones expuestas a la luz UV.
Esta exposición se realiza a través de una fotomáscara que contiene el diseño del electrodo. Gracias a esta fotomáscara, es posible bloquear la luz UV en regiones seleccionadas y transferir el diseño del electrodo al sustrato recubierto de fotorresina.
Paso 3. Desarrollo de la fotoresina
Una vez que el sustrato ha sido expuesto a la luz UV y el diseño del electrodo ha sido transferido a la fotorresina, es necesario revelarlo.
El desarrollo de la fotorresina consiste en sumergir el sustrato expuesto en un disolvente, conocido como revelador. Este revelador disolverá selectivamente la resina, revelando el diseño del electrodo. Como resultado, el sustrato tendrá ahora algunas zonas expuestas en toda la capa de fotorresina.
Paso 4. Deposición de metales
Tras el desarrollo, llega el momento de depositar metal para crear el electrodo. Hay varias técnicas adecuadas para este fin, pero para este post nos centraremos en una llamada sputtering.
El sputtering es un método de deposición física de vapor (PVD) en el que el metal elegido se vaporiza en una cámara de vacío y se deposita sobre el sustrato.
El sputtering puede realizarse tanto en sustratos conductores como no conductores. Tras el proceso, el sustrato revelado tendrá un recubrimiento metálico en las zonas expuestas, así como la fotorresina restante.
Paso 5. Levantar
Este es el último paso.
Dado que el sputtering da lugar a un sustrato completamente cubierto por una fina capa de metal, el exceso de metal debe ser retirado del dispositivo.
Para eliminar el exceso de metal, es necesario disolver completamente la fotorresina restante. Esto se hace sumergiendo el sustrato en un decapante de resina, que normalmente es un disolvente orgánico como la acetona.
Tras el despegue, se elimina el exceso de metal y se termina el proceso de microfabricación del electrodo.
Ventajas de los electrodos microfabricados
Los electrodos microfabricados, aunque son una opción más cara que SPEstienen las siguientes ventajas:
- mayor capacidad de miniaturización
- menos volumen de muestra
- control dimensional micrométrico
- fabricación escalable
- menor consumo de energía
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