硅片表面的几种处理方法和步骤

硅片表面的几种处理方法和步骤一、 硅 片的 预处理 （ 1）硅片切割根据所需大小，用玻璃刀进行硅片的切割。操作时需要在洁净的环境中，并带一次性手套， 以避免污染硅片。 先在桌面平铺一张干净的称量纸， 用镊子小心夹持硅片的边缘，将其正面朝上（光亮面）放于称量纸上；再取一张干净的称量纸覆盖于硅片表面，留出硅片上需要切割的部分；将切割专用的直尺放于覆盖硅片的纸上，用手轻轻压住直尺；直尺应不超过待切割侧的纸面， 以防止直尺污染硅片； 切割时玻璃刀沿直尺稍用力平行滑动，使用的力量以能在硅片表面形成一清晰的划痕， 但不至于将硅片划开为度； 如对大块硅片进行横纵向多次切割，即可在硅片表面形成网格；将硅片包裹于称量纸内， （避免手套和硅片表面直接接触） 用手沿网格线轻轻掰动即可形成大小合适的小型硅片； 将切割好的硅片用镊子小心夹持，放于干净的塑料平皿内，正面朝上， 并用封口膜将平皿封好， 放于干净处保存待用。注意整块硅片取出后严禁放回硅片盒，应另行保存。二、 硅 基片表面的 羟基化 处理（ 2） 在通风橱内，将切割好的小型硅片置于干净的羟化烧杯（专用）中，将其正面朝上，用去离子水清洗 3 次，清洗时稍用力，使硅片能够在烧杯中旋转起来，以减少硅片之间的摩擦碰撞； 将水倒净， 立即用移液管 （过氧化氢专用） 往烧杯中加入 5ml 过氧化氢 （ H2O2 ） ，然后用移液管（浓硫酸专用）加入 15ml 浓硫酸（ H2SO4 ） ，在摇床上缓慢振荡或静置 30分钟使之充分反应， 此反应可使表面羟基化。 倒掉上步反应的液体， 用去离子水清洗 3 次。清洗时稍用力， 使硅片能够在烧杯中旋转起来， 以减少硅片之间的摩擦碰撞； 然后将烧杯口向下倾斜， 缓慢转动烧杯， 使烧杯壁上的浓硫酸能被洗去。 清洗结束后， 用大量水保存硅片 ，并需要使硅片的正面保持朝上。二、硅基片表面的 氨基化 处理（ 3） 取出氨化烧杯（专用） ，先用无水乙醇清洗 2 次，然后倒入 20ml 无水乙醇，将步骤（ 2）反应后的获得的羟基化硅片转移到氨化烧杯中，用无水乙醇清洗 3 次。清洗时同步骤（２） ，使硅片处于乙醇环境中；清洗完成后倒掉乙醇，迅速加入 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（ APTES ）和无水乙醇的混合液（体积比为 1 15） ，或者先加 15ml 无水乙醇，然后用移液管加 1ml APTES ， 摇床上振摇反应 2 h 。该反应结束后可以使硅片表面氨基化。三、硅基片的 羧基化 处理（ 4） 倒掉上步反应液体，用无水乙醇清洗 3 次，清洗过程同上。清洗完后把硅片转移到羧基化烧杯（专用）中，烧杯中 含琥珀酸酐的无水乙醇饱和溶液 ，摇床振摇反应 3 h 以上或者过夜， 该反应结束后可使硅片表面羧基化。 将反应结束后的硅片用无水乙醇清洗后， 保存于大量无水乙醇中待用。 注意要保持各专用烧杯的清洁，处理过程中的硫酸要收集到废液瓶中，并做好标记。经过上述步骤处理后的硅片表面已修饰有羧基官能团，再经过 NHS/EDC （简称 NE）活化后可与蛋白配基分子的氨基形成共价连接。四、硅基片的 甲基化 处理上接步骤（ 2） ，接下来取出甲基化烧杯（专用） ，用三氯乙烯清洗，以形成三氯乙烯环境，将羟基化后的硅片用镊子小心夹持，放入疏水烧杯中，正面朝上；用三氯乙烯清洗 3 次，清洗过程同上。 倒掉液体，将 20ml 三氯乙烯和 3ml 二氯二甲基硅烷 在专用的烧杯中混合均匀，再倒入盛有硅片的疏水烧杯中，反应 5 分钟；用无水乙醇清洗，再用三氯乙烯清洗；如此循环反复 3 次，将硅片用镊子小心夹持取出， 放在盛有大量无水乙醇溶液的容器中，用封口膜封存。 注意挥发性试剂的操作都必须在通风橱内进行。粘有硅烷的移液管和烧杯应立即用无水乙醇清洗。五、硅基片的 醛基化 处理上接步骤（ 3） ，倒掉反应液体，用无水乙醇清洗 3 次，以除去氨基硅烷；再用去离子水清洗 3 次，以除去无水乙醇，以避免其与醛基反应；然后用 PBS 溶液清洗 2 次，以形成 PBS环境，倒掉 PBS 溶液，将硅片亮面朝上，加入 戊二醛和 PBS 的混合溶液（ 15 ml PBS ，1.5 ml 50 ％戊二醛，体积比为 110 ） ，摇床振摇反应 1 h。此反应结束后可使硅基片形成醛基化。倒掉反应液体，用大量 PBS 清洗 3 次，然后将醛基化的硅片保存于 PBS 溶液中，以待下一步实验使用。