[发明专利]具有双反射镜的微型原子气体腔器件及其制造方法

权利要求书

1.具有双反射镜的微型原子气体腔器件，所述原子气体腔器件具有典型的三明治结构，其特征在于：中间层为中部具有通孔的硅片；顶层玻璃和底层玻璃结构相同，均为一侧面具有反射镜的玻璃，且顶层玻璃上的上反射镜和底层玻璃上的下反射镜均位于所述通孔内；所述通孔的横截面为四边形，且通孔的横向宽度W大于硅片的厚度H。

2.如权利要求1所述的具有双反射镜的微型原子气体腔器件，其特征在于：所述通孔的横截面为矩形或倒梯形；当通孔的横截面为倒梯形时，所述通孔的横截面的宽度W为通孔底面的宽度。

3.如权利要求1或2所述的具有双反射镜的微型原子气体腔器件，其特征在于：所述通孔若为干法刻蚀制作，硅片的类型不受限制，形成的通孔的侧壁晶向也不受限制；通孔若为湿法腐蚀形成，硅片的类型为（100）型的硅片，且腐蚀形成的通孔的侧壁与底层玻璃的夹角为54.7度。

4.如权利要求1或2所述的具有双反射镜的微型原子气体腔器件，其特征在于：通孔的宽度W为硅片的厚度H的两倍以上。

5.制备权利要求1所述的具有双反射镜的微型原子气体腔器件的制造方法，其特征在于具体操作步骤如下：

1）制作通孔：利用干法刻蚀技术刻蚀穿透整个硅片，使硅片上形成一百个以上的横截面为矩形的通孔；

2）制作反射镜：采用蒸发或溅射工艺，利用硬掩模或剥离技术，在顶层玻璃的一侧面和底层玻璃的一侧面分别制作一百个以上的金属膜反射镜；

3）硅-玻璃键合：先进行一次硅-玻璃键合，完成带有通孔的硅片和底层玻璃的键合；同时通入碱金属蒸汽和缓冲气体；再进行一次硅-玻璃键合，使顶层玻璃和硅片键合，完成原子气体腔的密封；且顶层玻璃上的上反射镜和底层玻璃上的下反射镜均位于通孔内；

4）划片：以硅片上的通孔为单元，对整个硅片进行划分，形成一百个以上的单个的原子气体腔器件。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：步骤3）所述碱金属蒸汽为铷蒸汽或铯蒸汽，所述缓冲气体为85%的氮气、10%的氢气和5%的二氧化碳的混合气体。

7.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：步骤1）制作通孔，选择(100)型硅片，进行双面光刻形成腐蚀窗口，利用二氧化硅作为掩膜层进行双面各向异性湿法腐蚀，形成两个以上的倒梯形的通孔。