[发明专利]微热导检测器及其制备方法在审
申请号: | 201611123850.6 | 申请日: | 2016-12-08 |
公开(公告)号: | CN108178122A | 公开(公告)日: | 2018-06-19 |
发明(设计)人: | 冯飞;田博文;侯磊;李昕欣 | 申请(专利权)人: | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
主分类号: | B81B7/04 | 分类号: | B81B7/04;B81C1/00;G01N30/66 |
代理公司: | 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 | 代理人: | 罗泳文 |
地址: | 200050 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 微热 检测器 热敏电阻 网状结构 顶层硅 埋氧层 支撑层 制备 氧化硅/氮化硅 检测器芯片 三明治结构 玻璃 关键工艺 静电键合 灵活选择 性能要求 支撑结构 衬底硅 高掺杂 介质层 微沟槽 微沟道 微通道 形变 衬底 减小 晶格 刻蚀 两层 制作 薄膜 悬浮 释放 | ||
1.一种微热导检测器,其特征在于:包括:
SOI硅片,包括衬底硅、埋氧层以及顶层硅,所述SOI硅片中形成有微沟槽结构;
由顶层硅-第一介质薄膜-热敏电阻-第二介质薄膜形成的图形化堆叠结构,悬挂于所述SOI硅片的微沟槽结构中;
带有微沟道的玻璃片,键合于所述SOI硅片的顶层硅,且使得所述图形化堆叠结构位于所述微沟道内;
玻璃衬底,键合于所述SOI硅片的衬底硅。
2.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述图形化堆叠结构的侧壁覆盖有第二介质薄膜。
3.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述SOI硅片的顶层硅中还形成有焊盘凹槽,所述焊盘凹槽中形成有焊盘结构,所述焊盘结构与所述热敏电阻电性相连。
4.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述热敏电阻所采用的金属包括Pt/Ti叠层、Ni/Cr叠层、W/Ti叠层及W/Re叠层中的一种。
5.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述顶层硅、第一介质薄膜及第二介质薄膜的平面结构为交叉网状结构,且所述交叉网状结构中具有多个延伸部,各延伸部与所述SOI硅片连接,以支撑所述交叉网状结构。
6.根据权利要求5所述的微热导检测器,其特征在于:所述热敏电阻呈锯齿状沿所述交叉网状结构延伸,并连接于所述焊盘结构之间。
7.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述第一介质薄膜及第二介质薄膜包括氧化硅薄膜及氮化硅薄膜的一种或两种组成的叠层结构。
8.根据权利要求7所述的微热导检测器,其特征在于:所述第一介质薄膜及第二介质薄膜为氧化硅薄膜及氮化硅薄膜组成的叠层结构,所述第一介质薄膜自下而上为氧化硅薄膜与氮化硅薄膜叠层结构,所述第二介质薄膜自下而上为氮化硅薄膜与氧化硅薄膜叠层结构。
9.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述第一介质薄膜及第二介质薄膜为包裹所述热敏电阻或夹持所述热敏电阻。
10.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述图形化堆叠结构悬挂于所述SOI硅片的微沟槽结构的中央区域,且所述图形化堆叠结构位于所述玻璃片微沟道内的中央区域。
11.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述玻璃片与SOI硅片的顶层硅、所述玻璃衬底与SOI硅片的衬底硅均为静电键合。
12.根据权利要求1所述的微热导检测器,其特征在于:所述SOI硅片的顶层硅的厚度范围为0.5~200微米。
13.一种微热导检测器的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括步骤:
步骤1),提供一SOI硅片,于所述SOI硅片的顶层硅表面沉积第一介质薄膜;
步骤2),于所述第一介质薄膜上沉积金属并图形化形成热敏电阻;
步骤3),于所述热敏电阻及第一介质层薄膜上沉积第二介质薄膜,对所述第一介质薄膜及第二介质薄膜图形化,并刻蚀所述SOI硅片的顶层硅,形成顶层硅-第一介质薄膜-热敏电阻-第二介质薄膜的图形化堆叠结构;
步骤4),提供一带有微沟道的玻璃片,键合所述玻璃片及所述SOI硅片的顶层硅,并使得所述图形化堆叠结构位于所述微沟道内;
步骤5),刻蚀所述SOI硅片的衬底硅、埋氧层,释放出所述顶层硅-第一介质薄膜-热敏电阻-第二介质薄膜的图形化堆叠结构;
步骤6),提供一玻璃衬底,并将所述玻璃衬底键合于所述SOI硅片的衬底硅。
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