[发明专利]一种MEMS原子腔

说明书

本发明涉及一种MEMS原子腔，其包括：第一本体，其由第一玻璃基片、第二玻璃基片和带窗口的第一硅片形成，在第一本体的内部形成内腔室；以及加热组件，用于控制MEMS原子腔的工作温度。根据本发明的MEMS原子腔还包括第二本体，在第二本体的内部形成外腔室，第一本体容纳在外腔室内，在第一本体和第二本体之间包括真空绝热层。

技术领域

本发明属于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)领域，具体地，涉及一种MEMS原子腔。

背景技术

随着近年来微纳米加工工艺和技术的发展，微机电系统(MEMS)技术取得了突飞猛进的突破。MEMS技术的发展引领了一个全新的领域和产业，基于MEMS技术制造的微结构器件、微机械光学器件、微传感器等在航天、航空、军事等领域都有着广泛的应用前景。MEMS原子腔是MEMS原子钟、MEMS激光器、MEMS磁力仪等MEMS原子器件的核心部分。

由于MEMS原子腔需要工作在恒定温度下(80℃～120℃)，因此需要设计加热结构。目前，大多数加热结构将加热线圈设计在额外的玻璃基片上并与MEMS原子腔玻璃基片贴附在一起，这类加热结构中的加热线圈未与原子腔实现片上集成，而且存在加热玻璃基片与原子腔玻璃基片之间的热传导，热损耗大。现有技术中，还有一种方案是将加热线圈集成在原子腔玻璃基片表面，避免了玻璃基片与玻璃基片之间的热传导，但该方案中存在原子腔与空气的热对流所引起的热损耗。

发明内容

针对上述问题，为了降低热损耗，提出了一种MEMS原子腔，其包括：

第一本体，所述第一本体由第一玻璃基片、第二玻璃基片和带窗口的第一硅片形成，在所述第一本体的内部形成内腔室；以及

加热组件，用于控制所述MEMS原子腔的工作温度；

其特征在于，所述MEMS原子腔还包括第二本体，在所述第二本体的内部形成外腔室，所述第一本体容纳在所述外腔室内，在所述第一本体和所述第二本体之间包括真空绝热层。

在一些实施例中，所述第二本体由第二玻璃基片、第三玻璃基片和带窗口的第二硅片组成。

在一些实施例中，所述第一硅片、第二硅片、第一玻璃基片、第二玻璃基片和第三玻璃基片均包括第一表面和第二表面，

所述第一硅片的第一表面与所述第二玻璃基片的第二表面连接，所述第一硅片的第二表面与所述第一玻璃基片的第一表面连接；并且

所述第二硅片的第一表面与所述第二玻璃基片的第二表面连接，所述第二硅片的第二表面与所述第三玻璃基片的第一表面连接。

在一些实施例中，所述加热组件包括加热线圈和测温线圈，所述加热线圈和测温线圈设置在所述第一硅片的第一表面上，且不覆盖所述第一硅片的窗口。

在一些实施例中，

在所述第一玻璃基片的第二表面上设有带窗口的第一热辐射阻挡层；

在所述第二玻璃基片的第一表面上设有带窗口的第二热辐射阻挡层；以及

在所述第三玻璃基片的第二表面上设有带窗口的第三热辐射阻挡层，

其中，所述第一热辐射阻挡层、第二热辐射阻挡层和第三热辐射阻挡层的窗口均与所述第一硅片的窗口对应地设置。

在一些实施例中，在所述第二玻璃基片和所述第二热辐射阻挡层上设置电极通孔，使所述加热线圈和所述测温线圈的电极露出以便于引线。

在一些实施例中，

所述第一硅片的第二表面与所述第一玻璃基片的第一表面通过阳极键合工艺键合在一起；和/或

所述第二硅片的第二表面与所述第三玻璃基片的第一表面通过阳极键合工艺键合在一起。