[发明专利]异形排布的多气份原子气室封装方法、产品及使用方法

权利要求书

1.一种异形排布阵列的高密封多气份原子气室封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1根据原子气室的内部网孔确定单元原子气室的形状与尺寸；

S2根据硅晶圆加热键合过程中的变形量设计硅晶圆上内部网孔的排布方式；

S3根据内部网孔的排布方式对硅晶圆进行刻蚀；

S4将步骤S3获取的硅晶圆与顶层高硼硅玻璃进行硅-玻璃阳极键合，形成两层预制键合片；

S5若原子气室为单腔室原子气室，则将碱金属单质填充入两层预制键合片的单腔室光与原子相互作用腔网孔，若原子气室为双腔室原子气室，则将碱金属释放剂填充入两层预制键合片的双腔室化学药品反应腔网孔；

S6将经步骤S5处理后的两层预制键合片和底层高硼硅玻璃片在缓冲气体氛围中进行玻璃-硅-玻璃阳极键合，形成三层密封腔键合片；

S7根据步骤S1中单元原子气室的形状与尺寸，划片加工三层密封腔键合片，得到单元化的单腔室原子气室或者双腔室原子气室；

S8对于单腔室原子气室，加热单腔室原子气室以释放碱金属单质中的碱金属原子，对于双腔室原子气室，将其内部填充碱金属释放剂加热至一定温度以释放碱金属释放剂中的碱金属原子；

S9对步骤S8获取的原子气室进行测试筛选。

2.根据权利要求1所述的一种异形排布阵列的高密封多气份原子气室封装方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：根据硅晶圆性质，设置硅晶圆加热键合过程中加热条件以及键合过程中边缘牺牲层的形状以及内部网孔的形状，对硅晶圆加热键合过程中的变形量进行模拟，以获取边缘牺牲层最少且边缘牺牲层内部网孔最多的内部网孔排布方式。

3.根据权利要求2所述的一种异形排布阵列的高密封多气份原子气室封装方法，其特征在于，还需考虑键合过程中，与硅晶圆键合的玻璃中的Na+的数量，即边缘牺牲层以外的玻璃能提供更多数量的Na+以与硅晶圆表面的阴离子进行反应，以在玻璃表面形成宽度为几微米的耗尽层，耗尽层带有负电荷，硅晶圆带正电荷，硅晶圆与高硼硅玻璃之间存在较大的静电吸引力，使得二者紧密接触。

4.根据权利要求1所述的一种异形排布阵列的高密封多气份原子气室封装方法，其特征在于，步骤S3中，根据内部网孔的排布方式对硅晶圆进行刻蚀，若单元原子气室的内部网孔数量为1，则形成单腔室原子气室，若单元原子气室的内部网孔数量为2，则形成由光与原子相互作用腔和化学反应作用腔构成的双腔室原子气室。

5.根据权利要求1所述的一种异形排布阵列的高密封多气份原子气室封装方法，其特征在于，步骤S4之前，还需进行以下操作：在刻蚀后的硅晶圆的单腔气室或者光与原子相互作用腔的顶部周向制备加热器、热敏电阻以及与加热器、热敏电阻分别连接的Au-Si焊盘，具体体制备步骤如下：

S21对硅晶圆顶部表面依次进行气相淀积膜、匀胶并前烘、光刻曝光、显影，将带有对准标记的掩模版上的图形转移到硅晶圆顶部表面；

S22采用磁控溅射的方式在硅晶圆顶部表面依次沉积Ti、Pt以制备加热器和热敏电阻，其中，Ti层与Pt层的磁控溅射采用剥离的方式进行；

S23对经步骤S22处理后的硅晶圆顶部表面依次进行气相淀积膜、匀胶并前烘、光刻曝光、显影，将带有对准标记的另一掩模版上的图形转移到硅晶圆顶部表面，采用磁控溅射的方式通过沉积Au制备Au-Si焊盘。