[发明专利]集成微热沉系统及其制备方法

权利要求书

1、一种集成微热沉系统，由玻璃片(1)和硅片(2)键合而成，在硅片(2)的与玻璃片(1)接触的侧面上加工有若干条均匀平行分布的微型冷却通道(3)，其特征在于在所述硅片(2)另一侧面的氧化膜层(4)上与微型冷却通道(3)对应的区域中，纵向布置若干组微型测温元件(9)和若干组微型发热元件(5)，每组微型测温元件(9)和每组微型发热元件(5)均横向均匀平行布置，在氧化膜层(4)及其上的元件上覆盖一层低温氧化层(6)，低温氧化层(6)上沉积一层氮化硅绝缘层(7)，从每组微型测温元件(9)和每组微型发热元件(5)分别引出的输入输出铝硅导线(8)经铝硅导线节点(11)连接外部元件。

2、根据权利要求1的集成微热沉系统，其特征在于所述微型冷却通道(3)的截面形状为等腰梯形或三角形，微型冷却通道(3)的侧边与水平底边的夹角为54.7°，微型冷却通道(3)的长度和宽度分别为20μm～1mm和5mm～20mm。

3、根据权利要求1的集成微热沉系统，其特征在于所述微型测温元件(9)采用哑铃形，所述微型发热元件(5)为蛇状微型发热元件。

4、根据权利要求3的集成微热沉系统，其特征在于所述微型测温元件(9)为哑铃形，其中间感温部位多晶硅掺杂剂量为1.0×10¹⁹cm^-3，厚度为4000，长宽均为20μm，中间感温部位与两头导线引出节点之间为信号连接线，信号连接线的多晶硅掺杂剂量为2.0×10²⁰cm^-3；所述蛇形微型发热元件(5)的多晶硅掺杂剂量为2.0×10²⁰cm^-3。

5、一种权利要求1所述的集成微热沉系统的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将硅片(2)置于实验用高纯度硫酸和双氧水重量比为10∶1的溶液中，在110-130℃的温度下浸泡10-15分钟后，冲洗后再在氮气环境中加热10-15分钟，除去硅片表面的杂质后进行双面抛光处理；

2)将处理后的硅片置于900～1100℃的高温环境下进行氧化反应，参与反应的氧气流动速率为4-5L/min，氧化时间为350-450分钟，使硅片的两面均生成厚度为4000的氧化膜层(4)；然后采用红外双面对准工艺，将微型通道图形显影到硅片正面，在二氧化硅的选择性保护下进行刻蚀，以形成微型冷却通道(3)，刻蚀速率为3200～3300/min；

3)在硅片背面的氧化膜层(4)上，用低压化学气相沉积法沉结一层厚度为4000的多晶硅薄层，然后采用选择性掺杂及光刻工艺在多晶硅薄层制作微型测温元件(9)和微型发热元件(5)；

4)待微型发热元件(5)和微型测温元件(9)形成后，再在氧化膜层(4)及其上的元件上溅射一层厚度为1μm的铝硅层，然后在铝硅层上采用选择性掺杂及光刻工艺，定型制作成微型测温元件的输入输出铝硅导线和微型发热元件的输入输出铝硅导线；

5)在铝硅层上覆盖一层厚度为3000-4000的低温氧化层(6)，再在低温氧化层(6)上沉积3000-4000厚的氮化硅膜作为绝缘层；获得所需的集成微热沉系统。