[发明专利]一种具有网孔结构加热膜的低功耗微型加热器及制作方法

权利要求书

1.一种具有网孔结构加热膜的低功耗微型加热器，特征在于由形状为三 角形、四边形、五边形、六边形或圆形的网孔按照“一”字形、“十”字形、 三角形、四边形、六边形或六角密排的形式排布形成具有网孔结构正多边形、 圆形或长宽比大于2∶1的长条形的加热膜，加热膜通过支撑悬梁与衬底框架相 连，加热电阻丝以单折线或双折线形式排列在加热膜上并通过支撑悬梁与衬 底框架上的引线用电极相连。

2.按权利要求1所述的微型加热器，其特征在于所述的正多边形加热膜 包括三角形、正四边形、正五边形、正六边形、正八边形、正十边形、正十 二边形或正十六边形。

3.按权利要求1所述的微型加热器，其特征在于所述的支撑悬梁的数目 和连接方式由加热膜的形状决定，不同形状的加热膜对应不同的支撑悬梁的 数目和连接方式：正多边形加热膜的支撑悬梁的数目与正多边形的边数相同， 支撑悬梁沿着多边形的形心以放射状与加热膜的顶角相连；圆形加热膜的支 撑悬梁的数量为两条或两条以上，支撑悬梁沿着半径方向与圆形加热膜对称 相连；长条形加热膜有两条支撑悬梁，支撑悬梁沿着长条形的长度方向与加 热膜相连。

4.按权利要求1或3所述的微型加热器，其特征在于所述支撑悬梁长宽 比为3∶1-50∶1。

5.按权利要求1所述的微型加热器，其特征在于加热膜的形状、网孔的 形状和排列方式相对独立，三者通过不同组合方式形成不同形状的加热膜。

6.按权利要求5所述的微型加热器，其特征在于不同组合方式形成不同 形状的加热膜包括以下几种：

(a)具有“一”字形排布的四边形网孔的长条形加热膜；

(b)具有“十”字形排布的四边形网孔的正四边形加热膜；

(c)具有三角形排布的六边形网孔的正三边形加热膜；

(d)具有四边形排布的圆形网孔的正四边形加热膜；

(e)具有六边形排布的六边形网孔的圆形加热膜；

(f)具有六角密排的圆形网孔的正六边形加热膜。

7.制作如权利要求1-3，5-6中任一项所述的微型加热器的方法，其特征 在于：

(a)在硅片上制作介质薄膜：介质层薄膜是由氧化硅和氮化硅的单层或 多层复合膜组成，用作微型加热器的加热膜和支撑悬梁；其中，氧化硅膜通 过热氧化、低压化学气相沉积或等离子增强化学气相沉积方法制备；氮化硅 膜通过低压化学气相沉积或等离子增强化学气相沉积的方法制备。

(b)制作加热电阻丝：加热电阻丝的材料为金、铂、镍、铬、钛、钛铂、 钛金、钛钨金、氮化钛或多晶硅，它们是通过溅射、蒸发、电镀或化学气相 沉积工艺制作的；

(c)制作具有网孔结构的加热膜和支撑悬梁：首先正面光刻定义出加热 膜和支撑悬梁的形状，然后在光刻胶的保护下采用干法刻蚀彻底去除暴露的 介质层直到露出衬底硅，去胶后就形成了正面腐蚀窗口和网孔，所述的干法 刻蚀是使用反应离子刻蚀或离子束刻蚀实施的；

(d)释放薄膜：释放薄膜的方法有两种，一种是干法刻蚀衬底硅，刻蚀 气体是XeF₂；另一种是湿法腐蚀，采用KOH、NaOH、TMAH或EPW硅各 向异性腐蚀液。

8.按权利要求7所述的微型加热器的制作方法，其特征在于所述氧化硅 和氮化硅的单层膜厚度在0.1-1微米，多层介质复合膜的厚度为0.2-5微米。