[发明专利]基于MEMS工艺的复合式微型能量采集器及其制作方法

权利要求书

1.基于MEMS工艺的复合式微型能量采集器，其特征是：以太阳能材料为材质、通过MEMS工艺制成振动薄膜(1)，在所述振动薄膜(1)的中心平面下方制作平面螺旋线圈(2)，在所述振动薄膜(1)的正下方，处在所述平面螺旋线圈(2)的同轴位置上设置永磁体(3)；用于支撑振动薄膜(1)的振动薄膜硅片(4)和用于支撑永磁体(3)的永磁体硅片(5)是通过MEMS工艺分别制作，再键合成一支撑座，所述支撑座是底部具有圆形通孔（8）的开放腔，以所述振动薄膜(1)和平面螺旋线圈(2)输出采集的能量。

2.根据权利要求1所述的基于MEMS工艺的复合式微型能量采集器，其特征是：所述振动薄膜(1)是以铜铟镓硒或聚-3已基噻吩为材质；所述振动薄膜(1)可以是平面或者是中心为平面、外围具有环形波纹结构的薄膜，所述振动薄膜的厚度为500nm-5μm。

3.根据权利要求1所述的基于MEMS工艺的复合式微型能量采集器，其特征是：所述振动薄膜硅片(4)和永磁体硅片(5)都是由厚度为250-500μm的硅片制作而成。

4.根据权利要求1所述的基于MEMS工艺的复合式微型能量采集器，其特征是：所述平面螺旋线圈(2)为单层线圈或多层线圈。

5.根据权利要求1所述的基于MEMS工艺的复合式微型能量采集器，其特征是：所述永磁体(3)形状可以是圆柱体或立方体，其横截面尺寸在微米量级，并小于平面螺旋线圈(2)的最大外径。

6.一种权利要求1或2或3或4或5所述的基于MEMS工艺的复合式微型能量采集器的制作方法，其特征是按如下过程进行：

制备永磁体：

a、采用热氧化工艺在永磁体硅片的上表面和下表面分别生长出厚度为1.0-1.4μm的二氧化硅薄膜；

b、采用光刻工艺将圆形通孔图形转移到永磁体硅片上表面的光刻胶层，然后采用ICP等离子体刻蚀技术进行刻蚀，形成贯穿永磁体硅片及二氧化硅薄膜的圆形通孔；

c、采用光刻工艺将永磁体横截面图形光刻到永磁体硅片上表面的光刻胶层，然后采用ICP等离子体刻蚀技术在永磁体硅片上表面的二氧化硅薄膜中刻蚀出永磁体横截面图形窗口，并继续刻蚀至在永磁体硅片内形成永磁体立体结构；

d、去除表面残余光刻胶并清洗，在永磁体硅片上表面溅射300nm的Cu/Cr种子层，再利用光刻胶对其它部位Cu/Cr种子层进行覆盖，只在永磁体立体结构所在位置处的Cu/Cr种子层上电镀永磁体材料，形成永磁体；

制作振动薄膜：

a、采用热氧化工艺在振动薄膜硅片的上表面和下表面分别生长出厚度为1.0-1.4μm的二氧化硅薄膜；

b、当所述振动薄膜(1)是中心为平面、外围具有环形波纹结构的薄膜时，利用光刻工艺将环形波纹图形转移到振动薄膜硅片上表面的光刻胶层，然后采用ICP等离子体刻蚀技术，在振动薄膜硅片上表面的二氧化硅薄膜中刻蚀出环形波纹图形窗口，并继续刻蚀至在振动薄膜硅片内形成环形波纹立体结构；

c、利用光刻工艺将释放窗口图形转移到振动薄膜硅片下表面的光刻胶层，然后采用ICP等离子体刻蚀技术，将释放窗口图形正上方的二氧化硅薄膜刻蚀至露出振动薄膜硅片，形成释放窗口；

d、去除表面残余光刻胶并清洗，采用铜铟镓硒或聚-3已基噻吩材质在振动薄膜硅片上表面制作振动薄膜；

e、采用ICP等离子刻蚀技术释放位于释放窗口正上方的振动薄膜硅片和二氧化硅薄膜，形成振动薄膜；

f、利用铜平面线圈制作工艺在振动薄膜的中心平面下方制作平面螺旋线圈；

键合：

在振动薄膜硅片下表面的二氧化硅薄膜上溅射300nm的Cu/Cr种子层；将永磁体硅片的上表面与振动薄膜硅片的下表面中心对准并贴合，通过夹具施加压力，在150℃温度下预键合24小时，再进行渐变温度退火处理。