[发明专利]一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片及制备方法

权利要求书

1.一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片，其特征在于设有衬底、支撑层、电隔离层、电加热层、金属电极；

所述电加热层沉积在电隔离层上表面，金属电极通过电极粘附层沉积在电加热层上，电隔离层制备在支撑层上表面，支撑层制备在隔离氧化硅层上表面，所述隔离氧化硅层制备在衬底的顶部，在衬底的底部加工刻蚀停止层并形成背部空腔结构，电加热层、电隔离层、支撑层和隔离氧化硅层在衬底上形成凹弧形桥面结构。

2.如权利要求1所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片，其特征在于所述衬底为硅框架衬底，所述硅框架衬底可采用矩形硅框架衬底，优选正方形硅框架衬底。

3.如权利要求1所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片，其特征在于所述支撑层为薄膜支撑层，支撑层可以是硅支撑层、氧化硅支撑层、氮化硅支撑层、氧化硅与氮化硅多层复合膜支撑层；支撑层前后两端与硅框架衬底接触形成桥式悬浮薄膜结构；支撑层侧面两端做成凹弧形状；凹弧的曲线可以为椭圆形曲线、双曲线、幂指数曲线；

所述电隔离层可采用氧化硅电隔离层或氮化硅电隔离层，该电隔离层可以将支撑层分别与金刚石层和衬底隔离。

4.如权利要求1所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片，其特征在于所述电加热层采用n型或p型的金刚石材料或类金刚石材料；电加热层可采用矩形电加热层，并沉积在电隔离层上；

所述电极可采用复合金属层电极，电极底层可以使用薄的钛或铬金属作为粘附层，在粘附层上再沉积金属，如金、铂或铝。

5.如权利要求1～4中任一所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将基片进行清洗处理；

2)以清洗处理后的基片的器件层为支撑层；

3)在支撑层上制备电隔离层；

4)在电隔离层上制备p型或n型的金刚石层或类金刚石层，作为电加热层；

5)在衬底上的电加热层位置制备金属电极；

6)沿着与金属电极长边垂直且靠近衬底内侧边缘的方向对电加热层的两侧进行刻蚀，穿过电加热层、电隔离层、支撑层和隔离氧化硅层，形成凹弧形桥面结构；

7)在基片的另一侧，采用干法刻蚀技术对其刻蚀，以隔离氧化层作为刻蚀停止层，形成背部空腔结构，使得支撑层、电隔离层和电加热层悬浮在框架上，形成凹弧形桥式结构，得金刚石桥膜结构微型红外光源芯片。

6.如权利要求5所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述基片采用绝缘体上硅(SOI)晶片或单晶硅片。

7.如权利要求5所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述以清洗处理后的基片的器件层为支撑层的具体方法为：

当基片采用SOI基片时，以SOI基片的器件层为支撑层；

当基片采用单晶硅片时，采用物理或化学沉积方法在单晶硅片上制作隔离氧化硅层，或氮化硅层，或氧化硅与氮化硅的多层复合结构层为支撑层。

8.如权利要求5所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述在支撑层上制备电隔离层的方法为：采用物理或化学沉积方法在支撑层上制备氧化硅电隔离层，或氮化硅电隔离层。

9.如权利要求5所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片的制备方法，其特征在于在步骤4)中，在电隔离层上制备p型或n型的金刚石层或类金刚石层采用物理化学气相沉积方法在隔离层上制备p型或n型的金刚石层或类金刚石层。

10.如权利要求5所述一种金刚石桥膜结构微型红外光源芯片的制备方法，其特征在于在步骤5)中，所述在衬底上的电加热层位置制备金属电极的方法为：首先采用物理或化学沉积方法制作一层钛或铬金属作为电极的粘附层，然后在粘附层上再沉积金属层，所述金属层可采用金层、铂层或铝层。