[发明专利]微型加热器及其制造方法

权利要求书

1.一种微型加热器，其具有（111）型硅片衬底、设置于（111）型硅片衬底上表面的抗腐蚀掩膜层和功能结构层；所述功能结构层具有贴附在抗腐蚀掩膜层上表面的加热电阻条及其引线结构，其特征在于：所述（111）型硅片衬底和抗腐蚀掩膜层及功能结构层共同形成有位于微型加热器整体中间上侧位置处且悬空设置的加热区、间隔形成在加热区周围的框架区，所述抗腐蚀掩膜层和功能结构层共同形成有连接加热区和框架区的薄膜状支撑悬梁，所述（111）型硅片衬底包括形成在框架区下侧的衬底框架、形成在加热区底部的硅结构层、采用各向异性湿法腐蚀工艺形成在衬底框架和硅结构层之间的绝热腔。 

2.根据权利要求1所述的微型加热器，其特征在于：所述抗腐蚀掩膜层采用氧化硅掩膜、或氮化硅掩膜、或氧化硅和氮化硅复合掩膜。

3.根据权利要求1所述的微型加热器。其特征在于：所述支撑悬梁的长宽比在1.7至300之间。

4.一种微型加热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供一（111）型硅片作为衬底，并在该衬底上表面刻蚀深度为t1的多个凹槽，以在衬底顶部形成位于凹槽之间的加热区硅结构层和多个连接加热区硅结构层的支撑梁凸台；

S2、在步骤S1获得的结构上表面制作绝缘的抗腐蚀掩膜层；

S3、在步骤S2获得的结构上表面制作功能结构层，该功能结构层具有贴附在抗腐蚀掩膜层上表面的加热电阻条及其引线结构；

S4、在步骤S3获得的结构上制作光刻胶，并利用掩膜板光刻凹槽底部及各支撑梁凸台与凹槽相邻的两侧区域的光刻胶，然后去除前述两部分的光刻胶及位于该两部分光刻胶下侧的抗腐蚀掩膜层，直至暴露所述衬底；

S5、干法刻蚀步骤S4中被暴露的所述衬底的上表面直至一预设深度t2，以形成腐蚀槽，所述腐蚀槽和凹槽共同形成腐蚀窗口；

S6、去除光刻胶，通过腐蚀窗口对衬底进行各项异性湿法腐蚀，形成下表面在平面内投影为六边形t2深度的绝热腔，同时，位于腐蚀窗口之间的支撑梁凸台也被完全腐蚀，从而形成具有t1厚度的硅结构层、抗腐蚀掩膜层和功能结构层的悬空设置的加热区以及连接在加热区周围且由抗腐蚀掩膜层和功能结构层构成的支撑悬梁。

5.根据权利要求4所述的微型加热器的制造方法，其特征在于：所述抗腐蚀掩膜层采用氧化硅掩膜、或氮化硅掩膜、或氧化硅和氮化硅复合掩膜。

6.根据权利要求4所述的微型加热器的制造方法，其特征在于：所述支撑悬梁的长宽比在1.7至300之间。

7.根据权利要求4所述的微型加热器的制造方法，其特征在于：步骤S4中采用负性光刻胶进行光刻。

8.根据权利要求4所述的微型加热器的制造方法，其特征在于：所述腐蚀槽除与支撑梁凸台相邻的部位外，其他部位的边缘与凹槽侧壁存在1微米的间距。

9.根据权利要求4所述的微型加热器的制造方法，其特征在于：步骤S4中的去除抗腐蚀掩膜层采用BOE溶液湿法腐蚀或RIE干法刻蚀的方法。

10.根据权利要求4所述的微型加热器的制造方法，其特征在于：步骤S6中的各项异性腐蚀采用KOH溶液或TMAH溶液进行，并且腐蚀温度在45℃至90℃。