[发明专利]微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器及其制备工艺

权利要求书

1.一种微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器，其特征在于：

包括硅基座、绝缘膜、加热单元以及均热板；

所述硅基座中部设有通孔，所述绝缘膜覆盖在所述基座及其通孔上，其中所述绝缘膜覆盖在所述通孔上的部分设有空气隙而形成悬臂梁；

所述加热单元包括加热丝和电极，所述加热丝设于所述悬臂梁上，所述电极设于所述绝缘膜上；

所述均热板位于所述通孔中，并连接于所述悬臂梁的下方。

2.如权利要求1所述的微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器，其特征在于：所述绝缘膜包括由第一绝缘膜构成的压应力层和由第二绝缘膜构成的张应力层。

3.如权利要求2所述的微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器，其特征在于：所述压应力层由SiO₂制成，所述张应力层由Si_xN_y或SiC制成。

4.如权利要求1所述的微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器，其特征在于：所述悬臂梁包括一条以上悬臂，所述悬臂整体为呈直角的二次弯折结构。

5.如权利要求4所述的微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器，其特征在于：一条以上所述悬臂组成的所述悬臂梁呈整体右旋或者左旋结构，旋转中心位于所述通孔中心。

6.如权利要求1所述的微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器，其特征在于：所述加热单元由铬或铂制成。

7.如权利要求1所述的微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器，其特征在于：所述均热板由单晶硅制成。

8.如权利要求1所述的微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器，其特征在于：所述硅基座由100晶向单晶硅制成。

9.一种微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

在硅基座上生长绝缘层；生长第二绝缘层；

刻蚀第二绝缘层，露出第一绝缘层窗口；

刻蚀掉第一绝缘层，露出硅基座；继续刻蚀硅基座1.5-2.5μm；

制备加热层；

制备电极；

退火处理；

将微加热器反置，正反校正对齐，制作环形刻蚀槽，干法刻蚀硅基座20-25μm；

去掉中央岛上的第一、第二绝缘层；

湿法或干法同步刻蚀中央岛以及环形刻蚀槽直至露出空气隙；

继续刻蚀掉悬臂梁上的硅，露出均热板。

10.如权利要求9所述的微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

在100晶向的硅基座上通过干氧或者干氧湿氧结合的方法制备SiO₂第一绝缘层，再通过等离子体增强化学气相沉积PECVD技术制备Si_xN_y或SiC第二绝缘层；

用匀浆机在上均匀旋涂一层正胶BP212，利用光刻技术去除非空气隙处光刻胶，然后磁控溅射Ni作为刻蚀掩膜，利用lift-of剥离工艺露出空气隙窗口，然后进行感应耦合等离子体ICP技术刻蚀，刻蚀掉空气隙的第二绝缘层；

利用HF酸刻蚀液继续刻蚀掉空气隙处的第一绝缘层，然后利用TMAH刻蚀继续刻蚀硅基座；

清洗掉正面Ni保护膜，利用磁控溅射机溅射Pt或Ni加热丝，旋涂负胶BN303-30，利用光刻技术制备出加热丝；

利用电子束蒸发EBE技术以及lift-off技术制备Au电极；

加热到500℃，氮气氛围，退火处理；

将微加热器反置，正反图案校正，然后利用刻蚀第二绝缘层的工艺刻蚀出环形刻蚀槽的窗口并用反应离子刻蚀RIE干法工艺蚀硅基座；

利用步骤刻蚀第二绝缘层的工艺刻蚀掉均热板上面覆盖的第一绝缘层、第二绝缘层；

利用四甲基氢氧化铵TMAH各向异性湿法刻蚀工艺或深反应离子刻蚀DRIE干法刻蚀工艺同时刻蚀环形刻蚀槽和均热板上面覆盖的单晶硅直到刻穿露出正面的空气隙；

将该器件放入TMAH刻蚀液中湿法刻蚀掉悬臂梁上剩余的单晶硅，释放出悬臂梁，以及露出硅均热板。