[发明专利]一种双腔MEMS碱金属气室及其制备方法

权利要求书

1.一种双腔MEMS碱金属气室，其特征在于，包括P型(100)晶面双面抛光硅片(1)和第一玻璃片(2-1)和第二玻璃片(2-2)，P型(100)晶面双面抛光硅片(1)上设有工作腔室(3)、辅助腔室(5)以及将工作腔室(3)和辅助腔室(5)相互连通的连接通道(4)，第一玻璃片(2-1)和第二玻璃片(2-2)分别键合于P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的背面和正面并将工作腔室(3)、辅助腔室(5)和连接通道(4)密封，工作腔室(3)、辅助腔室(5)、连接通道(4)表面、第一玻璃片(2-1)上与工作腔室(3)和辅助腔室(5)对应的区域以及第二玻璃片(2-2)上与工作腔室(3)、辅助腔室(5)和连接通道(4)对应的区域表面均设有HF型派瑞林薄膜(12)；辅助腔室(5)内设有碱金属化学反应物(6)，工作腔室(3)、辅助腔室(5)和连接通道(4)内填充有保护气体。

2.根据权利要求1所述的一种双腔MEMS碱金属气室，其特征在于，所述工作腔室(3)和辅助腔室(5)在P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的厚度方向贯穿P型(100)晶面双面抛光硅片(1)，连接通道(4)在P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的厚度方向未贯穿P型(100)晶面双面抛光硅片(1)。

3.权利要求1或2所述的一种双腔MEMS碱金属气室的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的正面和反面均沉积氮化硅层(7)，再在氮化硅层(7)表面沉积二氧化硅层(8)；

步骤2，在P型(100)晶面双面抛光硅片(1)正面和反面的二氧化硅层(8)表面溅射Al掩膜层(10)，并在Al掩膜层(10)表面设置光刻胶层(9)；

步骤3，在P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的正面上与连接通道(4)相对应的区域进行光刻，在P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的背面上与工作腔室(3)和辅助腔室(5)对应的区域进行光刻，之后利用NaOH溶液进行显影，直到没有棕色物质析出为止，显影完成；之后去除P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的正面上与连接通道(4)相对应区域以及P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的正面上与工作腔室(3)和辅助腔室(5)对应区域的Al掩膜层(10)以及二氧化硅层(8)；

步骤4，去除工作腔室(3)、连接通道(4)和辅助腔室(5)对应区域的氮化硅层(7)，之后在P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的正面刻蚀出连接通道(4)，之后在P型(100)晶面双面抛光硅片(1)的背面刻蚀出工作腔室(3)和辅助腔室(5)；

步骤5，去除Al掩膜层(10)和氮化硅层(7)并进行清洗，得到具有工作腔室(3)、连接通道(4)和辅助腔室(5)的P型(100)晶面双面抛光硅片(1)；

步骤6，在步骤5得到的P型(100)晶面双面抛光硅片(1)背面键合第一玻璃片(2-1)，得到第一预制件，第一玻璃片(2-1)上留有供引线与P型(100)晶面双面抛光硅片(1)连接区域；

步骤7，在所述第一预制件上工作腔室(3)连接通道(4)和辅助腔室(5)的表面以及第一玻璃片(2-1)上与工作腔室(3)和辅助腔室(5)对应的区域制备HF型派瑞林薄膜(12)，得到第二预制件；在第二玻璃片(2-2)上与工作腔室(3)、连接通道(4)和辅助腔室(5)对应的区域制备HF型派瑞林薄膜(12)，得到第三预制件；

步骤8，在第二预制件上，在辅助腔室(5)内注入第一去离子水溶液，然后让第一去离子水溶液反应，得到第一固体反应物；

步骤9，将第三预制件上具有HF型派瑞林薄膜(12)的一侧与第二预制件键合，将工作腔室(3)、连接通道(4)和辅助腔室(5)密封，键合时在工作腔室(3)、连接通道(4)和辅助腔室(5)充入保护气体，以及使所述第一固体反应物反应生成碱金属化学反应物(6)，所述双腔MEMS碱金属气室制备完成。

4.根据权利要求3所述的一种双腔MEMS碱金属气室的制备方法，其特征在于，步骤2中，先对P型(100)晶面双面抛光硅片(1)进行清洗、烘干、去除表面轧制后溅射Al掩膜层(10)；

在Al掩膜层(10)表面涂覆光刻胶层(9)后将光刻胶层(9)烘干。