一种三维薄膜吸气剂结构的制作方法
- 国知局
- 2024-07-27 12:43:40
1.本实用新型涉及高真空器件封装技术领域,尤其涉及一种三维薄膜吸气剂结构。背景技术:2.在目前快速发展的高真空电子封装领域,保持微机电系统(mems, micro-electro-mechanical system,mems)封装器件内部的真空度以延长mems 器件使用寿命是一项研究热点。3.在mems器件密封腔使用吸气剂可有效的吸收器件内部残余气体以及后期器件内部释放的气体,达到保持真空度的需求,从而延长器件的使用寿命。4.在薄膜吸气剂的材料、成分无法继续优化的情况下,增大薄膜吸气剂的表面积是有效提高其吸气能力的方式。5.但是,高真空电子封装领域的发展趋势是趋向体积小、重量轻等特点,因此器件内部可沉积薄膜的面积区域有限,传统的薄膜吸气剂技术主要是体现在二维结构,难以增大沉积面积。6.另外,有相关研究及专利通过在器件内部制备凸点和凹槽的垂直立体三维结构来增大吸气剂的沉积面积,此工艺的三维垂直结构一方面不利于薄膜的侧壁沉积,另一方面沉积的薄膜不均匀且粘附性较差,容易脱落损坏器件层,无法有效的改善薄膜吸气剂的吸气性能。技术实现要素:7.为了解决上述技术问题,本实用新型的目的在于提供一种三维薄膜吸气剂结构,用于增大薄膜吸气剂的表面积。8.本实用新型实施例提供一种三维薄膜吸气剂结构,包括器件层,所述器件层的表面包括呈波形排列的斜坡部,沿所述斜坡部的表面上沉积有吸气剂薄膜层。9.进一步的,还包括平面部,两相邻的平面部之间形成所述斜坡部。10.进一步的,所述斜坡部包括两个相邻的斜坡面,两所述斜坡面形成倾斜角度50°‑60°的v型或者梯形凹槽结构。11.进一步的,所述平面部和所述斜坡部的表面均沉积有所述吸气剂薄膜层。12.进一步的,所述平面部设于所述器件层的表面,所述平面部的形状为矩形或者圆形。13.进一步的,还包括氧化层,所述氧化层设于所述器件层的底部。14.进一步的,还包括支撑层,所述支撑层设于所述氧化层远离所述器件层的一面。15.进一步的,所述器件层和所述支撑层的材质均为硅片。16.进一步的,所述支撑层的厚度大于所述器件层的厚度。17.进一步的,所述吸气剂薄膜层为zr、co、re、zn中的任意一种合金多孔结构。18.本实用新型的有益效果:本实用新型实施例提供一种三维薄膜吸气剂结构,包括器件层,所述器件层的表面包括呈波形排列的斜坡部,沿所述斜坡部的表面上沉积有吸气剂薄膜层。通过在连续起伏的斜坡部沉积薄膜吸气剂,相对传统的垂直结构表面薄膜沉积工艺,斜坡面更容易沉积均匀和粘附性强的薄膜吸气剂,比平面薄膜沉积工艺增大了薄膜吸气剂的有效面积,延长芯片的使用寿命。附图说明19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。20.图1为本实用新型实施例提供的一种三维薄膜吸气剂结构的整体结构示意图;21.图2为本实用新型实施例提供的一种三维薄膜吸气剂结构的制作流程图;22.图3为本实用新型实施例提供的一种三维薄膜吸气剂结构的平面部的形状图。23.图中:1、器件层;2、斜坡部;3、吸气剂薄膜层;4、平面部;5、氧化层;6、支撑层。具体实施方式24.本实用新型实施例提供一种三维薄膜吸气剂结构,用于增大薄膜吸气剂的表面积。25.为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。26.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。请参考图1,图1为本实用新型实施例提供的一种眼镜测温记录装置的结构示意图,如图1所示,27.实施例一:28.如图1所示,一种三维薄膜吸气剂结构,包括器件层1,所述器件层1的表面包括呈波形排列的斜坡部2,沿所述斜坡部2的表面上沉积有吸气剂薄膜层3。29.在具体的实施例中,器件层1是硅片,器件层1的表面通过蚀刻形成了呈波形排列的连续起伏的光滑的斜坡部2,沿着所述斜坡部2的表面沉积吸气剂薄膜层3,增大了吸气剂薄膜层3的表面积。30.工作原理:相对传统的垂直结构表面薄膜沉积工艺,斜坡面更容易沉积均匀和粘附性强的薄膜吸气剂,比平面薄膜沉积工艺增大了薄膜吸气剂的有效面积,延长芯片的使用寿命以及在高真空条件下保持高的高灵敏度。31.进一步的,还包括平面部4,两相邻的平面部4之间形成所述斜坡部2。32.在具体的实施例中,器件层1的表面还包括了平面部4,两相邻的平面部 4之间形成所述斜坡部2。33.进一步的,所述斜坡部2包括两个相邻的斜坡面,两所述斜坡面形成倾斜角度50°‑60°的v型或者梯形凹槽结构。34.具体的,两所述斜坡面形成倾斜角度50°‑60°,倾斜角度优选为54.7°,通过蚀刻,形成了v型的连续起伏的光滑斜坡面;35.或者,通过蚀刻,形成了梯形凹槽结构的连续起伏的光滑斜坡面。36.进一步的,所述平面部4和所述斜坡部2的表面均沉积有所述吸气剂薄膜层3。37.在具体的实施例中,通过在平面部4和斜坡部2上沉积吸气剂薄膜层3,使得吸气剂薄膜层3的表面积增大,镀膜方式可以为溅射或者蒸镀。38.进一步的,所述平面部4设于所述器件层1的表面,所述平面部4的形状为矩形或者圆形。39.在具体的实施例中,如图3所示,平面部4的形状是矩形或者圆形,通过蚀刻胶蚀刻出各种所需要的形状。40.进一步的,还包括氧化层5,所述氧化层5设于所述器件层1的底部。41.在具体的实施例中,定制硅片还包括氧化层5和支撑层6,所述氧化层5 设于所述器件层1的底部,所述支撑层6设于所述氧化层5远离所述器件层1 的一面。42.进一步的,所述器件层1和所述支撑层6的材质均为硅片。43.在具体的实施例中,器件层1的硅片厚度为200μm,支撑层6的硅片厚度为550μm,所述支撑层6的厚度大于所述器件层1的厚度。氧化层sio2的厚度0.5μm。44.在具体的实施例中,所述吸气剂薄膜层3为zr、co、re、zn中的任意一种合金多孔结构。45.实施例二:46.如图2所示,上述的三维薄膜吸气剂结构可以通过以下工艺步骤实现,具体为:47.(a)提供一定制的硅片,硅片包括支撑层si 550μm、氧化层sio2 0.5μ m、器件层si 200μm,在硅片的正反面镀上保护层:氮化硅sinx 300nm;48.(b)在需要湿刻区域涂覆光刻胶并进行图案化,涂覆光刻胶对硅片的器件层表面进行曝光显影等工序,并图案化,光刻图形的横截面的形状为矩形或者圆形,也可以是正六边形、星形等其他图形。49.(c)采用干法刻蚀工艺去除需要湿刻区域的保护层。涂覆光刻胶的湿刻区域之间,用干法刻蚀工艺去除保护层,露出器件层的硅片。50.(d)采用koh溶液湿刻《100》晶向的器件层,湿刻温度在20℃-85℃之间,配置的蚀刻液koh浓度在1wt%-50wt%之间,可根据需要的蚀刻速率调整温度及浓度。湿刻至底部氧化层,形成倾斜角度为54.7°的v型或梯形凹槽面。51.(e)通过除胶工艺去除定制硅片两面的保护层和残留的光刻胶,在晶圆顶部的v型槽面和平面部沉积薄膜吸气剂,镀膜方式可以为溅射或者蒸镀,薄膜吸气剂成分一般是zr、co、re、zn中的一种或者多种金属组成的合金多孔结构。52.综上所述,本实用新型实施例提供一种三维薄膜吸气剂结构,包括器件层,所述器件层的表面包括呈波形排列的斜坡部,沿所述斜坡部的表面上沉积有吸气剂薄膜层。通过在连续起伏的斜坡部沉积薄膜吸气剂,相对传统的垂直结构表面薄膜沉积工艺,斜坡面更容易沉积均匀和粘附性强的薄膜吸气剂,比平面薄膜沉积工艺增大了薄膜吸气剂的有效面积,延长芯片的使用寿命。53.以上所述,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
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