一种带滤光功能的硅透镜盖板及其制备方法与流程

本发明属于温度传感器，具体涉及一种带滤光功能的硅透镜盖板及其制备方法。

背景技术：

1、带腔体的硅盖板在mems工艺中是常见材料，但常见的硅盖板在mems封装工艺中仅提供器件的闭合或密封，在一些硅盖板集成红外滤光、电子电路功能，并且在mems工艺或mems技术中，硅盖板通常用于传感器的密封与保护，为传感器提供一个适宜的工作环境，一些硅盖板中集成红外滤光、电子电路等功能；在光学传感器中，照射至传感器的光线是否能够有效的照射到传感器功能区域决定了光学传感器输出的信号大小；而在光学传感器中应用的盖板，通常为一种平面式盖板，不具备光线汇聚功能；为实现光学汇聚功能，通常使用额外的透镜，提高了光学传感器的结构复杂程度、生产加工成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种带滤光功能的硅透镜盖板的制备方法，解决了现有硅盖板不具备光线汇聚功能、结构复杂以及生产成本高的问题；

2、本发明的目的还在于提供一种带滤光功能的硅透镜盖板；

3、本发明的目的还在于提供一种应用上述硅透镜盖板的热电堆温度传感器。

4、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种带滤光功能的硅透镜盖板的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

5、s1、在清洗抛光后的第一硅衬底的上表面旋涂光刻胶，并进行烘烤；

6、s2、对所述第一硅衬底上的光刻胶进行曝光和显影处理；

7、s3、对曝光和显影处理后的光刻胶进行处理和软化，形成透镜形状的光刻胶；

8、s4、采用干法刻蚀工艺对所述第一硅衬底和所述透镜形状的光刻胶进行刻蚀，获得上表面呈透镜形状的第一硅衬底；

9、s5、采用热氧化工艺在所述s4获得的上表面呈透镜形状的第一硅衬底的下表面制备第一连接层，并在所述第一连接层表面旋涂光刻胶；

10、s6、采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺在第一硅衬底下表面刻蚀第一腔体；

11、s7、在所述第一硅衬底的上表面上和所述第一腔体的内顶面上制备光学薄膜；

12、s8、移除所述第一硅衬底下表面的光刻胶和光学薄膜，获得带滤光功能的硅透镜盖板。

13、优选地，所述s3中，所述透镜为凸透镜、菲涅尔透镜、台阶透镜、超透镜中的一种。

14、优选地，所述s7中，采用金属溅射工艺、lpcvd工艺或pecvd工艺在所述第一硅衬底的上表面上和所述第一腔体的内顶面上制备光学薄膜。

15、优选地，所述s7中，所述光学薄膜增透、长波通、短波通、带通、窄带中的一种。

16、优选地，所述s8中，采用lift-off工艺移除所述第一硅衬底下表面的光刻胶和光学薄膜。

17、本发明的第二个技术方案是这样实现的：一种带滤光功能的硅透镜盖板，包括下方开设有第一腔体且上表面呈透镜形状的第一硅衬底、第一连接层，所述第一连接层设置在所述第一硅衬底的下端面上，所述第一腔体内的顶部和第一硅衬底的上表面还设置有光学薄膜层。

18、优选地，所述第一连接层采用si、sio2、au、sn、ti、w中的至少一种制成。

19、本发明的第三个技术方案是这样实现的：一种热电堆温度传感器，包括第二硅衬底、第二连接层以及上述的硅透镜盖板，所述第二连接层设置在所述第二硅衬底的上端面上，所述第二连接层与所述硅透镜盖板中的第一连接层键合。

20、优选地，所述第二硅衬底的下方开设有第二腔体。

21、与现有技术相比，本发明制备方法通过在第一硅衬底的上表面集成为透镜形状、在第一硅衬底的下方刻蚀第一腔体、在第一硅衬底的上表面和在第一腔体内的顶部制备光学薄膜、在第一硅衬底的下端面设置第一连接层，不仅为硅透镜盖板提供光线汇聚功能，而且还简化光学传感器结构的复杂程度，降低传感器生产成本。

技术特征：

1.一种带滤光功能的硅透镜盖板的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种带滤光功能的硅透镜盖板的制备方法，其特征在于，所述s3中，所述透镜为凸透镜、菲涅尔透镜、台阶透镜、超透镜中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种带滤光功能的硅透镜盖板的制备方法，其特征在于，所述s7中，采用金属溅射工艺、lpcvd工艺或pecvd工艺在所述第一硅衬底的上表面上和所述第一腔体的内顶面上制备光学薄膜。

4.根据权利要求3所述的一种带滤光功能的硅透镜盖板的制备方法，其特征在于，所述s7中，所述光学薄膜增透、长波通、短波通、带通、窄带中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种带滤光功能的硅透镜盖板的制备方法，其特征在于，所述s8中，采用lift-off工艺移除所述第一硅衬底下表面的光刻胶和光学薄膜。

6.一种带滤光功能的硅透镜盖板，其特征在于，包括下方开设有第一腔体(4)且上表面呈透镜形状的第一硅衬底(1)、第一连接层(2)，所述第一连接层(2)设置在所述第一硅衬底(1)的下端面上，所述第一腔体(4)内的顶部和第一硅衬底(1)的上表面还设置有光学薄膜层(3)。

7.根据权利要求6所述的一种带滤光功能的硅透镜盖板，其特征在于，所述第一连接层采用si、sio2、au、sn、ti、w中的至少一种材料制成。

8.一种热电堆温度传感器，其特征在于，包括第二硅衬底(5)、第二连接层(6)以及权利要求6或7所述的硅透镜盖板，所述第二连接层(6)设置在所述第二硅衬底(5)的上端面上，所述第二连接层(6)与所述硅透镜盖板中的第一连接层(2)键合。

9.根据权利要求8所述的热电堆温度传感器，其特征在于，所述第二硅衬底(5)的下方开设有第二腔体(7)。

技术总结本发明公开了一种带滤光功能的硅透镜盖板及其制备方法，其中，制备方法具体为：在第一硅衬底的上表面旋涂光刻胶并进行烘烤；对第一硅衬底上的光刻胶进行曝光和显影处理；对上述处理后的光刻胶进行处理和软化，形成透镜形状的光刻胶；再对第一硅衬底和所述透镜形状的光刻胶进行刻蚀，获得上表面呈透镜形状的第一硅衬底；在上述第一硅衬底的下表面制备第一连接层，并在第一连接层表面旋涂光刻胶；再在第一硅衬底下表面刻蚀第一腔体；在第一硅衬底的上表面上和第一腔体的内顶面上制备光学薄膜；获得带滤光功能的硅透镜盖板。本发明制备方法不仅为硅透镜盖板提供光线汇聚功能，而且还简化光学传感器结构的复杂程度，降低传感器生产成本。技术研发人员：宏宇,武斌受保护的技术使用者：深圳市美思先端电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/12