一种MEMS微加热器及其制备方法与流程

本申请涉及半导体光电，特别涉及一种mems微加热器及其制备方法。

背景技术：

1、基于微电子机械系统(microelectromechanical systems，mems)的微型加热器具有体积小、响应速度快、功率低、与半导体工艺兼容等方面的优势，在热疗法、药物输送、液体雾化、气体传感、压力传感、湿度传感、流量测量、红外光源和其他mems应用等具有巨大的潜力。mems微加热器通常需要具有足够高的温度和均匀的温度分布，目前mems微加热器常见的加热丝绕线方式通常为蛇形和双螺旋形，但蛇形和双螺旋形的mems微加热器的温度比较低，满足不了现有的需求。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种能够提高加热性能的mems微加热器。

2、本申请还提出了用于制备上述mems微加热器的制备方法。

3、根据本申请的第一方面实施例的一种mems微加热器，包括

4、衬底硅层；

5、氧化层，所述氧化层设置在所述衬底硅层上；

6、上硅层，所述上硅层设置在所述氧化层上；

7、加热结构，所述加热结构设置在所述上硅层上，所述加热结构包括绕线段和与所述绕线段相连的电极结构；

8、其中，所述加热结构采用空间填充分形曲线进行绕线，形成具有空间填充分形曲线的所述绕线段。

9、根据本申请第一方面实施例的一种mems微加热器，至少具有如下有益效果：本申请的一种mems微加热器，包括衬底硅层、氧化层、上硅层和加热结构，加热结构设置在上硅层上，加热结构包括绕线段和与绕线段相连的电极结构，加热结构采用空间填充分形曲线进行绕线，形成具有空间填充分形曲线的绕线段，采用空间填充分形曲线进行绕线能够提高加热结构的加热性能，从而提高mems微加热器的整体加热性能。

10、根据本申请的一些实施例，所述加热结构采用的空间填充分形曲线为希尔伯特-三阶曲线。

11、根据本申请的一些实施例，所述加热结构采用的空间填充分形曲线为摩尔-三阶曲线。

12、根据本申请的一些实施例，所述上硅层和所述加热结构上设置有保护层。

13、根据本申请的一些实施例，所述保护层设置有供所述电极结构通过的开口。

14、根据本申请的一些实施例，所述电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述绕线段的两侧。

15、根据本申请的一些实施例，所述上硅层设置有悬空结构，所述悬空结构包括设置在两侧的支撑部和由所述支撑部形成的悬空区域，所述加热结构设置在所述支撑部上。

16、根据本申请的一些实施例，所述衬底硅层的材料设置为绝缘体上硅。

17、根据本申请的一些实施例，所述加热结构的材料设置为金属。

18、根据本申请的第一方面实施例的一种mems微加热器，包括以下步骤：

19、准备用于制备的衬底，对所述衬底进行清洗；

20、在所述衬底上沉积金属层；

21、在所述金属层上形成加热结构，所述加热结构包括采用空间填充分形曲线绕线的绕线段和电极结构；

22、在所述加热结构和所述衬底上沉积保护层；

23、在所述衬底上形成衬底硅层和所述衬底硅层的背面开口；

24、在所述衬底上形成上硅层和氧化层，使得加热结构相对所述衬底硅层悬空；

25、在所述保护层上形成供所述电极结构通过的开口。

26、根据本申请第二方面实施例的一种mems微加热器的制备方法，至少具有如下有益效果：本申请的一种mems微加热器的制备方法，用于制备上述第一方面实施例的一种mems微加热器，通过在金属层上形成加热结构，加热结构包括绕线段和电极结构，绕线段采用空间填充分形曲线绕线，能够提高加热结构的加热性能，从而提高mems微加热器的整体加热性能。

27、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种mems微加热器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种mems微加热器，其特征在于，所述加热结构采用的空间填充分形曲线为希尔伯特-三阶曲线。

3.根据权利要求1所述的一种mems微加热器，其特征在于，所述加热结构采用的空间填充分形曲线为摩尔-三阶曲线。

4.根据权利要求1所述的一种mems微加热器，其特征在于，所述上硅层和所述加热结构上设置有保护层。

5.根据权利要求4所述的一种mems微加热器，其特征在于，所述保护层设置有供所述电极结构通过的开口。

6.根据权利要求1所述的一种mems微加热器，其特征在于，所述电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述绕线段的两侧。

7.根据权利要求1述的一种mems微加热器，其特征在于，所述上硅层设置有悬空结构，所述悬空结构包括设置在两侧的支撑部和由所述支撑部形成的悬空区域，所述加热结构设置在所述支撑部上。

8.根据权利要求1述的一种mems微加热器，其特征在于，所述衬底硅层的材料设置为绝缘体上硅。

9.根据权利要求1述的一种mems微加热器，其特征在于，所述加热结构的材料设置为金属。

10.mems微加热器的制备方法，用于制备权利要求1至9任一所述的一种mems微加热器，包括以下步骤：

技术总结本申请公开了一种MEMS微加热器及其制备方法，MEMS微加热器包括衬底硅层、氧化层、上硅层和加热结构，加热结构设置在上硅层上，加热结构包括绕线段和与绕线段相连的电极结构，加热结构采用空间填充分形曲线进行绕线，形成具有空间填充分形曲线的绕线段，采用空间填充分形曲线进行绕线能够提高加热结构的加热性能，从而提高MEMS微加热器的整体加热性能。技术研发人员：方荣朋,林佑昇,郑汉武,郑林受保护的技术使用者：深圳市穗晶半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18