蒸气单元以及相关系统和方法与流程

本公开整体涉及用于控制在针对原子钟和其它应用的蒸气单元中的对象材料的蒸气压的技术。更具体地，所公开的示例涉及用于控制蒸气压的结构和材料，该结构和材料可改善跨更广泛的温度范围的操作的可靠性。

背景技术：

1、根据开尔文方程：液体-蒸气界面处的蒸气压受表面张力的影响，其中p/psat为蒸气压与饱和蒸气压的比率，γ为表面张力，vm为液体的摩尔体积，r为液滴或弯月面的半径，r为普适气体常数，并且t为绝对温度。蒸气压与多种操作环境相关，包括但不限于原子钟。

技术实现思路

1、在一些示例中，蒸气单元可包括主体，该主体限定在该主体内的腔。第一衬底可在界面处键合到第二衬底。该第一衬底、该第二衬底或该第一衬底与该第二衬底之间的界面材料中的至少一者可限定至少一个凹部或孔。该至少一个凹部或孔可具有约500微米或更小的最小尺寸，如在平行于部分地限定该腔的该第一衬底的至少一个表面的方向上测量的。

2、在其它示例中，使用蒸气单元的方法可涉及提供包括主体的蒸气单元。该主体可包括在界面处键合到第二衬底的第一衬底。可限定在该主体内的腔。可在该第一衬底、该第二衬底或该第一衬底与该第二衬底之间的界面材料中的至少一者中形成至少一个孔或凹部。该至少一个孔或凹部可具有约500微米或更小的最小尺寸，如在平行于部分地限定该腔的该第一衬底的至少一个表面的方向上测量的。

3、在其它实施方案中，系统可包括发射器，该发射器被定位和定向以引导辐射通过蒸气单元的窗口。该系统可包括检测器，该检测器被定位和定向以检测该辐射。该蒸气单元可包括主体，该主体限定在主体内的腔。该主体可包括第一衬底、第二衬底或该第一衬底与该第二衬底之间的界面材料。该第一衬底、该第二衬底或该第一衬底与该第二衬底之间的界面材料可限定至少一个孔或凹部，该至少一个孔或凹部具有约500微米或更小的最小尺寸，如在平行于部分地限定该腔的该第一衬底的至少一个表面的方向上测量的。

技术特征：

1.一种蒸气单元，包括：

2.根据权利要求1所述的蒸气单元，其中：

3.根据权利要求2所述的蒸气单元，其中所述主体包括衬底堆叠，所述衬底堆叠包括至少所述第一衬底和所述第二衬底，以及插置在所述衬底堆叠的每对衬底之间的所述界面材料的相应块体，其中所述界面材料的至少一种块体相对于将其插置在每对衬底之间凹入，从而限定包括所述至少一个凹部的一系列凹部。

4.根据权利要求1所述的蒸气单元，其中所述第一衬底包括第一硅材料，所述第二衬底包括第二硅材料，并且所述界面材料包括氧化硅材料。

5.根据权利要求1所述的蒸气单元，其中所述主体包括所述至少一个凹部，并且所述主体包括不同材料的交替区域，所述不同材料包括所述界面材料和所述第一衬底、所述第二衬底或外延生长的衬底材料，所述不同材料的所述界面材料的每个区域相对于所述不同材料的所述衬底材料的相邻区域凹入，以在所述衬底材料的所述相邻区域之间限定所述至少一个凹部。

6.根据权利要求5所述的蒸气单元，其中所述界面材料包括氧化物材料，并且所述衬底材料包括非氧化物材料。

7.根据权利要求1所述的蒸气单元，其中部分地限定所述腔的所述第一衬底或所述第二衬底中的至少一者的区域包括多孔材料，所述多孔材料包括所述至少一个孔。

8.根据权利要求7所述的蒸气单元，其中所述区域属于所述第二衬底，并且其中所述第二衬底插置在所述主体的所述第一衬底与第三衬底之间并与其键合。

9.根据权利要求7所述的蒸气单元，其中所述区域位于所述第一衬底与所述第二衬底之间的所述界面附近。

10.根据权利要求9所述的蒸气单元，其中在所述区域附近的所述腔的直径小于在所述区域远侧的所述腔的直径。

11.根据权利要求7所述的蒸气单元，其中所述主体包括衬底堆叠，所述衬底堆叠包括至少所述第一衬底和所述第二衬底，部分地限定所述腔的所述第一衬底的第一区域包括所述多孔材料的第一块体，并且部分地限定所述腔的所述第二衬底的第二区域包括所述多孔材料的第二块体。

12.根据权利要求11所述的蒸气单元，其中所述第一区域和所述第二区域位于所述第一衬底与所述第二衬底之间的界面远侧。

13.一种制作蒸气单元的方法，包括：

14.根据权利要求13所述的制作蒸气单元的方法，其中形成所述至少一个孔或凹部包括通过将所述第一衬底、所述第二衬底或所述界面材料中的至少一者暴露于化学处理来形成所述至少一个孔。

15.根据权利要求13所述的方法，其中形成所述至少一个孔或凹部包括通过选择性地蚀刻所述第一衬底与所述第二衬底之间的所述界面材料的一部分以相对于所述第一衬底和所述第二衬底凹入所述界面材料来形成所述至少一个凹部。

16.根据权利要求13所述的方法，其中形成所述至少一个孔或凹部包括通过选择性地蚀刻插置在所述第一衬底或所述第二衬底中的至少一者的非氧化物材料区域之间的氧化物材料区域以使所述氧化物材料的每个区域相对于所述非氧化物材料的相邻区域凹入来形成所述至少一个凹部。

17.根据权利要求13所述的方法，其中形成所述至少一个孔或凹部包括通过化学处理或通过图案化和选择性蚀刻所述衬底使部分地限定所述腔的所述第一衬底或所述第二衬底中的至少一者的区域的材料多孔。

18.根据权利要求17所述的方法，包括将包括所述区域的所述第二衬底放置在所述主体的所述第一衬底与第三衬底之间，并将所述第二衬底键合到所述第一衬底和所述第三衬底。

19.根据权利要求18所述的方法，包括将所述区域放置在所述第一衬底与所述第二衬底之间的所述界面附近。

20.根据权利要求19所述的方法，其中限定所述腔包括使在所述区域附近的所述腔的直径小于在所述区域远侧的所述腔的直径。

21.根据权利要求17所述的方法，其中使部分地限定所述腔的所述第一衬底或所述第二衬底中的至少一者的所述区域的所述材料多孔包括使部分地限定所述腔的所述第一衬底的第一区域的所述材料多孔以形成所述多孔材料的第一块体，并使部分地限定所述腔的所述第二衬底的第二区域的材料多孔以形成所述多孔材料的第二块体。

22.根据权利要求21所述的方法，包括将所述第一多孔区域和所述第二多孔区域放置在所述第一衬底与所述第二衬底之间的所述界面远侧。

23.一种系统，包括：

技术总结蒸气单元可包括主体，该主体包括在该主体内的腔。在该主体内的界面处键合到第二衬底的第一衬底，该第一衬底、该第二衬底或该第一衬底与该第二衬底之间的界面材料中的至少一者可在表面中限定至少一个凹部或孔。该至少一个凹部或孔的最小尺寸可约为500微米或更小，如在平行于部分地限定该腔的该第一衬底的至少一个表面的方向上测量的。技术研发人员：R·卢特瓦克,B·陈受保护的技术使用者：微芯片技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20