[發明專利]一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片及制備方法

有效

• 申請號: 201410421880.X
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104291263B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 傘海生;陳然斌;張強
• 申請（專利權）人: 廈門脈科優芯電子科技有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

1.一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片，其特征在于設有襯底、支撐層、電隔離層、電加熱層、金屬電極；

所述電加熱層沉積在電隔離層上表面，金屬電極通過電極粘附層沉積在電加熱層上，電隔離層制備在支撐層上表面，支撐層制備在隔離氧化硅層上表面，所述隔離氧化硅層制備在襯底的頂部，在襯底的底部加工刻蝕停止層并形成背部空腔結構，電加熱層、電隔離層、支撐層和隔離氧化硅層在襯底上形成凹弧形橋面結構。

2.如權利要求1所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片，其特征在于所述襯底為硅框架襯底，所述硅框架襯底可采用矩形硅框架襯底，優選正方形硅框架襯底。

3.如權利要求1所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片，其特征在于所述支撐層為薄膜支撐層，支撐層可以是硅支撐層、氧化硅支撐層、氮化硅支撐層、氧化硅與氮化硅多層復合膜支撐層；支撐層前后兩端與硅框架襯底接觸形成橋式懸浮薄膜結構；支撐層側面兩端做成凹弧形狀；凹弧的曲線可以為橢圓形曲線、雙曲線、冪指數曲線；

所述電隔離層可采用氧化硅電隔離層或氮化硅電隔離層，該電隔離層可以將支撐層分別與金剛石層和襯底隔離。

4.如權利要求1所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片，其特征在于所述電加熱層采用n型或p型的金剛石材料或類金剛石材料；電加熱層可采用矩形電加熱層，并沉積在電隔離層上；

所述電極可采用復合金屬層電極，電極底層可以使用薄的鈦或鉻金屬作為粘附層，在粘附層上再沉積金屬，如金、鉑或鋁。

5.如權利要求1～4中任一所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將基片進行清洗處理；

2)以清洗處理后的基片的器件層為支撐層；

3)在支撐層上制備電隔離層；

4)在電隔離層上制備p型或n型的金剛石層或類金剛石層，作為電加熱層；

5)在襯底上的電加熱層位置制備金屬電極；

6)沿著與金屬電極長邊垂直且靠近襯底內側邊緣的方向對電加熱層的兩側進行刻蝕，穿過電加熱層、電隔離層、支撐層和隔離氧化硅層，形成凹弧形橋面結構；

7)在基片的另一側，采用干法刻蝕技術對其刻蝕，以隔離氧化層作為刻蝕停止層，形成背部空腔結構，使得支撐層、電隔離層和電加熱層懸浮在框架上，形成凹弧形橋式結構，得金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片。

6.如權利要求5所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述基片采用絕緣體上硅(SOI)晶片或單晶硅片。

7.如權利要求5所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述以清洗處理后的基片的器件層為支撐層的具體方法為：

當基片采用SOI基片時，以SOI基片的器件層為支撐層；

當基片采用單晶硅片時，采用物理或化學沉積方法在單晶硅片上制作隔離氧化硅層，或氮化硅層，或氧化硅與氮化硅的多層復合結構層為支撐層。

8.如權利要求5所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述在支撐層上制備電隔離層的方法為：采用物理或化學沉積方法在支撐層上制備氧化硅電隔離層，或氮化硅電隔離層。

9.如權利要求5所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片的制備方法，其特征在于在步驟4)中，在電隔離層上制備p型或n型的金剛石層或類金剛石層采用物理化學氣相沉積方法在隔離層上制備p型或n型的金剛石層或類金剛石層。

10.如權利要求5所述一種金剛石橋膜結構微型紅外光源芯片的制備方法，其特征在于在步驟5)中，所述在襯底上的電加熱層位置制備金屬電極的方法為：首先采用物理或化學沉積方法制作一層鈦或鉻金屬作為電極的粘附層，然后在粘附層上再沉積金屬層，所述金屬層可采用金層、鉑層或鋁層。