[發明專利]微流體器件以及制造微流體器件的方法

有效

• 申請號: 201510736203.1
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105562237B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: D·法拉利;L·M·卡斯托爾迪;P·菲拉里;M·卡米納蒂
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: B05B9/03
• 分類號: B05B9/03;B05C5/00;B81C1/00;B81C3/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

1.一種微流體器件，包括：

噴嘴板，包括電介質層、襯底層和噴嘴；

腔室本體，所述腔室本體包括半導體襯底、在所述半導體襯底之上的電介質層、以及在所述電介質層之上的半導體層，所述半導體層是外延多晶硅的層，并且所述半導體襯底是硅襯底；

腔室，至少部分地形成在所述半導體層中并且由所述噴嘴板所覆蓋，所述腔室與所述噴嘴流體連通；以及

流體入口，包括穿過所述腔室本體并且與所述腔室流體連通的孔口。

2.根據權利要求1所述的微流體器件，其中：

所述腔室由頂部、底部和側壁形成；

所述腔室的所述頂部由所述噴嘴板的所述電介質層的表面形成，所述腔室的所述底部由所述腔室本體的所述電介質層的表面形成；以及

所述側壁的至少一部分由所述半導體層的一部分形成。

3.根據權利要求1所述的微流體器件，其中，所述噴嘴板的所述電介質層和所述腔室本體的所述電介質層包括二氧化硅。

4.根據權利要求1所述的微流體器件，其中，所述腔室本體的所述電介質層包括下部電介質層和上部電介質層、以及在它們之間的埋設硅布線，所述埋設硅布線包括加熱部分以及互連部分。

5.根據權利要求4所述的微流體器件，其中，所述加熱部分是多晶硅材料，并且所述互連部分是硅化物材料。

6.根據權利要求1所述的微流體器件，進一步包括：

接合焊盤；

加熱器；以及

溝槽，在所述腔室本體中，將所述接合焊盤與所述腔室本體電隔離。

7.根據權利要求6所述的微流體器件，其中，所述噴嘴板包括在所述接合焊盤之上的焊盤接入結構。

8.根據權利要求1所述的微流體器件，進一步包括：

腔室本體接合環，形成在所述腔室本體的所述半導體層的上表面上；以及

噴嘴板接合環，形成在所述噴嘴板的所述電介質層的下表面上，所述腔室本體接合環接合至所述噴嘴板接合環。

9.一種制造微流體器件的方法，所述方法包括：

在第一襯底層的第一表面上形成第一電介質層；

在所述第一電介質層的表面上形成半導體層，所述半導體層是外延多晶硅生長層，以及所述第一襯底層是硅襯底；

在所述半導體層中刻蝕流體腔室，所述流體腔室的側壁由所述半導體層的一部分形成，以及所述流體腔室的底部由所述第一電介質層的所述表面形成；

將噴嘴板接合至腔室本體，所述噴嘴板的表面形成所述流體腔室的頂部。

10.根據權利要求9所述的制造微流體器件的方法，進一步包括：

在第二襯底層上形成第二電介質層；

在所述第二電介質層的表面上形成第一接合環；

在所述半導體層的表面上形成第二接合環；

通過所述第一接合環與所述第二接合環的熱壓縮，將所述噴嘴板與所述腔室本體相互接合。

11.根據權利要求10所述的制造微流體器件的方法，其中，通過以下步驟形成所述第一電介質層：

在所述第一襯底層的所述第一表面上形成下部電介質層；

在所述下部電介質層上形成布線，所述布線包括多晶硅加熱器和硅化物互連部分；

在所述第一電介質層和所述布線之上形成上部電介質層。

12.根據權利要求9所述的制造微流體器件的方法，進一步包括：

在所述腔室本體中形成流體入口，所述流體入口與所述流體腔室流體連通。

13.根據權利要求12所述的制造微流體器件的方法，其中，使用深反應離子刻蝕工藝穿過所述第一襯底層和所述第一電介質層形成所述流體入口。