[發明專利]具有臺階狀結構和真空腔體的微熱板及其加工方法

有效

• 申請號: 201710126277.2
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106744640B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 鄧敏;李曉波;劉瑞
• 申請（專利權）人: 蘇州甫一電子科技有限公司
• 主分類號: B81B1/00
• 分類號: B81B1/00;B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發明公開了一種具有臺階狀結構和真空腔體的微熱板及其加工方法，所述微熱板包括：第一基片，具有相背對的第一表面和第二表面，該第一表面上依次設置有第一隔熱層、絕緣層、臺階狀結構層、加熱層和鈍化層，所述加熱層與電極電連接；第二基片，具有第三表面，所述第三表面上設置有第二隔熱層；并且，至少是所述第一基片的第二表面與所述第二基片的第三表面密封結合而使所述第一基片與第二基片之間形成至少一真空腔體，所述真空腔體的壁上覆蓋有絕熱物質。所述微熱板具有結構穩定性好，工作能耗低等優點。本發明還公開了所述微熱板的加工方法，該加工方法簡單易實施，可控性好。

技術領域

本發明涉及一種微熱板，特別涉及一種具有臺階狀結構和真空腔體的微熱板及其加工方法。

背景技術

目前，現有的微熱板具有敏感膜應力大、隔熱性差和高溫熱穩定性不理想等缺點，制約了微加熱結構傳感器如微氣體傳感器、微熱量計、微氣壓計以及微加速度計等微器件等的發展和應用。

隨著現代微電子的技術日新月異的發展，小體積，低功耗且易與其它材料或器件組合的微熱板越來越受到重視，但使用微加熱板會帶來一定的熱功率損耗和器件的不穩定性。

現有技術中，為降低熱功耗，實現結構保溫普遍采用懸空結構的絕熱槽。微熱板普遍采用的結構是：在襯底的上表面沉積一層二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(SiN)膜層作為絕緣層，在襯底基底的下表面制備絕熱槽。在加熱絲表面上又沉積一層氮化硅層作為鈍化層。例如CN 104541161A公開了的硅基微熱板的加工方法便采用了絕熱槽的工藝。但是這種方法蝕刻出絕熱槽后加熱層僅靠一層薄膜結構的氮化硅層支撐，而該薄膜僅在兩端被支撐襯底支撐，這種薄膜結構的應力控制比較較差，而且強度不夠，在器件受到震動或者碰撞時易發生破裂導致器件失效。除此之外，腔體非真空，絕熱效果不理想，不僅影響器件的性能，同樣還容易導致器件失效。

綜上，現有技術中的微熱板的懸空結構至少存在以下問題：(1)穩定性差，由于敏感膜應力控制不好容易變形破裂，導致器件失效；(2)隔熱效果差，絕熱槽間的空氣間隔較大導致熱量散失較快，影響隔熱效果。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種具有臺階狀結構和真空腔體的微熱板及其加工方法，以克服現有技術的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種具有臺階狀結構和低真空腔體的微熱板，其包括：

第一基片，具有第一表面和與第一表面相背對的第二表面，所述第一表面上依次設置有第一隔熱層、絕緣層、臺階狀結構層、加熱層和鈍化層，所述加熱層與電極電連接；

第二基片，具有第三表面，所述第三表面上設置有第二隔熱層；

并且，至少是所述第一基片的第二表面與所述第二基片的第三表面密封結合而使所述第一基片與第二基片之間形成至少一真空腔體，所述真空腔體的壁上覆蓋有絕熱物質。

進一步的，所述真空腔體的局部壁體由所述第一隔熱層和第二隔熱層構成。

進一步的，所述電極穿過形成于所述鈍化層上的開口并與所述加熱層電性接觸。

進一步的，所述微熱板還包括環繞所述真空腔體設置的絕熱槽，所述絕熱槽內填充有絕熱物質。

本發明實施例還提供了一種所述具有臺階狀結構和低真空腔體的微熱板的加工方法，其包括：

提供第一基片，其具有第一表面和與第一表面相背對的第二表面，

在所述第一基片的第一表面上形成第一隔熱層；

在所述第一基片的第一表面上加工形成絕熱槽，并在所述絕熱槽內填充絕熱物質，且所述絕熱槽環繞真空腔體設置；