[發明專利]一種透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 202010170783.3
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111370280B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 廖洪鋼;江友紅
• 申請（專利權）人: 廈門超新芯科技有限公司
• 主分類號: H01J37/26
• 分類號: H01J37/26;H01L21/02;H05B3/20
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 秦華

1.一種透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其結構為上片和下片通過金屬鍵合層組合，其中上片和下片均分為正面和背面，上片的正面直接與下片的正面通過金屬鍵合層粘結，自封閉形成一個超薄的腔室；所述上片和下片的材質均為兩面有氮化硅或氧化硅的硅基片，其特征在于，

其中上片設置有兩個注樣口和一個上片中心視窗，上片中心視窗位于上片中心處，兩個注樣口關于上片中心視窗對稱布置；

下片設置有氣體入口、氣體出口、支撐層、加熱層、絕緣層，孔洞以及下片中心視窗；所述加熱層設置有四個接觸電極及螺旋環形加熱絲，螺旋環形加熱絲的形狀較為對稱，加熱絲相互間留有間隙，互不連接，四個接觸電極置于芯片的邊緣；在以中心視窗為中心，且在大于螺旋環形加熱絲外邊緣區域內，硅全部被腐蝕掉后留有一個孔洞，支撐層覆蓋在孔洞的上方，懸空在留有孔洞的硅基片上；加熱層的中心的加熱絲置于孔洞上的支撐層上，并不直接與硅基片接觸；所述氣體入口與氣體出口關于下片中心視窗對稱布置，下片中心視窗位于加熱層的中心處，且不被加熱材料遮擋；所述孔洞為圓形或方形；

所述上片的面積略小于下片的面積，上下片的中心視窗對齊，上片中心視窗和下片中心視窗上均有多個小孔；所述小孔的大小為0.5μm-5μm；

所述加熱層的螺旋環形加熱絲的外徑為0.15-0.5mm，厚度為50nm-500nm；

所述加熱層設置為兩組等效電路，所述兩組等效電路分別使用單獨的電流源表和電壓源表控制；所述兩組等效電路中的一組回路負責供電產熱，另一組回路負責實時監控加熱絲發熱后的電阻值。

2.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述下片的外形尺寸為2*2-10*10mm；

金屬鍵合層的厚度為50nm-2000nm；金屬鍵合層的材料為低熔點金屬。

3.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述下片的外形尺寸為4*8mm。

4.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述金屬鍵合層的材料為In、Sn或Al。

5.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述氮化硅或氧化硅的厚度為5-200nm；

所述硅基片的厚度為50-500μ m 。

6.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述支撐層為氮化硅或氧化硅，厚度為0.5-5um；

所述上片中心視窗和下片中心視窗為方形中心視窗。

7.如權利要求6所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述方形中心視窗的大小為5um*5um-100um*100um。

8.如權利要求7所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述方形中心視窗的大小為20um*50um。

9.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述螺旋環形加熱絲采用的是金屬金、鉑、鈀、銠、鉬、鎢、鉑銠合金或非金屬的碳化鉬。

10.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位氣相加熱芯片，其特征在于，所述氣體入口或氣體出口的大小以能刻蝕自截止到下片的硅基片的正面并留下正面的氮化硅或氧化硅的薄膜窗口不大于500μm*500μm，不小于200μm*200μm來確定。