[發明專利]一種透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202011121573.1
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112129793A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 廖洪鋼;何娜娜;江友紅
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N23/20033
• 分類號: G01N23/20033;G01N23/20041;H01J37/20;H01J37/26
• 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: 黃斌

1.一種透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：包括雙面覆蓋有絕緣層的基片，該基片的正面上設置有呈左右鏡像設置的兩加熱加壓單元；每一加熱加壓單元均包括兩加熱電極、一加壓電極、一加熱絲和一加壓電路，其中兩個加熱電極和一加壓電極分布在基片的同側邊緣；加熱絲和加壓電路布設于基片的中部，并形成一加熱加壓區，兩加熱加壓單元的加熱加壓區之間具有一縫隙；所述加熱絲通過兩加熱線路與兩加熱電極分別連接，所述加壓電路通過一加壓線路與加壓電極連接，該基片上除用于支撐加熱加壓單元、兩加熱線路以及一加壓線路外的其它區域呈鏤空設置。

2.根據權利要求1所述的透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：每一加熱加壓單元的兩加熱線路以及一加壓線路分別位于一懸臂上，三個懸臂呈“丁”字形布設，且加熱絲布設于三個懸臂的交匯處。

3.根據權利要求1所述的透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：所述加壓電路相對于加熱絲更靠近縫隙。

4.根據權利要求1所述的透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：所述加熱絲以及與其相連接的兩加熱電極構成一等效電路，該等效電路可同時實現對加熱絲供電加熱和實時監控加熱絲發熱后的電阻值。

5.根據權利要求1所述的透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：所述基片為硅基片，所述絕緣層為氮化硅或者氧化硅絕緣層。

6.根據權利要求1所述的透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：該透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片的芯片外形尺寸為2mm*2mm-10mm*10mm或者4mm*6mm。

7.根據權利要求1所述的透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：所述基片正面和背面上的絕緣層厚度為5-200nm，基片的厚度為50-500um。

8.根據權利要求1所述的透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：所述縫隙的尺寸為0.002mm*3.0mm-0.01mm*3.5mm。

9.根據權利要求2所述的透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片，其特征在于：所述加熱加壓區的尺寸為0.2mm*0.2mm-0.5mm*0.5mm；所述懸臂的尺寸為0.5mm*0.2mm-1.5mm*0.5mm。

10.一種透射電鏡高分辨原位溫差加壓芯片的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.準備正面和背面上均具有氮化硅或氧化硅絕緣層的Si(100)晶圓A，絕緣層的厚度為5-200nm；

S2.通過光刻工藝，將加熱電極、加壓電極、加熱絲、加壓電路、連接加熱絲和加熱電極的加熱線路以及連接加壓電路和加壓電極的加壓線路的圖案從光刻掩模版轉移到上述晶圓A的正面，然后在正膠顯影液中顯影，再用去離子水清洗表面得到晶圓A-1；

S3.通過反應離子刻蝕工藝，將在晶圓A-1正面裸露的氮化硅或氧化硅絕緣層刻蝕掉，然后將晶圓正面朝上放入丙酮中浸泡，最后用丙酮沖洗，去掉光刻膠，得到晶圓A-2；

S4.利用電子束蒸發鍍膜工藝，在晶圓A-2正面蒸鍍一層金屬膜形成加熱電極、加壓電極、加熱絲、加壓電路、加熱線路和加壓線路，然后將晶圓正面朝上放入丙酮中浸泡剝離，最后用去離子水沖洗，去掉光刻膠，留下金屬層，得到晶圓A-3；

S5.利用PECVD工藝，在晶圓A-3的正面生長一層氮化硅或氧化硅或氧化鋁作為保護層，得到晶圓A-4；

S6.利用光刻工藝，將待腐蝕區域從光刻掩膜版轉移到上述晶圓A-4的背面，然后在正膠顯影液中顯影，再用去離子水清洗表面得到晶圓A-5；

S7.利用反應離子刻蝕工藝，將晶圓A-5背面待腐蝕區域上的氮化硅或氧化硅刻蝕掉，然后將晶圓背面朝上先后放入丙酮中浸泡，最后用丙酮沖洗，去掉光刻膠，得到晶圓A-6；

S8.將晶圓A-6的背面朝上放入氫氧化鉀溶液中進行濕法刻蝕，直至裸露的基底硅完全腐蝕完，取出晶圓用大量去離子水沖洗后吹干，得到晶圓A-7；

S9.通過反應離子刻蝕工藝，將在晶圓A-7正面裸露的氮化硅或氧化硅或氧化鋁保護層刻蝕掉，然后將晶圓正面朝上放入丙酮中浸泡，最后用丙酮沖洗，去掉光刻膠，得到晶圓A-8；

S10.將晶圓A-8進行激光劃片，分成獨立芯片。