[發(fā)明專利]一種MEMS紅外光源及其制備方法

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• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113979402A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設計）人: 陶繼方;樹東生
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00;H05B3/00
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

1.一種MEMS紅外光源，其特征在于，從下到上依次包括襯底、支撐薄膜、加熱層和輻射層，所述加熱層表面通過刻蝕形成加熱電阻結(jié)構(gòu)，所述輻射層位于加熱電阻結(jié)構(gòu)上方，所述襯底上開設上下貫穿所述襯底的空腔，所述空腔的橫截面積大于所述輻射層的面積，所述支撐薄膜位于所述空腔上方邊緣的位置處為波紋膜結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MEMS紅外光源，其特征在于，所述支撐薄膜為單層薄膜，所述單層薄膜為氧化硅薄膜或氮化硅薄膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MEMS紅外光源，其特征在于，所述支撐薄膜為雙層薄膜，所述雙層薄膜包括位于下層的氧化硅薄膜和位于上層的氮化硅薄膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MEMS紅外光源，其特征在于，所述襯底為硅材料，所述加熱層為鉑金屬，所述輻射層為鉑黑、碳納米管或多孔硅。

5.一種如權(quán)利要求2所述的一種MEMS紅外光源的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選擇一硅晶圓作為襯底；

(2)在硅晶圓上表面用于形成波紋膜結(jié)構(gòu)的區(qū)域進行刻蝕，形成凹槽結(jié)構(gòu)；

(3)在硅晶圓上沉積氧化硅薄膜或氮化硅薄膜；

(4)在氧化硅薄膜或氮化硅薄膜上生長加熱層，并進行金屬剝離形成加熱電阻結(jié)構(gòu)；

(5)在硅晶圓背面進行干法刻蝕或濕法腐蝕形成空腔，并在加熱層的加熱電阻結(jié)構(gòu)上方沉積輻射層。

6.一種如權(quán)利要求2所述的一種MEMS紅外光源的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選擇一硅晶圓作為襯底；

(2)在硅晶圓上表面沉積氧化硅薄膜或氮化硅薄膜，并在用于形成波紋膜結(jié)構(gòu)的區(qū)域進行刻蝕，形成凹槽結(jié)構(gòu)；

(3)在氧化硅薄膜或氮化硅薄膜上生長加熱層，并進行金屬剝離形成加熱電阻結(jié)構(gòu)；

(4)在硅晶圓背面進行干法刻蝕或濕法腐蝕形成空腔，并在加熱層的加熱電阻結(jié)構(gòu)上方沉積輻射層。

7.一種如權(quán)利要求3所述的一種MEMS紅外光源的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選擇一硅晶圓作為襯底；

(2)在硅晶圓上表面用于形成波紋膜結(jié)構(gòu)的區(qū)域進行刻蝕，形成凹槽結(jié)構(gòu)；

(3)在硅晶圓上沉積氧化硅薄膜，并在氧化硅薄膜上沉積氮化硅薄膜；

(4)在氮化硅薄膜上生長加熱層，并進行金屬剝離形成加熱電阻結(jié)構(gòu)；

(5)在硅晶圓背面進行干法刻蝕或濕法腐蝕形成空腔，并在加熱層的加熱電阻結(jié)構(gòu)上方沉積輻射層。

8.一種如權(quán)利要求3所述的一種MEMS紅外光源的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選擇一硅晶圓作為襯底；

(2)在硅晶圓上表面沉積氧化硅薄膜，并在用于形成波紋膜結(jié)構(gòu)的區(qū)域進行刻蝕，形成凹槽結(jié)構(gòu)；

(3)在氧化硅薄膜上沉積氮化硅薄膜；

(4)在氮化硅薄膜上生長加熱層，并進行金屬剝離形成加熱電阻結(jié)構(gòu)；

(5)在硅晶圓背面進行干法刻蝕或濕法腐蝕形成空腔，并在加熱層的加熱電阻結(jié)構(gòu)上方沉積輻射層。

9.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7或8所述的一種MEMS紅外光源的制備方法，其特征在于，所述加熱層采用蒸鍍或濺射方法生長，所述輻射層采用涂覆或電鍍方法沉積，所述氧化硅薄膜或氮化硅薄膜采用PECVD技術(shù)形成。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種MEMS紅外光源的制備方法，其特征在于，所述氧化硅薄膜采用RIE或者ICP方法進行刻蝕形成凹槽結(jié)構(gòu)。