[發明專利]原位加熱芯片及其制造方法

在審

• 申請號: 202210205477.8
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114899070A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 杜海峰;王寧;郝寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01J37/20
• 分類號: H01J37/20;H05B3/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 季向岡

1.一種原位加熱芯片，包括：由硅構成的基片；形成在所述基片的至少1個主面上的二氧化硅層；和形成在所述二氧化硅層上的氮化硅層，

所述原加熱芯片形成有通過除去所述基片而保留至少1個所述氮化硅層而成的加熱微區薄膜窗口，

在所述加熱微區薄膜窗口形成有至少2個能夠獨立地加熱的加熱區域，

在每個所述加熱區域，在所述氮化硅層上形成有金屬薄膜電阻圖案和與所述金屬薄膜電阻圖案電連接的多個電極，

在所述至少2個加熱區域的每個加熱區域之間，形成有由多個貫通所述加熱微區薄膜窗口的貫通孔構成的鏤空陣列。

2.如權利要求1所述的原位加熱芯片，其特征在于，所述加熱微區薄膜窗口的厚度小于2微米。

3.如權利要求1或2所述的原位加熱芯片，其特征在于，金屬薄膜電阻圖案由鉬構成，包括多個彼此串聯連接的圓弧狀圖案。

4.如權利要求1或2所述的原位加熱芯片，其特征在于，所述多個電極包括1對用于給所述金屬薄膜電阻圖案供電的供電電極，和1對用于測量所述金屬薄膜電阻圖案的電阻來測量所述加熱區域的溫度的測溫電極。

5.如權利要求1或2所述的原位加熱芯片，其特征在于，所述原位加熱芯片用于在透射電子顯微鏡中對樣品進行加熱，透射電子顯微鏡的電子能夠經由所述貫通孔透過樣品以進行觀察。

6.一種原位加熱芯片的制造方法，包括：

將硅構成的基片的至少1個主面氧化，在所述至少1個主面形成二氧化硅層的步驟；

在所述二氧化硅層上形成氮化硅層的步驟；

在所述至少1個主面中的正面一側主面的所述氮化硅層上形成用于得到電阻圖案和多個電極的第一光刻膠圖案的步驟；

在形成了所述第一光刻膠圖案的所述氮化硅層上形成金屬薄膜的步驟；

去除光刻膠，在所述氮化硅層上形成至少2個由所述金屬薄膜構成的電阻圖案和多個電極的步驟；

以在所述電阻圖案之間的位置處露出多個通孔的方式，在形成了所述電阻圖案和多個電極的所述氮化硅層上形成第二光刻膠圖案的步驟；

以所述第二光刻膠圖案為掩模蝕刻掉所述多個通孔處的所述氮化硅層的步驟；

在形成了所述電阻圖案和多個電極的所述氮化硅層上形成用于保護的第二二氧化硅層的步驟；

以使所述多個通孔處和所述多個電極的接觸電極部露出的方式形成第三光刻膠圖案的步驟；

以所述第三光刻膠圖案為掩模對所述第二二氧化硅層和所述二氧化硅層進行蝕刻的步驟；

在所述至少1個主面的背面一側主面形成用于在已形成了所述電阻圖案的位置處形成加熱微區薄膜窗口的第四光刻膠圖案的步驟；

以所述第四光刻膠圖案為掩模對所述背面一側主面上的所述二氧化硅層和所述氮化硅層進行蝕刻，使得要形成所述加熱微區薄膜窗口的位置處的所述基片露出的步驟；以及

去除要要形成所述加熱微區薄膜窗口的位置處的所述基片，來形成所述加熱微區薄膜窗口的步驟。

7.如權利要求6所述的原位加熱芯片的制造方法，其特征在于，在所述形成氮化硅層的步驟中，用LPCVD沉積方法來形成所述氮化硅層。

8.如權利要求6或7所述的原位加熱芯片的制造方法，其特征在于，在所述形成第二二氧化硅層的步驟中，用PECVD單面生長方法來形成所述第二二氧化硅層。

9.如權利要求6或7所述的原位加熱芯片的制造方法，其特征在于，所述氮化硅層的厚度小于2微米，所述金屬薄膜由鉬構成。

10.如權利要求6或7所述的原位加熱芯片的制造方法，其特征在于，在所述形成二氧化硅層的步驟之前，還包括對所述基片進行清洗的步驟。