專利名稱：一種具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器及其制作方法，屬于微電 子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著微加工技術(shù)的不斷發(fā)展，基于MEMS工藝的微型加熱器已開始在氣體探測，環(huán) 境監(jiān)控和紅外光源等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。由于應(yīng)用的不斷推廣和深入，對微型加熱器的低功耗、 低成本、高性能、高可靠的要求也日益強(qiáng)烈。如何制作出低功耗高性能的加熱器一直是本領(lǐng) 域內(nèi)技術(shù)人員追求的目標(biāo)。目前基于硅襯底的微型加熱器從支撐膜結(jié)構(gòu)來分，主要有兩種類型，分別是封閉 膜式(closed membrane type)禾口懸膜式(suspended membrane type)。封閉膜式微型 加熱器的支撐膜邊界都與襯底框架相連，通過背面體硅加工技術(shù)腐蝕襯底硅實(shí)現(xiàn)加熱膜 區(qū)的釋放，如 M. Gall，The Si-planar-pellistor :alow_power pellistor sensor in Si thin-film technology, Sensors and Actuators B，Vol. 4 (1991)，pp. 533-538。懸膜式微 型加熱器通常利用數(shù)條長條形支撐懸臂梁把中心加熱膜區(qū)與襯底框架相連，利用正面體硅 力口工技術(shù)實(shí)現(xiàn)力口熱膜區(qū)的釋放，如 Michael Gaitan, et. al，Micro—hotplate devices and methods for theirfabrication,US Patent NO. 5，464，966。隨著十多年的發(fā)展，為了滿足 不同需求，封閉膜式的微型加熱器和懸膜式的微型加熱器的加熱膜區(qū)出現(xiàn)了很多種形狀， 如圓形，矩形，長條形，或者多邊形等。但不管是哪一種形狀，這些加熱膜區(qū)都是平面型的， 是一種二維結(jié)構(gòu)。然而在某些領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用時這種平面式加熱膜區(qū)的微型加熱器卻有一些不足。比 如，作為紅外光源時，平面式加熱器的熱量分散，受氣流的影響較大。用于催化燃燒原理的 氣體傳感器時，催化劑在平面式加熱器的中心膜區(qū)的覆蓋率不高，且加熱效率較低，影響了 傳感器的靈敏度。因此，如何設(shè)計一種低功耗、高加熱效率和高性能的加熱器是解決這些問 題的關(guān)鍵。本發(fā)明擬提供一種利用硅各向異性濕法腐蝕工藝制作的具有螺管式加熱電阻的 三維微型加熱器，基于噴膠光刻的剝離工藝解決了在凹槽內(nèi)部制作加熱電阻絲的難題。所 制作的微型加熱器由于其獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)形加熱，加熱效率高，或?qū)⒔鉀Q平面 型微型加熱器在某些應(yīng)用領(lǐng)域的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種螺管式三維微型加熱器及其制作方法，從而解決目前 平面型微型加熱器在某些應(yīng)用領(lǐng)域的局限性。本發(fā)明利用硅各向異性濕法腐蝕液腐蝕襯底硅形成橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié) 構(gòu)的凹槽，通過在該凹槽內(nèi)生長或沉積氧化硅和氮化硅從而形成橫截面呈“V”字形或倒梯 形結(jié)構(gòu)的凹槽形加熱區(qū)支撐膜。同時利用硅各向異性腐蝕液對不同晶向腐蝕速率的差異性制作了與硅<100>晶向呈一定夾角(-40 +40)的上電阻絲支撐梁(如圖1所示)。通過 基于噴膠光刻的剝離工藝(lift-off)在上加熱電阻絲支撐梁和加熱區(qū)支撐膜上分別制作 了上加熱電阻絲和下加熱電阻絲。上，下加熱電阻絲相連形成一個嵌入在加熱區(qū)支撐膜內(nèi) 的螺管式加熱電阻并通過支撐懸梁上的引線與襯底框架上的電極相連。最后通過硅各向異 性濕法腐蝕液腐蝕襯底硅釋放結(jié)構(gòu)，使得加熱區(qū)支撐膜及嵌入其中的螺管式加熱電阻在支 撐懸梁的支撐下懸浮于襯底硅上。本發(fā)明只需要三塊光刻板就能實(shí)現(xiàn)所述三維微型加熱器的制作，凹槽及薄膜釋放 均采用硅各向異性濕法腐蝕，因此工藝步驟簡單明了，成本低廉，且可控性好。綜上所述本發(fā)明提供的一種具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器的結(jié)構(gòu)如圖 2(a)所示，包括襯底框架1，上加熱電阻絲2，下加熱電阻絲3，上加熱電阻絲支撐梁4，加 熱區(qū)支撐膜5，支撐懸梁6，引線7，電極8和隔熱腔體9，其結(jié)構(gòu)特征為1.橫截面呈“V”字形或倒梯形的加熱區(qū)支撐膜通過支撐懸梁與襯底框架相連，上 加熱電阻絲支撐梁橫跨于加熱區(qū)支撐膜上，并且與硅<100>晶向成-40 +40度的夾角。
2.上加熱電阻絲排布在上加熱電阻絲支撐梁上，下加熱電阻絲以折線形式排布在 加熱區(qū)支撐膜的內(nèi)部，上、下加熱電阻絲相連形成一個螺管式結(jié)構(gòu)的加熱電阻。3.兩根引線排布在任意兩根支撐懸梁上，連接螺管式結(jié)構(gòu)的加熱電阻和襯底框架 上的電極。4.加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的下方是硅各向異性濕法腐蝕形成的隔熱腔體，加熱 區(qū)支撐膜由支撐懸梁支撐懸浮在襯底硅上。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器的制 作方法，其具體制作步驟如下1.襯底選擇。襯底僅限于(100)面的硅片。2.制作用于形成凹槽結(jié)構(gòu)的正面腐蝕窗口，同時定義用于形成上加熱電阻絲支 撐梁的氧化硅層。首先在N型或P型(100)硅片的表面上采用熱氧化、低壓化學(xué)氣相沉積 (LPCVD)或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)的方法制作一層厚度在0. 1 3. 0微米之間 的氧化硅薄膜。然后進(jìn)行光刻制作出窗口圖形，在光刻膠的保護(hù)下利用反應(yīng)離子刻蝕(RIE) 或離子束刻蝕(Ion-beam)徹底刻蝕暴露的氧化硅，形成正面腐蝕窗口，同時定義用于形成 上加熱電阻絲支撐梁的氧化硅層的形狀，如圖3(a)所示。3.制作橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽，同時釋放用于形成上加熱電阻絲 支撐梁的氧化硅層。在氧化硅的保護(hù)下利用硅各向異性腐蝕液通過步驟2形成的腐蝕窗口 在硅片上腐蝕出橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽，凹槽深度在5 150微米之間，如 圖3 (b)所示。腐蝕液有多種選擇，比如Κ0Η(氫氧化鉀)，TMAH(四甲基氫氧化銨)，或者 EPff (乙二胺，鄰苯二酚和水)等。4.制作加熱區(qū)支撐膜和上加熱電阻絲支撐梁。通過熱氧化的方法在橫截面呈“V” 字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽內(nèi)生長一層氧化硅，厚度在0. 2 1. 0微米之間，再通過低壓化學(xué) 氣相沉積(LPCVD)的方法在凹槽內(nèi)的氧化硅和上加熱電阻絲支撐梁的氧化硅上沉積一層 氮化硅，厚度在0. 2 1. 0微米之間，然后可以再次通過低壓化學(xué)氣相沉積的方法依次沉積 氧化硅和氮化硅，形成多層復(fù)合膜，如圖3(c)所示。復(fù)合膜的總層數(shù)為2 8層，總厚度在 0.4 6.0微米之間。
5.制作上、下加熱電阻絲，引線和電極。在步驟4的多層復(fù)合膜上噴膠光刻(光刻 膠厚度為ι 10微米)定義出加熱電阻絲，引線和電極的圖形，然后濺射一層0. 2 2. 0 微米厚的鈦鉬，最后丙酮去膠后就形成了加熱電阻絲，引線和電極，如圖3(d)所示。6.制作加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的釋放窗口。根據(jù)支撐懸梁的方向不同可以分為 兩類一類是支撐懸梁的方向與<100>晶向的夾角保持在士30度以內(nèi)，其制作方法是正 面光刻定義出用于釋放加熱膜區(qū)和支撐懸梁的腐蝕窗口圖形，在光刻膠的保護(hù)下利用反應(yīng) 離子刻蝕(RIE)或離子束刻蝕(Ion-beam)徹底刻蝕暴露的氧化硅和氮化硅復(fù)合膜，形成薄 膜釋放窗口。另一類是支撐懸梁的方向與<110>晶向的夾角保持在士 15度以內(nèi)，其制作方 法是第一步，正面光刻定義出用于釋放加熱膜區(qū)和支撐懸梁的腐蝕窗口圖形，在光刻膠的 保護(hù)下利用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)或離子束刻蝕(Ion-beam)徹底刻蝕暴露的氧化硅和氮化 硅復(fù)合膜；第二步，利用深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)技術(shù)刻蝕襯底硅，刻蝕深度要大于支撐懸 梁寬度的0. 7倍；最后去膠后就形成薄膜釋放窗口。7.加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的釋放。利用各向異性腐蝕液通過薄膜釋放窗口腐 蝕襯底硅，并在中心膜區(qū)和支撐懸梁的下方形成隔熱腔體，如圖3(e)所示。腐蝕液有多種 選擇，比如Κ0Η(氫氧化鉀)，TMAH (四甲基氫氧化銨)，或者EPW(乙二胺，鄰苯二酚和水)寸。相對傳統(tǒng)的基于MEMS工藝的平面式二維微型加熱器來說，本發(fā)明提供的一種具 有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器及其制作方法的主要特點(diǎn)如下1.上、下加熱電阻絲相連形成一個螺管式加熱電阻與傳統(tǒng)的平面式加熱電阻在結(jié) 構(gòu)上有明顯的區(qū)別，前者是一個三維結(jié)構(gòu)而后者只是一種二維結(jié)構(gòu)，這種螺管式加熱電阻 能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)形加熱，加熱效率更高。2.加熱電阻嵌入在凹槽形的加熱器支撐膜內(nèi)，減小了熱量散失，可以有效降低加 熱器的功耗。3.本發(fā)明所述的加熱器基于(100)硅片利用各向異性釋放腐蝕制作，不僅成本低 廉，而且工藝的可控性高，也易于陣列化和批量生產(chǎn)。4.本發(fā)明所述加熱器的優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用中。用作紅外光源時，嵌入 的加熱電阻絲能夠形成熱量集中的光源，受氣流影響小，穩(wěn)定性好，抗干擾的能力強(qiáng)。用于 生化傳感領(lǐng)域時，催化劑可以植入到凹槽結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)對催化劑的環(huán)形加熱，效率更高，利 于提高傳感器的性能。


圖1為本發(fā)明提供的具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器的加熱區(qū)域的俯視 圖。圖2為本發(fā)明提供的具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器的立體結(jié)構(gòu)示意圖， 其中(a)為兩支撐懸梁的具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器的立體結(jié)構(gòu)示意圖，(b) 為該加熱器的中心加熱區(qū)域的放大圖。圖3為本發(fā)明提供的具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器的主要流程示意圖。 其中，(a)為制作用于形成凹槽結(jié)構(gòu)的正面腐蝕窗口，(b)為制作橫截面“V”字形或倒梯形 結(jié)構(gòu)的凹槽，(c)為制作加熱區(qū)支撐膜和上加熱電阻絲支撐梁，(d)為制作上、下加熱電阻絲、引線和電極，(e)為釋放加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁。圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中的具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器的立體結(jié)構(gòu) 示意圖，其中(a)為四支撐懸梁的具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器的立體結(jié)構(gòu)示意 圖，(b)為該加熱器的中心加熱區(qū)域的放大圖。圖中1為襯底框架，2為上加熱電阻絲，3為下加熱電阻絲，4為上加熱電阻絲支撐 梁，5為加熱區(qū)支撐膜，6為支撐懸梁，7為引線，8為電極和9為隔熱腔體。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖參見圖2(a)所示，具體制作方法如下1.襯底選擇選擇N型(100)面的4英寸硅片作為襯底，電阻率3-8 Ω · cm,硅片 厚度為350 士 10微米，切邊的角度誤差< 1%。2.制作用于形成凹槽結(jié)構(gòu)的正面腐蝕窗口，同時定義用于形成上加熱電阻絲支 撐梁的氧化硅層首先利用熱氧化的方法在硅片表面生長一層厚度為1.0微米的氧化硅薄 膜。然后進(jìn)行正面光刻做出窗口圖形，在光刻膠的保護(hù)下利用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)徹底刻 蝕暴露的氧化硅，形成正面腐蝕窗口，同時定義出用于形成上加熱電阻絲支撐梁的氧化硅 層的形狀。3.制作橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽，同時釋放用于形成上加熱電阻絲 支撐梁的氧化硅層在氧化硅的保護(hù)下利用KOH腐蝕液通過步驟2形成的腐蝕窗口在硅片 上腐蝕出倒臺面形的凹槽，凹槽深度約為30微米。4.制作加熱區(qū)支撐膜和上加熱電阻絲支撐梁先利用熱氧化的方法生長一層厚 度為0. 5微米的氧化硅再利用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)的方法沉積一層厚度為0. 3微米 的氮化硅。5.制作上、下加熱電阻絲，引線和電極噴膠光刻(光刻膠厚度為4微米)定義出 加熱電阻絲，引線和電極的圖形，然后濺射一層0.2微米厚的鈦鉬，最后丙酮去膠后形成了 加熱電阻絲，引線和電極。6.制作加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的釋窗口 第一步，正面光刻定義出用于釋放加 熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的腐蝕窗口圖形，在光刻膠的保護(hù)下利用離子束刻蝕(Ion-beam) 徹底刻蝕暴露的氧化硅和氮化硅復(fù)合膜；第二步，利用深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)刻蝕襯底 硅，刻蝕深度要大于支撐懸梁寬度的0. 7倍；最后去膠后就形成薄膜釋放窗口。7.加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的釋放利用TMAH腐蝕液通過薄膜釋放窗口腐蝕襯 底硅，并在中心膜區(qū)和支撐懸梁的下方形成隔熱腔體。實(shí)施例2:本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖參見圖4(a)所示，具體制作方法如下1.襯底選擇選擇P型(100)面的4英寸硅片作為襯底，電阻率3-8 Ω · cm,硅片 厚度為350 士 10微米，切邊的角度誤差< 1%。2.制作用于形成凹槽結(jié)構(gòu)的正面腐蝕窗口，同時定義用于形成上加熱電阻絲支 撐梁的氧化硅層首先利用熱氧化的方法在硅片表面生長一層厚度為1. 0微米的氧化硅薄 膜。然后進(jìn)行正面光刻做出窗口圖形，在光刻膠的保護(hù)下利用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)徹底刻蝕暴露的氧化硅，形成正面腐蝕窗口，同時定義出用于形成上加熱電阻絲支撐梁的氧化硅 層的形狀。3.制作橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽，同時釋放用于形成上加熱電阻絲 支撐梁的氧化硅層在氧化硅的保護(hù)下利用KOH腐蝕液通過步驟2形成的腐蝕窗口在硅片 上腐蝕出倒臺面形的凹槽，凹槽深度約為30微米。4.制作加熱區(qū)支撐膜和上加熱電阻絲支撐梁先利用熱氧化的方法生長一層厚 度為0. 3微米的氧化硅再利用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)的方法沉積一層厚度為0. 6微米 的氮化硅。5.制作上、下加熱電阻絲，引線和電極噴膠光刻(光刻膠厚度為4微米)定義出 加熱電阻絲，引線和電極的圖形，然后濺射一層0.2微米厚的鈦鉬，最后丙酮去膠后形成了 加熱電阻絲，引線和電極。6.制作加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的釋窗口 正面光刻定義出用于釋放加熱區(qū)支 撐膜和支撐懸梁的腐蝕窗口圖形，在光刻膠的保護(hù)下利用離子束刻蝕(Ion-beam)徹底刻 蝕暴露的氧化硅和氮化硅復(fù)合膜，形成薄膜釋放窗口。7.加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的釋放利用TMAH腐蝕液通過薄膜釋放窗口腐蝕襯 底硅，并在中心膜區(qū)和支撐懸梁的下方形成隔熱腔體。
權(quán)利要求
一種具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器，其特征在于與硅<100>晶向成 40～+40度夾角的上加熱電阻絲支撐梁橫跨于橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽形加熱區(qū)支撐膜上，加熱區(qū)支撐膜通過支撐懸梁與襯底框架相連；排布在上加熱電阻絲支撐梁上的上加熱電阻絲和排布在加熱區(qū)支撐膜內(nèi)的下加熱電阻絲相連形成嵌入在加熱區(qū)支撐膜內(nèi)的螺管式加熱電阻并通過支撐懸梁上的引線與襯底框架上的電極相連；加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁下方是采用硅各向異性濕法腐蝕形成的隔熱腔體。
2.按照權(quán)利要求1所述的三維微型加熱器，其特征在于上加熱電阻絲支撐梁和加熱區(qū) 支撐膜由氧化硅和氮化硅的復(fù)合膜組成，單層膜厚為0. 2 1. 0微米，總層數(shù)為2 8層， 總厚度在0.4 6.0微米。
3.按照權(quán)利要求1所述的三維微型加熱器，其特征在于支撐懸梁的一端與襯底框架相 連，另一端與凹槽形的加熱區(qū)支撐膜相連，支撐懸梁以加熱區(qū)支撐膜為中心對稱排布。
4.按照權(quán)利要求1所述的三維微型加熱器，其特征在于引線排布在任意兩個支撐懸梁 上，并連接螺管式加熱電阻和襯底框架上的電極。
5.按照權(quán)利要求1所述的三維微型加熱器，其特征在于隔熱腔體的橫截面是“V”字形 或倒梯形的結(jié)構(gòu)，位于加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的下方，使得加熱區(qū)支撐膜及嵌入其中的 螺管式加熱電阻在支撐懸梁的支撐下懸浮于襯底硅之上。
6.按照權(quán)利要求1或3所述的三維微型加熱器，其特征在于所述的支撐懸梁為二根或 四根。
7.制作如權(quán)利要求1-5中任一項所述的三維微型加熱器的方法，其特征在于只需三塊 光刻板實(shí)現(xiàn)所述的三維微型加熱器制作，具體制作的步驟為(a)襯底選擇，襯底僅限于(100)面的硅片；(b)制作用于形成凹槽結(jié)構(gòu)的正面腐蝕窗口，同時定義用于形成上加熱電阻絲支撐梁 的氧化硅層，首先在N型或P型(100)硅片的表面上采用熱氧化、低壓化學(xué)氣相沉積或等離 子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積的方法制作一層氧化硅薄膜，然后進(jìn)行光刻制作出窗口圖形，在光刻 膠的保護(hù)下利用反應(yīng)離子刻蝕或離子束刻蝕刻蝕暴露的氧化硅，形成正面腐蝕窗口，同時 定義用于形成上加熱電阻絲支撐梁的氧化硅層的形狀；(c)制作橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽，同時釋放用于形成上加熱電阻絲支 撐梁的氧化硅層，在氧化硅的保護(hù)下利用硅各向異性腐蝕液通過步驟(b)形成的腐蝕窗 口，在硅片上腐蝕出橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽；(d)制作加熱區(qū)支撐膜和上加熱電阻絲支撐梁，通過熱氧化的方法在橫截面呈“V”字 形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽內(nèi)生長一層氧化硅；再通過低壓化學(xué)氣相沉積的方法在凹槽內(nèi)的氧 化硅和上加熱電阻絲支撐梁的氧化硅上沉積一層氮化硅；然后可以再次通過低壓化學(xué)氣相 沉積的方法依次沉積氧化硅和氮化硅，形成多層復(fù)合膜；(e)制作上、下加熱電阻絲，引線和電極，在步驟d制作的多層復(fù)合膜上噴光刻膠且光 刻，定義出加熱電阻絲，引線和電極的圖形，然后濺射一層鈦鉬，最后用丙酮去膠后就形成 了加熱電阻絲，引線和電極；(f)制作加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的釋放窗口，根據(jù)支撐懸梁的方向不同可以分為兩 類一類是支撐懸梁的方向與<100>晶向的夾角保持在士30度以內(nèi)，其制作方法是正面 光刻定義出用于釋放加熱膜區(qū)和支撐懸梁的腐蝕窗口圖形，在光刻膠的保護(hù)下利用反應(yīng)離子刻蝕或離子束刻蝕徹底刻蝕暴露的氧化硅和氮化硅復(fù)合膜，形成薄膜釋放窗口 ；另一類 是支撐懸梁的方向與<110>晶向的夾角保持在士 15度以內(nèi)，其制作方法是第一步，正面光 刻定義出用于釋放加熱膜區(qū)和支撐懸梁的腐蝕窗口圖形，在光刻膠的保護(hù)下利用反應(yīng)離子 刻蝕或離子束刻蝕徹底刻蝕暴露的氧化硅和氮化硅復(fù)合膜，第二步，利用深反應(yīng)離子刻蝕 技術(shù)刻蝕襯底硅，刻蝕深度要大于支撐懸梁寬度的0. 7倍，最后去膠后就形成薄膜釋放窗 Π ；(g)加熱區(qū)支撐膜和支撐懸梁的釋放，利用各向異性腐蝕液通過薄膜釋放窗口腐蝕襯 底硅，并在中心膜區(qū)和支撐懸梁的下方形成隔熱腔體。
8.按照權(quán)利要求7所述的三維微型加熱器的制作方法，其特征在于硅各向異性腐蝕所 采用的腐蝕液為KOH，TMAH,或者EPW。
9.按照權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于①步驟b所述的氧化硅薄膜厚度為0.1-3. 0微米；②步驟d中在氧化硅上沉積氮化硅厚度在0.2-1. 0 μ m之間；③步驟d中在V字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽內(nèi)生長一層氧化硅厚度為0.2-1. 0 μ m ；④步驟e中所述的光刻膠厚度為1-10μ m，濺射的鈦鉬層厚度為0. 2-2 μ m ；⑤步驟e中形成的凹槽深度在5-150μ m之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有螺管式加熱電阻的三維微型加熱器及其制作方法，其特征在于橫截面呈“V”字形或倒梯形結(jié)構(gòu)的凹槽形加熱區(qū)支撐膜通過支撐懸梁與襯底框架相連；上加熱電阻絲和下加熱電阻絲相連形成嵌入在加熱區(qū)支撐膜內(nèi)的螺管式加熱電阻并通過支撐懸梁上的引線與襯底框架上的電極相連；加熱區(qū)支撐膜及嵌入其中的螺管式加熱電阻由支撐懸梁支撐懸浮于襯底硅之上。本發(fā)明提供的三維微型加熱器的加熱電阻呈螺管式結(jié)構(gòu)且嵌入在加熱區(qū)支撐膜內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)形加熱，加熱效率高。這種三維微型加熱器特別適合在紅外光源及傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號H05B3/06GK101938862SQ20101027852
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者李鐵, 王躍林, 許磊 申請人:上海芯敏微系統(tǒng)技術(shù)有限公司