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公开(公告)号：CN115043373A
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN202210538720.8
申请日：2022-05-18
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明涉及微电子器件高温封装技术领域，更具体而言，涉及一种适用于高温封装的金属直接键合工艺。所述工艺包括在待键合器件键合界面制作密封环和微凸点键合结构、耐高温金属纳米颗粒结构制备、密封环和微凸点键合结构制备、表面处理和耐高温金属直接键合。本发明利用金属纳米颗粒结构对密封环和微凸点键合结构进行修饰，利用纳米材料的表面效应和小尺寸效应，提高耐高温金属原子之间的接触面积，形成快速扩散通道。表面活化键合技术可以去除污染获得清洁的表面，克服了直接键合表面易污染和不平等问题，降低耐高温金属之间扩散势垒，从而实现了耐高温金属高速、低温、低损伤的键合。同时在待键合器件键合界面进行表面处理，防止二次污染。
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公开(公告)号：CN112919405A
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN202110108281.2
申请日：2021-01-27
Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院
Abstract: 本发明属于射频微电子机械系统封装技术领域，具体涉及一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，包括下列步骤：提供一未释放牺牲层的RF MEMS开关晶圆，在衬底上完成信号线和悬臂梁的结构的制作；对晶圆进行第一次匀胶、光刻、显影工艺；在晶圆上沉积一层薄膜；对晶圆进行第二次匀胶、光刻工艺，并留出释放孔位置；对释放孔位置进行刻蚀工艺；进行氧气等离子体工艺；再次沉积一层薄膜。本发明通过在未释放晶圆上，通过两次匀胶、两次光刻、两次镀膜工艺实现开关的原位薄膜封装工艺，并且本发明采用氩气等离子实现释放孔的刻蚀，采用氧等离子体实现牺牲层的释放，能够保证开关的射频性能，同时提高开关的工作可靠性。本发明用于RF MEMS开关的原位薄膜封装。
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公开(公告)号：CN111366289A
公开(公告)日：2020-07-03
申请号：CN202010240197.1
申请日：2020-03-31
Applicant: 中北大学
IPC: G01L9/00
Abstract: 一种十字梁结构石墨烯高温压力传感器，可长期稳定工作在900℃和20MPa的高温高压环境下，传感器包括：封装外壳，设置在封装外壳顶部的上端盖以及设置在封装外壳内部底端的陶瓷基座；上端盖上设置有一个圆通孔；陶瓷基座中部开设有安装槽；还包括，检测基片，检测基片设置在陶瓷基座的安装槽内，检测基片中心开设有方形孔，方形孔上设置有十字梁，十字梁与检测基片的连接处均设置有纳米检测单元；传压硅膜，传压硅膜设置在检测基片上，传压硅膜上表面的边缘与上端盖底部连接，传压硅膜底部中心设置有突出的硅膜凸柱与十字梁中心连接，实现力的传递；互连组件，互连组件一端与纳米检测单元连接，互连组件另一端与外部连接从而将压力信号传递出来。
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公开(公告)号：CN110207839A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910386553.8
申请日：2019-05-09
Applicant: 中北大学
IPC: G01K7/16
Abstract: 本发明涉及高温测试技术领域，具体涉及一种石墨烯高温温度传感器。一种石墨烯高温温度传感器，主要结构包括：纳米膜、互连电极、衬底、密封环、封装外壳、陶瓷基板、引线柱。纳米膜由上下两层氮化硼与夹在其中的石墨烯组成，布置在衬底的下表面，衬底上表面刻蚀出多孔结构以加快热传导，互连电极由互连凸点键合互连焊盘组成，通过引线柱将检测单元与外部相连。采用Pt-Pt金属键合技术使衬底与陶瓷基板形成真空腔，隔绝了纳米膜与外界的直接接触，为纳米膜提供无氧防护。氮化硼/石墨烯/氮化硼纳米薄膜既是器件的功能材料，又是其结构材料。器件可以长期稳定工作在1700℃的高温，并且耐酸碱、抗腐蚀，适用于各种高温测试环境。
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公开(公告)号：CN107359235A
公开(公告)日：2017-11-17
申请号：CN201710693619.9
申请日：2017-08-14
Applicant: 中北大学
IPC: H01L41/08 , H01L41/083 , H01L41/18 , G01L1/00 , G01L9/00
CPC classification number: H01L41/0805 , G01L1/00 , G01L9/00 , H01L41/083 , H01L41/183
Abstract: 一种石墨烯压力传感器，主要结构由纳米膜、互连电极、引线柱、基片、封装外壳、陶瓷基座、密封环组成。检测由纳米膜、基片、互连电极组成，纳米膜由上下两层氮化硼与夹在其中的石墨烯组成，布置在基片下表面，基片上部刻蚀形成了凹形结构，下部与陶瓷基座通过金属键合形成无氧真空腔，隔绝了纳米膜与外界的直接接触，为其提供无氧防护，互连电极由互连凸点键合互连焊盘组成，通过引线柱将检测单元与外部相连，氮化硼/石墨烯/氮化硼三层纳米薄膜既是器件的功能材料，又是其结构材料，器件最高可稳定工作于1000℃的高温环境，重复性好、可靠性高，耐酸碱、抗腐蚀，可应用于动态、静态高温测试环境，显著提升高温区间。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115050636B
公开(公告)日：2025-02-28
申请号：CN202210498527.6
申请日：2022-05-09
Applicant: 中北大学
IPC: H01L21/04 , C01B32/194
Abstract: 本发明属于半导体加工技术领域，具体涉及一种低成本大面积石墨烯图形化方法，包括下列步骤：S1、在转移了石墨烯薄膜的衬底表面沉积一层铝金属作掩膜；S2、旋涂一层光刻胶并光刻，以便图形化铝金属掩膜；S3、刻蚀石墨烯；S4、清洗剩余光刻胶及腐蚀剩余铝金属掩膜。本发明使用金属掩膜隔开石墨烯与光刻胶，避免了石墨烯与光刻胶直接接触导致光刻胶残留。得到的石墨烯表面更清洁一致。大面积石墨烯中，清洁一致的表面保证了其电学、力学等特性的一致性，故在大面积石墨烯图形化中适用。本发明使用铝金属材料作为掩膜材料，其材料成本低，在大面积石墨烯图形化中额外增加的材料成本有限。
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公开(公告)号：CN113093819A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110342192.4
申请日：2021-03-30
Applicant: 中北大学
IPC: G05D7/06
Abstract: 本发明属于气体流量检测技术领域，具体涉及一种高精度微型气体流量控制器，所述封装管帽固定在封装管壳上，所述封装管帽为中空结构，所述封装管帽的一端设有进气口，所述封装管帽的另一端设有出气口，所述封装管帽的内部设置有硅衬底，所述硅衬底固定在封装管壳上，所述硅衬底上设置有绝缘层，所述绝缘层和保护膜之间分别设置有温敏元件、加热元件和金属电极，所述温敏元件、加热元件分别连接有金属电极。本发明利用包含具有优良特性的新材料石墨烯，通过内部桥路，大大的提高了热式传感器的灵敏度，并且由于石墨烯材料的高热导率，有效的提高了器件的响应速度，可应用于微量气体流量范围检测，实现对气体流量的控制。
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公开(公告)号：CN112729619A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011586446.9
申请日：2020-12-29
Applicant: 中北大学
Abstract: 一种电桥结构石墨烯高温瞬态热流密度传感器，传感器包括：封装外壳，封装外壳用以隔绝外界环境，支撑、保护内部结构；陶瓷端盖，陶瓷端盖设置在封装外壳顶端，陶瓷端盖中间设置有多个纳米通孔，陶瓷端盖和封装外壳共同界定一个内部检测空间；基板，基板设置在封装外壳内侧的底部，基板上设置有衬底，衬底上设置有用于检测温差的检测组件；检测组件包括四个检测单元，四个检测单元呈中心对称设置在衬底上，检测单元上设置有热阻层，相邻检测单元上的热阻层厚度不同，不相邻检测单元上的热阻层厚度相同。本发明的电桥结构，大大的提高了电阻式热流密度传感器的灵敏度，可以快速测量出热流密度，使器件长期稳定工作在高温测试环境中。
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公开(公告)号：CN111863754A
公开(公告)日：2020-10-30
申请号：CN202010882298.9
申请日：2020-08-28
Applicant: 中北大学
IPC: H01L23/48 , H01L21/768
Abstract: 一种具有内部限位环的硅通孔互连结构及其形成方法，所述硅通孔互连结构包括：衬底，所述衬底上开设有至少一个通孔；第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述衬底的上端面和下端面上；第二绝缘层，所述第二绝缘层设置在所述通孔的内壁上；种子层，所述种子层设置在所述通孔内第二绝缘层的表面；金属层，所述金属层填充设置在种子层内侧；以及设置在所述通孔，第二绝缘层，种子层和金属层上的限位部。本发明工艺简单，成本较低，可靠性高，制作的硅通孔结构由于内部限位环的存在，有较高的热机械可靠性，具有很高的实用价值。
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公开(公告)号：CN111351470A
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN202010315848.9
申请日：2020-04-21
Applicant: 中北大学
IPC: G01C5/06
Abstract: 一种基于倒装结构的石墨烯高度计，包括：封装外壳以及设置在封装外壳顶端的封装端盖；封装端盖为中间带有通孔结构的板状结构，封装端盖和封装外壳共同界定一个容纳空间；基板，基板设置在封装外壳内侧的底部；密封环，密封环水平设置在基板上表面；检测单元，检测单元设置在密封环上，基板、密封环、检测单元共同构成了一个无氧腔；互连组件，互连组件一端与检测单元连接，互连组件另一端与外部连接导出检测单元中的电学响应。本发明的有益效果在于，背部刻蚀成硅杯结构形成倒装结构与外界接触，避免了石墨烯与外界直接接触，器件可稳定工作于各种复杂环境，重复性好，可靠性高，灵敏度、精确度显著提升。
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