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公开(公告)号：CN111039251B
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN201811197406.8
申请日：2018-10-15
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种压电微型超声换能器及其制备方法，所述超声换能器包括单晶硅片和阵列排列在所述单晶硅片单面的多个超声换能器单元，所述超声换能器单元至少包括腔体结构以及悬空支撑在所述腔体结构上方的多层复合膜结构，各个超声换能器单元的腔体结构之间通过至少一条腐蚀通道连通，所述多层复合膜结构自下而上依次包括弹性层、绝缘层以及压电敏感层，所述腐蚀通道可以加快芯片的结构释放速率，提高器件敏感结构的占空比。本发明的超声换能器是通过在一块单晶硅片的同一面进行表面硅微机械工艺制作而成，另一面并不参与工艺制作，避免了传统双面对准/曝光和键合工艺，大大降低芯片尺寸，减少制作成本，且与IC工艺兼容，可实现大批量制作。
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公开(公告)号：CN110627014A
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201910888537.9
申请日：2019-09-19
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: B81C1/00
Abstract: 本发明提供一种在衬底上制作悬浮红外热堆的方法，所述方法包括：在衬底中形成侧壁保护层；形成纵向腐蚀引导层和侧向腐蚀引导层；淀积牺牲层；制作热偶层及吸收膜层；淀积热偶保护层，刻蚀形成腐蚀孔，通过腐蚀孔去除侧向腐蚀引导层、纵向腐蚀引导层及衬底，形成隔热空腔；去除热偶保护层，淀积引线绝缘层，刻蚀引线绝缘层形成接触孔，再形成金属引线；去除牺牲层及部分引线绝缘层，获得悬浮红外热堆。本发明采用单面加工工艺，可用于实现微传感器与集成电路的单片集成，有利于小尺寸、低成本、大批量生产。另外，本发明的方法可突破晶向的限制实现更深的隔热空腔的制备，大大提高器件的红外传感性能，并且利用牺牲层增强结构强度，提高生产良率。
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公开(公告)号：CN111039251A
公开(公告)日：2020-04-21
申请号：CN201811197406.8
申请日：2018-10-15
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种压电微型超声换能器及其制备方法，所述超声换能器包括单晶硅片和阵列排列在所述单晶硅片单面的多个超声换能器单元，所述超声换能器单元至少包括腔体结构以及悬空支撑在所述腔体结构上方的多层复合膜结构，各个超声换能器单元的腔体结构之间通过至少一条腐蚀通道连通，所述多层复合膜结构自下而上依次包括弹性层、绝缘层以及压电敏感层，所述腐蚀通道可以加快芯片的结构释放速率，提高器件敏感结构的占空比。本发明的超声换能器是通过在一块单晶硅片的同一面进行表面硅微机械工艺制作而成，另一面并不参与工艺制作，避免了传统双面对准/曝光和键合工艺，大大降低芯片尺寸，减少制作成本，且与IC工艺兼容，可实现大批量制作。
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公开(公告)号：CN107215844A
公开(公告)日：2017-09-29
申请号：CN201710444180.6
申请日：2017-06-13
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种膜片结构，所述膜片结构至少包括悬空支撑在单晶硅片上方的膜片和沿所述膜片外围排列的释放孔。本发明另提供一种基于上述膜片结构的压力敏感膜结构，所述压力敏感膜结构包括梁‑岛结构、外框、薄膜、沿外框排布的释放孔和分布在岛上的释放孔。膜片结构的释放孔没有贯穿整个膜片区域，保证了膜片结构的完整性和对称性，具有更好的机械性能，同时膜片中部可以自由地设计各种结构，不需要受释放孔的限制，具有更广阔的应用空间。本发明所述的压力敏感膜结构由上述膜片结构经局部刻蚀减薄加工而成，避免了在脆弱的薄膜区域布置释放孔，在改善机械性能的同时提高可靠性。同时在岛上的释放孔可以显著缩短腐蚀时间，大幅提高成品率。
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公开(公告)号：CN106698331A
公开(公告)日：2017-05-24
申请号：CN201710031365.4
申请日：2017-01-17
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种包含梁膜结构的单晶硅红外热堆结构及其制作方法，所述热堆结构主要包括红外吸收膜、多根单晶硅梁、以及形成于所述单晶硅梁上方的热电材料层等，单晶硅梁和热电材料层形成热偶对。其中，红外吸收膜悬浮于结构中央，热偶对环绕在红外吸收膜四周，热偶对一端与红外吸收膜相连、另一端与支撑膜相连，并通过支撑膜连接到衬底。本发明热堆结构采用单晶硅作为热偶材料，单晶硅具有塞贝克系数高、电阻率低的优点，可实现较高的灵敏度；另外，本发明利用单晶硅梁支撑悬浮的红外吸收膜，既满足了热堆的绝热性要求，同时也具有较高的结构强度；再者，本发明的热堆结构采用单硅片单面加工的方法制作而成，尺寸小，成本低，适合大批量生产。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110577188B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN201910887562.5
申请日：2019-09-19
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: B81C1/00
Abstract: 本发明提供一种在衬底上制作悬浮红外热堆的方法，所述方法包括：在衬底表面形成侧向腐蚀引导层；淀积牺牲层；制作热偶层及吸收膜层；淀积热偶保护层，刻蚀形成腐蚀孔，通过腐蚀孔去除侧向腐蚀引导层、纵向腐蚀引导层及衬底，形成隔热空腔；去除热偶保护层，淀积引线绝缘层，刻蚀引线绝缘层形成接触孔，再形成金属引线；去除牺牲层及部分引线绝缘层，获得悬浮红外热堆。本发明采用单面加工工艺，可用于实现微传感器与集成电路的单片集成，有利于小尺寸、低成本、大批量生产。另外，利用牺牲层增强结构强度，提高生产良率。
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公开(公告)号：CN110627014B
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN201910888537.9
申请日：2019-09-19
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: B81C1/00
Abstract: 本发明提供一种在衬底上制作悬浮红外热堆的方法，所述方法包括：在衬底中形成侧壁保护层；形成纵向腐蚀引导层和侧向腐蚀引导层；淀积牺牲层；制作热偶层及吸收膜层；淀积热偶保护层，刻蚀形成腐蚀孔，通过腐蚀孔去除侧向腐蚀引导层、纵向腐蚀引导层及衬底，形成隔热空腔；去除热偶保护层，淀积引线绝缘层，刻蚀引线绝缘层形成接触孔，再形成金属引线；去除牺牲层及部分引线绝缘层，获得悬浮红外热堆。本发明采用单面加工工艺，可用于实现微传感器与集成电路的单片集成，有利于小尺寸、低成本、大批量生产。另外，本发明的方法可突破晶向的限制实现更深的隔热空腔的制备，大大提高器件的红外传感性能，并且利用牺牲层增强结构强度，提高生产良率。
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公开(公告)号：CN107215844B
公开(公告)日：2020-01-31
申请号：CN201710444180.6
申请日：2017-06-13
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种膜片结构，所述膜片结构至少包括悬空支撑在单晶硅片上方的膜片和沿所述膜片外围排列的释放孔。本发明另提供一种基于上述膜片结构的压力敏感膜结构，所述压力敏感膜结构包括梁‑岛结构、外框、薄膜、沿外框排布的释放孔和分布在岛上的释放孔。膜片结构的释放孔没有贯穿整个膜片区域，保证了膜片结构的完整性和对称性，具有更好的机械性能，同时膜片中部可以自由地设计各种结构，不需要受释放孔的限制，具有更广阔的应用空间。本发明所述的压力敏感膜结构由上述膜片结构经局部刻蚀减薄加工而成，避免了在脆弱的薄膜区域布置释放孔，在改善机械性能的同时提高可靠性。同时在岛上的释放孔可以显著缩短腐蚀时间，大幅提高成品率。
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公开(公告)号：CN110577188A
公开(公告)日：2019-12-17
申请号：CN201910887562.5
申请日：2019-09-19
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: B81C1/00
Abstract: 本发明提供一种在衬底上制作悬浮红外热堆的方法，所述方法包括：在衬底表面形成侧向腐蚀引导层；淀积牺牲层；制作热偶层及吸收膜层；淀积热偶保护层，刻蚀形成腐蚀孔，通过腐蚀孔去除侧向腐蚀引导层、纵向腐蚀引导层及衬底，形成隔热空腔；去除热偶保护层，淀积引线绝缘层，刻蚀引线绝缘层形成接触孔，再形成金属引线；去除牺牲层及部分引线绝缘层，获得悬浮红外热堆。本发明采用单面加工工艺，可用于实现微传感器与集成电路的单片集成，有利于小尺寸、低成本、大批量生产。另外，利用牺牲层增强结构强度，提高生产良率。
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公开(公告)号：CN106698331B
公开(公告)日：2018-11-02
申请号：CN201710031365.4
申请日：2017-01-17
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种包含梁膜结构的单晶硅红外热堆结构及其制作方法，所述热堆结构主要包括红外吸收膜、多根单晶硅梁、以及形成于所述单晶硅梁上方的热电材料层等，单晶硅梁和热电材料层形成热偶对。其中，红外吸收膜悬浮于结构中央，热偶对环绕在红外吸收膜四周，热偶对一端与红外吸收膜相连、另一端与支撑膜相连，并通过支撑膜连接到衬底。本发明热堆结构采用单晶硅作为热偶材料，单晶硅具有塞贝克系数高、电阻率低的优点，可实现较高的灵敏度；另外，本发明利用单晶硅梁支撑悬浮的红外吸收膜，既满足了热堆的绝热性要求，同时也具有较高的结构强度；再者，本发明的热堆结构采用单硅片单面加工的方法制作而成，尺寸小，成本低，适合大批量生产。
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