一种微热盘及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106922042A(43)申请公布日2017.07.04(21)申请号201710128204.7(22)申请日2017.03.06(71)申请人武汉微纳传感技术有限公司地址430000湖北省武汉市东湖新技术开发区武大园路5-1号国家地球空间信息产业基地南主楼1单元4层01号(72)发明人雷鸣(74)专利代理机构北京华仲龙腾专利代理事务所(普通合伙)11548代理人李静(51)Int.Cl.H05B3/28(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种微热盘及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种微热盘及其制造方法，属于微型加热盘技术领域，它包括衬底、第一绝缘支撑层、电阻加热层、第二绝缘支撑层，第一绝缘支撑层设置在衬底上，电阻加热层设置在第一绝缘支撑层上，第二绝缘支撑层设置在第一绝缘支撑层上，且完全覆盖在电阻加热层上方，并开通孔设置有一组引线键合区。所述第一绝缘支撑层、电阻加热层、第二绝缘支撑层形成三明治结构，电阻加热层的侧壁边界轮廓具有1-60°倾斜结构，所述电阻加热层的侧壁边界轮廓具有平滑过渡形貌结构。本发明提供一种微热盘结构及其制造方法，克服现有技术方案中存在的不足，其可以承受较高的工作温度，结构应力小，工作可靠性显著提高，适用于产品进一步小型化。CN106922042ACN106922042A权利要求书1/2页1.一种微热盘，其特征在于，其包括衬底（1）、第一绝缘支撑层（2）、电阻加热层（3）、第二绝缘支撑层（4），所述第一绝缘支撑层（2）设置在衬底（1）上，所述电阻加热层（3）设置在第一绝缘支撑层（2）上，所述第二绝缘支撑层（4）设置在第一绝缘支撑层（2）上，且完全覆盖在电阻加热层（3）上方，所述第二绝缘支撑层（4）上开设通孔，所述通孔设置有一组引线键合区，所述电阻加热层（3）的侧壁边界中间轮廓（5）具有1~60°倾斜结构，所述电阻加热层（3）的侧壁边界顶端轮廓（6）具有平滑过渡形貌结构。2.根据权利要求1所述的一种微热盘，其特征在于，所述电阻加热层（3）的侧壁边界中间轮廓（5）具有1~60°直线状倾斜结构或1~60°台阶状倾斜结构，所述电阻加热层（3）的侧壁边界顶端轮廓（6）具有平滑过渡形貌结构。3.根据权利要求1或2所述的一种微热盘，所述衬底材料为单晶硅、多晶硅、石英、蓝宝石、氧化钇、多孔阳极氧化铝或多孔硅，所述第一绝缘支撑层材料是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、石英、蓝宝石、氧化钇、多孔阳极氧化铝或多孔硅，所述电阻加热层材料是低膨胀系数贵金属Pt、Ta、W、Ir、Ru、Ni以及其合金、掺杂单晶硅、掺杂多晶硅、金属硅化物中的一种。4.一种制备权利要求1或2或3所述的微热盘的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：①.在衬底上沉积第一绝缘支撑层（2）；②.在第一绝缘支撑层（2）上沉积电阻加热层（3），形成侧壁边界中间轮廓（5）具有1~60°倾斜结构，侧壁边界顶端轮廓（6）具有平滑过渡形貌结构；③.在上述结构表面沉积第二绝缘支撑层（4）上，光刻出通孔，裸露出电阻加热层（3）的引线键合区；④.进行MEMS结构释放，得到温度隔离结构。5.根据权利要求4所述的微热盘的制造方法，其特征在于，所述电阻加热层的一种制备方法可采用以下任意一种剥离工艺：一种是采用剥离工艺形成，通过改变光阻层的侧壁边界轮廓形貌，改变金属蒸发、溅射路径与晶圆表面的角度等方法，得到具有1~60°直线状倾斜结构的侧壁边界中间轮廓（5）；一种是采用剥离工艺形成，通过两次或更多次剥离工艺，降低每次沉积材料的厚度，后续沉积的电阻加热层导电轨迹可采取扩大、缩小、偏移掩膜等方法，形成具有1~60°台阶状倾斜结构的侧壁边界中间轮廓；另一种是在剥离工艺后，通过适当的各向同性回蚀刻或（和）化学机械抛光处理，得到具有平滑过渡形貌结构的侧壁边界顶端轮廓（6）。6.根据权利要求4所述的微热盘的制造方法，其特征在于，所述电阻加热层的一种制备方法可采用以下任意一种遮罩工艺形成：一种是采用遮罩工艺形成，通过增加遮罩与晶圆之间的间隔，改变金属蒸发、溅射路径与晶圆表面的角度等方法，得到具有1~60°直线状倾斜结构的侧壁边界中间轮廓（5）；一种是采用遮罩工艺形成，通过两次或更多次遮罩工艺，降低每次沉积材料的厚度，后续沉积的电阻加热层导电轨迹可采取扩大、缩小、偏移掩膜方法，形成具有1~60°台阶状倾斜结构的侧壁边界中间轮廓（5）；另一种是在遮罩工艺后，通过适当的各向同性回蚀刻或（和）化学机械抛光处理，得到具有平滑过渡形貌结构的侧壁边界顶端轮廓（6）。7.根据权利要求4所述的微热盘的制造方法，其特征在于，所述电阻加热层的一种制备方法可采用以下任意一种光刻蚀刻工艺形成：一种是采用光刻蚀刻工艺形成，通过