具有真空隔热层的MEMS微热板及其制备方法技术

本公开提供了一种具有真空隔热层的MEMS微热板及其制备方法，该MEMS微热板包括：硅基底；在硅基底表面通过SON工艺形成的真空隔热层；形成于硅基底及真空隔热层上的绝缘层；形成于绝缘层上且位于真空隔热层正上方的加热电极和测试电极；沿真空隔热层外围依次刻蚀绝缘层和硅基底形成的具有悬空梁支撑结构的加热平台；以及刻蚀或腐蚀绝缘层于加热平台正下方区域形成的隔热槽。利用本公开，通过采用SON工艺能够使隔热层处于真空状态，形成真空隔热层，该真空隔热层相较于空气隔热在抑制加热平台热量散失方面更具优势，能够有效降低微热板工作时向外界的热传导，从而降低热量损失，进而提升微热板的温度均匀性。而提升微热板的温度均匀性。而提升微热板的温度均匀性。

【技术实现步骤摘要】
具有真空隔热层的MEMS微热板及其制备方法


[0001]本公开涉及微纳制造技术及微电子机械系统(MEMS)传感器
，特别涉及一种具有真空隔热层的MEMS微热板及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前采用气体传感器对有毒有害、可燃气体泄漏的微量准确检测，能够有效预防安全事故的发生，因此气体传感器的研究和开发至关重要。
[0003]金属氧化物气体传感器由于具有灵敏度高、响应迅速、成本低等优点被广泛应用于石油化工、冶金工业、环境监测等众多领域，但其仍存在体积大、功耗高和选择性差等问题。MEMS技术的发展成功推动气体传感器实现了小型化，而低功耗、高选择性的多气体传感器已成为高端MEMS气体传感器的研究热点。
[0004]MEMS气体传感器主要由气敏材料和微热板两部分组成。微热板是MEMS气体传感器的核心部件，其集成加热电极和测试电极一体于硅基板，能够有效降低传统金属氧化物气体传感器的功耗，作为重要组成部分的微热板，其设计与加工的好坏直接影响MEMS气体传感器的性能。
[0005]目前MEMS气体传感器的微热板普遍采用悬空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有真空隔热层的MEMS微热板，其特征在于，包括：硅基底(100)；在所述硅基底(100)表面通过SON工艺形成的真空隔热层(203)；形成于所述硅基底(100)及所述真空隔热层(203)之上的绝缘层(301)；形成于所述绝缘层(301)上且位于所述真空隔热层(203)正上方的加热电极(401)和测试电极(402)；沿所述真空隔热层(203)外围依次刻蚀所述绝缘层(301)和所述硅基底(100)形成的具有悬空梁支撑结构(502)的加热平台(501)；以及刻蚀或腐蚀所述绝缘层(301)于所述加热平台(501)正下方区域形成的隔热槽601。2.根据权利要求1所述的MEMS微热板，其特征在于，所述硅基底(100)采用电阻率≤0.001Ω
·
cn，晶向＜100＞的单晶硅圆片或SOI圆片，厚度至少为300μm。3.根据权利要求1所述的MEMS微热板，其特征在于，所述真空隔热层(203)的上表面低于所述硅基底(100)的上表面，以于所述真空隔热层(203)的上表面形成便于气敏材料成型的一凹槽结构(201)。4.根据权利要求1所述的MEMS微热板，其特征在于，所述绝缘层(301)采用的材料为SiO2，同时起到绝热作用，厚度为0.5μm～1μm。5.根据权利要求4所述的MEMS微热板，其特征在于，所述绝缘层(301)是采用热氧化技术氧化所述真空隔热层(203)的硅膜结构及所述硅基底(100)的上表面而形成。6.根据权利要求5所述的MEMS微热板，其特征在于，在氧化所述真空隔热层(203)的硅膜结构及所述硅基底(100)的上表面而形成的SiO2之上，进一步包括Si3N4层而形成复合材料层。7.根据权利要求1所述的MEMS微热板，其特征在于，所述加热电极(401)和所述测试电极(402)位于同一层，所述测试电极(402)被所述加热电极(401)所包围。8.根据权利要求1所述的MEMS微热板，其特征在于，所述加热电极(401)和所述测试电极(402)位于不同层，所述加热电极(401)位于所述测试电极(402)之下，且所述加热电极(401)与所述测试电极(402)之间间隔有第二绝缘层。9.根据权利要求7或8所述的MEMS微热板，其特征在于，所述加热电极(401)和所述测试电极(402)均采用金属Pt，厚度均为100nm～300nm。10.根据权利要求9所述的MEMS微热板，其特征在于，所述测试电极(402)采用对称梳状叉指电极结构。11.根据权利要求1所述的MEMS微热板，其特征在于，所述加热平台(501)采用正方体结构或圆柱体结构。12.根据权利要求11所述的MEMS微热板，其特征在于，所述真空隔热层(203)是具有一空腔的结构，所述空腔的形状对应于所述加热平台(501)，采用正方体或圆柱体。13.一种权利要求1至12中任一项所述的MEMS微热板的制备方法，包括：提供一硅基底；对所述硅基底表面进行刻蚀并采用SON工艺形成真空隔热层；在所述硅基底及所述真空隔热层之上形成绝缘层；在所述绝缘层上且位于所述真空隔热层正上方形成加热电极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱敏杰，刘帅，杜晓辉，王洲，刘丹，
申请(专利权)人：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所，
类型：发明
国别省市：