一种具备气压传感功能的原位加热芯片及其制作方法技术

本发明专利技术是一种具备气压传感功能的原位加热芯片及其制作方法，包含基板芯片与顶板芯片，基板芯片包括：硅衬底，沉积在硅衬底上表面和下表面的介质层，沉积在上表面介质层的接触电极、加热电极、电容极板以及支撑柱，位于加热电极中心的观察窗口，从衬底下方刻蚀的镂空区，镂空区覆盖观察窗口；顶板芯片包括：硅衬底，沉积在硅衬底上表面和下表面的介质层，沉积在上表面介质层的电容极板、接触电极以及支撑柱，从衬底下方刻蚀的镂空区，镂空区覆盖观察窗口。将用于观察的样品根据需求置于基板芯片的观察窗口区。将顶板和基板按照支撑柱图案对准接触并进行粘合封装，放入匹配的透射电镜样品杆中，能测量不同加热条件下气体在密封腔中压强的变化规律。中压强的变化规律。中压强的变化规律。

【技术实现步骤摘要】
一种具备气压传感功能的原位加热芯片及其制作方法


[0001]本专利技术设计一种具备气压传感功能的原位加热芯片，属于电子显微学、微纳加工、传感器领域。

技术介绍

[0002]透射电子显微镜(TEM)是一种以高压加速的高能电子束作为成像光源、利用穿透样品的电子束进行成像的表征分析工具。透射电子显微电镜是认知材料结构、成分的一种重要分析技术方法，是当前研究纳米材料、器件结构物性必不可少的先进设备之一。随着人们对材料研究的不断深入，仅用透射电子显微镜拍摄材料结构的静态照片已经无法满足需求，研究人员已在尝试发展原位透射电子显微技术来尝试在原子尺度下观察材料样本的动态生长或反应过程。
[0003]由于透射电子显微镜的腔室通常需要在高真空环境下工作(真空度通常低于10
‑4Pa)，如何在透射电子显微镜中可控引入气体反应环境是当前原位透射电子显微技术发展的一个重要挑战。当前技术路径主要有两种，一种是通过改变电镜腔引入差分抽气结构实现气氛引入，即环境透射电子显微镜(ETEM)；另一种是构建复杂样品杆系统实现从内外隔离的封闭管道引入气体氛围(以美国本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备气压传感功能的原位加热芯片，其特征在于：该芯片包含基板芯片与顶板芯片；所述基板芯片包含第一硅衬底(1)，构建在第一硅衬底(1)下表面的第一下表面介质层(2)，构建在第一硅衬底(1)上表面的第一上表面介质层(3)；顺序构建在第一上表面介质层(3)上的基板芯片接触电极(4)、基板芯片电容极板(6)、基板芯片加热电极(5)、基板芯片支撑柱(7)、基板芯片隔离层(18)；贯穿第一硅衬底(1)与第一下表面介质层(2)的第一镂空区(8)；将基板加热芯片(5)中心作为观察窗口(16)；所述顶板芯片包含第二硅衬底(9)，构建在第二硅衬底(9)下表面的第二下表面介质层(10)，构建在第二硅衬底(9)上表面的第二上表面介质层(11)；构建在第二上表面介质层(11)上的顶板芯片电容极板(13)；顺序构建在第二上表面介质层(11)上的顶板芯片接触电极(12)、顶板芯片支撑柱(14)、顶板芯片隔离层(19)；贯穿第二硅衬底(9)与第二下表面介质层(10)第二镂空区(15)；基板芯片与顶板芯片的上表面相对设置使顶板芯片支撑柱(14)与基板芯片支撑柱(7)对准接触封装，形成密封腔。2.根据权利要求1所述具备气压传感功能的原位加热芯片，其特征在于：所述基板芯片电容极板(6)与顶板芯片电容极板(13)采用叉指状结构，在室温下其电容值大于0.1pF。3.根据权利要求2所述具备气压传感功能的原位加热芯片，其特征在于：所述基板芯片电容极板(6)与顶板芯片电容极板(13)，利用基板芯片电容极板(6)与顶板芯片电容极板(13)构成电容式电极对，用于检测密封腔内气压变化。4.根据权利要求1所述具备气压传感功能的原位加热芯片，其特征在于：所述基板芯片加热电极(5)用于控制密封腔内部温度，同时通过透射电镜对观察窗口(16)内部样品形貌变化。5.根据权利要求1所述具备气压传感功能的原位加热芯片，其特征在于：所述基板芯片隔离层(18)与顶板芯片隔离层(19)对粘后形成带有狭缝的隔离带，以减少样本升华对电容极板的污染，提高芯片使用稳定性。6.根据权利要求1所述具备气压传感功能的原位加热芯片，其特征在于：所述第一下表面介质层(2)、第一上表面介质层(3)、第二下表面介质层(10)、第二上表面介质层(11)采用氮化硅等绝缘材料，要求介质层厚度为5nm～50nm以满足观察窗口(16)厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺龙兵，卢子煜，谢君，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：