CN102495545A - 圆片级片上集成微型原子钟芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种圆片级微型原子钟的玻璃微腔封装方法，包括以下步骤：第一步，利用刻有微槽的硅衬底，采用正压热成型方法在玻璃圆片上制备球形玻璃微腔,在热成型玻璃微腔的同时在刻有微槽的硅衬底与球形玻璃微腔形成的密闭原子腔中形成原子钟所必要的气体；第二步，在球形玻璃微腔周围的平面玻璃上制备加热器；第三步，将激光发生器，激光探测器，滤波器和四分之一波片分别组装到球形玻璃微腔周围的平面玻璃相应的位置上；第四步，制备加热器、激光发生器和激光探测器的引脚，并分别与电源及处理电路相连接。本发明利用了在平面玻璃上成型的球形玻璃微腔高出玻璃组装圆片的结构特点，将原子钟的所有光学部件安装在玻璃组装圆片上，结构更为简单。

Description

圆片级片上集成微型原子钟芯片及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种MEMS(微电子机械系统)封装技术，尤其涉及一种圆片级片上集成微型原子钟芯片及其制备方法。

背景技术

目前原子钟是最精准的人造钟，原子钟测量时间的精确度可以达到十亿分之一秒甚至更高。原子钟量子跃迁的特殊类型是超精细跃迁，超精细跃迁涉及原子核磁场和核外电子磁场的相互作用。从原理上讲，原子钟的原理已经基本清楚，目前发展的主要方向有两个方面：一方面提高原子钟在精度方面的性能；另一方面，就是在保证其性能的前提下将其小型化。目前，世界上最精准的原子钟在美国科罗拉多，其体积有一辆小汽车那么大。GPS和通信卫星等对于原子钟有迫切的需求，因此如何减小体积和重量，同时降低其功耗，并具有较高的准确度和稳定度，是目前的主要技术挑战。

现有部分芯片级原子钟设计，采用中间为通孔硅片两边为玻璃的三明治结构作为原子腔，然后在其上下设有原子钟的其它部件。这种方法的缺点在于，原子腔需要两次键合，因此其键合的密封效果将会降低，工艺也更加复杂，成本更高。另一方面这种方案采用堆叠式结构，容易造成体积庞大，组装较为困难，增加了设计的复杂性。

还有一种设计时在单面腐蚀的硅槽内设有反光面，因此激光进入玻璃腔内被反射出来，从而检测原子的超精细跃迁。这种方法设计的问题在于组装较为复杂，同时对于反光面的设计要求较高，因此成本较高。

由于低成本的GPS领域的发展需求，亟需一种低成本并具有高性能的微型原子钟及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺方法简单、成本低廉、密封性好、所有结构都处于一个平面内的圆片级微型原子钟的玻璃微腔封装方法。

本发明采用如下技术方案：一种圆片级片上集成微型原子钟芯片，包括激光发生器1、滤波器5、四分之一波片6、密闭原子腔3和激光探测器2，其特征在于，硅衬底32与具有球形玻璃微腔31结构的玻璃组装圆片4通过键合形成密闭原子腔3，激光发生器1、滤波器5、四分之一波片6激光探测器2均设于玻璃组装圆片4上，密闭原子腔3内密封有原子钟所必需的气体，球形玻璃微腔31的两边组装有激光发生器1与激光探测器2，激光发生器1与球形玻璃微腔31之间还依次组装有滤波器5和四分之一波片6，激光发生器1发出的激光经过滤波器5和四分之一波片6后能够被激光探测器2所探测到，球形玻璃微腔31周围设有加热器33，上述加热器33、激光发生器和激光探测器均设有与外界连接的引脚。至少设有2个激光探测器。所述反应物为氢化钛。

一种圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法，包括以下步骤：

第一步，采用正压热成型方法在玻璃4上制备球形玻璃微腔31,在制备球形玻璃微腔31的同时在刻有微槽的硅衬底32与球形玻璃微腔31形成的密闭原子腔3中形成原子钟所必要的气体；

第二步，在球形玻璃微腔周围的平面玻璃4上制备加热器33；

第三步，将激光发生器1，激光探测器2，滤波器5和四分之一波片6分别组装到球形玻璃微腔周围的平面玻璃4相应的位置上；

第四步，制备加热器33、激光发生器1和激光探测器2的引脚，并分别与电源及处理电路相连接。

所述制备第一步所述的密闭原子腔3的正压热成型方法为：在硅圆片上刻蚀形成特定尺寸的微槽阵列，在微槽阵列内放置能生成原子钟所必需气体的反应物，将上述刻有微腔的硅圆片与硼硅玻璃圆片在特定气氛条件下进行阳极键合，使硼硅玻璃圆片与上述特定图形形成密封腔体，将上述键合好的圆片在空气中加热至790℃~900℃，保温3~8min，所述反应物放出气体在腔内外形成压力差，使软化后的玻璃成型形成球形玻璃微腔31，同时在密闭原子腔3内反应形成原子钟所必要的气体，冷却，再在常压下退火消除应力，形成微型原子钟的密闭原子腔3。

所述硼硅玻璃为pyrex7740玻璃，所述的键合为阳极键合，工艺条件为：温度400°C，电压600V。第二步所述的加热器是金属电阻丝。硅圆片上微槽阵列的刻蚀方法为湿法腐蚀工艺、反应离子刻蚀或者深反应离子刻蚀中的一种。

本发明获得如下效果：

1．  本发明利用了在平面玻璃上成型的球形玻璃微腔高出玻璃组装圆片的结构特点，将原子钟的所需的所有光学部件组装在玻璃组装圆片上，从而使得激光发生器产生的激光能够在依次通过滤波器和四分之一波片，再通过玻璃微腔后进入激光探测器中，结构更为简单，体积更小，实现了圆片级制作。通过调整激光发生器的频率使其与原子腔内原子的超精细跃迁频率相匹配，并被激光探测器探测到，激光探测器将得到的信号反馈给激光发生器使其调整频率以接近超精细跃迁频率。本发明将所有部件组装在平面玻璃上，充分利用了玻璃微腔的结构优势，避免了现有技术中间需要进行多层堆叠组装而体积较大而且密封性不好的缺点(多层堆叠的原子腔往往是三明治结构，需要两次键合，因此密封性较差；反射激光型原子钟也采用多层组装的方法，其体积较大，而且由于反射面制作困难，探测的效果并不理想)，适合圆片级制作。此外，在平面上组装上述组件，可以充分利用MEMS(微机电)光刻技术，使得光路更容易对准，提高检测精度。通过本发明，可以实现封装级微型原子钟芯片的制作。

2．  本发明通过在成型球形玻璃微腔所需的硅槽内预放置生成原子钟所必需的工作气体的反应物，在形成球形玻璃微腔的同时，在原子腔内生成原子钟所必需的原子气体(工作气体)，球形玻璃微腔成型、密封气体一步完成，具有密封性好的特点。现有技术往往需要在硅上打孔，放置铷，并充入必要的缓冲气体，然后再进行二次键合密封，因此密封性较差，容易造成泄漏。

3．  加热器设置于球形玻璃微腔周围，使得玻璃微腔能够被有效的加热，避免过多的热损耗，因此降低了功耗。将加热器设置于球形玻璃微腔上，使得玻璃热成型时同时形成

4．  本发明提供一种新型芯片级微型原子钟加工技术，由于组成原子钟的关键组件球形蒸汽腔的形状和尺寸可调，因此可望进一步减小原子钟的体积，从而降低功耗。因而该技术可实现高密度集成加工，此外该技术还具有密封微腔制作过程简单、封装应力较小、密封性较好、球形玻璃微腔本身具有很好的光信号通道的优点。

5．  本法制备的玻璃微腔的尺寸从几十微米至几千微米的尺度范围内可控，可同时制备尺寸一致或者不同形状微腔，具有低成本的优势；本发明制备的玻璃微腔所用的材料为Pyrex7740玻璃，具有与硅相匹配的热膨胀系数，用该密闭腔体封装引入的应力较小，气体不容易泄露，具有更高的可靠性。

6．  本发明制备的玻璃微腔可通过密封性能较好的阳极键合工艺与衬底硅片进行键合，适合于真空(或气密性)封装；本发明制备的球形玻璃微腔有较多的光学窗口，因此可以实现简单的泵压力配置和与其他的MEMS组件在垂直和水平方向集成，减小了原子钟尺寸；本发明制备的原子钟原子腔的球形结构减小了原子自身所产生的磁场效应，避免其对超精细跃迁效应的影响，提高了检测精度，降低了功耗。本发明制备的球形原子钟蒸汽腔防止了原子被限制在腔的角落处，因此能够获得更多的跃迁原子信息，大大提高检测精度。

7．  本发明中缓冲气体和碱性原子是在玻璃球腔制备的过程中加入的，只用了一次阳极键合，工艺过程简单，降低生产成本；本发明中整个系统采用二维结构，减小了原子钟的体积。

8．  本发明中制作的玻璃微腔采用湿法腐蚀或干法刻蚀，不需要刻蚀较大的深度，这样降低了制备时间，降低了成本。本发明中刻有微槽的硅片与玻璃的阳极键合具有很高的强度，密闭性好的特点，在加热过程中不易发生泄漏而导致成型失败。在温度400℃，电压直流600V的键合条件下，阳极键合能够达到更好的密封效果。

9．  本发明中采用的退火工艺可以有效的消除Pyrex7740玻璃承受高温正压成型过程中形成的应力，从而使其强度韧性更高。退火温度为550℃～570℃范围内，保温时间为30min，然后缓慢冷却到室温。在该条件下退火，既能有效退去应力，还能够使得微腔的形状基本无改变，而退火温度过高易导致微腔形状发生变化不利于后道的封装，而过低的退火温度则无法有效去除玻璃内部应力。

10．           采用一次成型大于半球的玻璃微腔作为存储工作物质铷、铯等，其独特的优点在于，相对于小于半球的玻璃微腔，大于半球的结构特点，使其内部的原子能够与激光具有充分的相互作用，得到的信号更强，因而提高原子钟的灵敏度。

在MEMS制造技术领域，使用MEMS微加工技术可以在硅片上紧密加工出圆形微槽，然后使用Pyrex7740玻璃（一种含有碱性离子的玻璃，Pyrex是Corning公司的产品品牌）在真空条件下与刻有微槽（槽内放置热释气剂）的硅片进行键合实现密封，加热熔融制备玻璃，由于微腔内释放出气体，所以玻璃被向腔外吹起，这样就可以制备透光率很好的玻璃球腔结构。玻璃作为无机材料，对可见光有很高的通过率，热稳定性很好，不易老化失效，防潮性能优异。

附图说明

图1  原子钟整体设计的侧面示意图。

图2  原子钟整体设计的俯视示意图。

图3  为刻蚀有图案的硅圆片截面示意图。

图4  为刻蚀有图案的硅圆片与Pyrex7740玻璃圆片键合后的圆片截面示意图。

图5  为硅圆片与玻璃圆片键合片加热成型后的截面示意图。

具体实施方式

实施例1 

一种圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法， 包括以下步骤：第一步，采用正压热成型方法在玻璃4上制备球形玻璃微腔31,在制备球形玻璃微腔31的同时在刻有微槽的硅衬底32与球形玻璃微腔31形成的密闭原子腔3中形成原子钟所必要的气体；第二步，在球形玻璃微腔周围的平面玻璃4上制备加热器33；第三步，将激光发生器1，激光探测器2，滤波器5和四分之一波片6分别组装到球形玻璃微腔周围的平面玻璃4相应的位置上；第四步，制备加热器33、激光发生器1和激光探测器2的引脚，并分别与电源及处理电路相连接。

上述技术方案中所提到的滤波器5的主要作用是将VCSEL(激光发生器)发射出的相干光中的噪声畸变和污染过滤掉，提取原始信号所携带的信息。

上述技术方案中所提到的四分之一波片6的主要作用是将VCSEL发射出的相干光转变为圆偏振光。

上述技术方案中所提到的加热器的主要作用是给密闭的原子钟腔提供恒定的温度，保证原子腔内的碱金属保持在汽化状态，使得原子腔内的原子处于特定的状态，并保持稳定，原子钟的原理是相干布局囚禁原理(CPT)。

上述技术方案中，至少设有2个激光探测器，激光探测器处于激光发生器产生的激光穿过原子腔后的光路上。原子钟所必需的气体，或者称之为工作气体（主要是碱金属气体和缓冲气体），例如是铷、铯的蒸汽和缓冲气体，缓冲气体主要是85%氮气，10%氢气，5%二氧化碳。选择可以产生碱金属气体和缓冲气体的物质（如                                                然后再加一部分氢化钛和碳酸钙释气剂）作为反应物，将其与发泡剂(氢化钛或者碳酸钙)同时加入，即在玻璃与带有槽的硅键合前加入，也可以在热成型后打开腔，再将上述反应物加入。可以将反应物加热到其所需要的温度进行反应，从而获得所需要的气体。球形玻璃微腔热成型过程中，氢化钛和碳酸钙热分解产生的气体和铷、铯等气体，以及缓冲气体等全部气体的压力作为玻璃热成型的动力。因此，可以根据实际需成型的球形玻璃微腔的大小以及必需的铷、铯、缓冲气体的体积来估算氢化钛的用量。例如在硅腔中添加

：0.1777mg，：0.1355mg，

：0.007792mg，

:0.01419mg，具体的添加方法见后面的实施例3-4。

上述步骤为了制备原子钟核心芯片部分，在制备原子钟成品时，还需要将上述封装级的芯片与原子钟的其它部件，按照现有公开文献的方案，与高频磁场等原子钟工作所需要的常规部件整合在一起，有时根据需要还对其进行真空封装，以将原子钟芯片进行热隔离，从而使其消耗的功率更小。

实施例2 

一种圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法，包括以下步骤：

第一步，采用正压热成型方法在玻璃4上制备球形玻璃微腔31,在制备球形玻璃微腔3的同时在刻有微槽的硅衬底32与球形玻璃微腔31形成的密闭原子腔3中形成原子钟所必要的气体（例如铷蒸汽和缓冲气体），通过RbCl和反应生成单质铷，将RbCl加入到15%的

溶液中得到物色透明的液体，将液体滴入到硅腔阵列中，加热蒸发掉水分得到白色固体，然后再真空下将温度调节到120°C以上使得

分解得到Ba，同时生成氮气释放，持续一段时间后将温度升高到400°C加电键合。

第二步，在球形玻璃微腔周围的平面玻璃4上制备加热器33，加热器可由电阻丝（例如镍铬丝）；

第三步，将激光发生器1，激光探测器2，滤波器5和四分之一波片6分别组装到球形玻璃微腔周围的平面玻璃4相应的位置上；

第四步，制备加热器33、激光发生器1和激光探测器2的引脚，并分别与电源及处理电路相连接。

上述技术方案中，制备第一步所述的密闭原子腔3的正压热成型方法为：在硅圆片上刻蚀形成特定尺寸的微槽阵列，在微槽阵列内放置能生成原子钟所必需气体的反应物（例如

和RbCl），将上述刻有微腔的硅圆片与硼硅玻璃圆片在特定气氛条件下进行阳极键合，使硼硅玻璃圆片与上述特定图形形成密封腔体，将上述键合好的圆片在空气中加热至790℃~900℃，保温3~8min，所述反应物放出气体在腔内外形成压力差，使软化后的玻璃成型形成球形玻璃微腔31，同时在密闭原子腔3内反应形成原子钟所必要的气体，冷却，再在常压下退火消除应力，形成微型原子钟的密闭原子腔3。

所述反应物为

和RbCl。反应机理是：

。所述硼硅玻璃为pyrex7740玻璃，所述的键合为阳极键合，工艺条件为：温度400°C，电压600V。第二步所述的加热器是金属电阻丝。所述的硅圆片上微槽阵列的刻蚀方法为湿法腐蚀工艺、反应离子刻蚀或者深反应离子刻蚀中的一种。

上述步骤为了制备原子钟核心芯片部分，在制备原子钟成品时，还需要将上述封装级的芯片与原子钟的其它部件，通过引线键合等方式进行互联，并按照现有公开文献的方案，与高频磁场等整合在一起；有时还需要对其进行真空封装，以将原子钟芯片进行热隔离，从而使其消耗的功率更小。

 

实施例3   圆片级玻璃透镜微腔的制造方法

一种圆片级玻璃透镜微腔的制造方法，包括以下步骤：

第一步，利用Si微加工工艺在Si圆片(例如4英寸圆片)上刻蚀形成特定图案，所述Si圆片上图案结构的微加工工艺为湿法腐蚀工艺、或者干法感应耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺、反应离子刻蚀或者深反应离子刻蚀中的一种，该图案可以是方形或圆形槽阵列，也可以是多个不同的图形，(实际上三维上看，刻特定图案是在硅片上刻槽，二维上是图案)，微槽的深宽比可以小于1：1，也可以大于1：1，例如：2：1，3：1，4：1，7：1，10：1，15：1，20：1，25：1，深宽比较高的玻璃微腔将会给玻璃提供更多的流变空间，从而为封装腔的尺寸提供更多的选择，

第二步，将上述Si圆片的微槽内放置一定量的热释气剂(可以为氢化钛、碳酸钙等)，譬如质量为0.1mg，0.5mg，1mg，1.5mg，2mg，再与Pyrex7740玻璃圆片(一种硼硅玻璃的品牌，美国康宁-corning公司生产，市场可购得，通常已经经过抛光，其尺寸与Si圆片相同)在真空条件下进行键合，使Pyrex7740玻璃上的上述特定图案形成密封腔体，键合表面在键合前应该保持高度清洁和极小的表面粗糙度。

第三步，将上述键合好的圆片在一个大气压下加热至740℃~890℃，在该温度下保温3~8min，例如温度可以选取为750℃,770℃,780℃,790℃,820℃，830℃，840℃，845℃，850℃，855℃，860℃，870℃，880℃，890℃，保温3~8min，时间可以选取为：3.2min，3.5min，3.8min，4min，4.2min，4.4min，4.8min，6min，7min，7.5min，腔内外压力差使软化后的玻璃向密封腔体外吹起形成球腔，从而形成与上述微腔图案结构相应的微腔结构，冷却到较低的温度，如20-25℃，例如为22℃，将上述圆片在常压下退火消除应力，该常压是指一个大气压。

上述技术方案中，所述的Si圆片与Pyrex7740玻璃表面键合工艺为阳极键合，典型工艺条件为：温度400℃，电压：600V。第三步中所述热退火的工艺条件为：退火温度范围在550℃~570℃中，退火温度可以选取为550℃，555℃，560℃，565℃，退火保温时间为30min，然后缓慢风冷至常温(例如25℃)。

本发明的优选方案如下：上述技术方案中，所述硅圆片上图案结构的微加工工艺可以为湿法腐蚀工艺。所述Si圆片的硅圆片上刻槽的方法可以是用反应离子刻蚀或者深反应离子刻蚀中的一种。所述的硅圆片与Pyrex7740玻璃表面键合工艺为阳极键合，工艺条件为：温度400℃，电压：600V。第三步中所述热退火的工艺条件为：退火温度范围在550℃~570℃中，退火保温时间为30min，然后缓慢风冷至常温。第一步中刻蚀的图案为大于1：1的深宽比的图案。第一步中刻蚀的图案深宽比为20：1。

实施例4  圆片级玻璃微腔的制造方法

一种圆片级玻璃透镜微腔的制造方法，包括以下步骤： 

第一步，利用25%的TMAH溶液湿法腐蚀方法，在4英寸Si圆片上刻蚀形成特定图案(实际上三维上看，是在硅片上刻槽，二维上是图案)，该图案是方形槽阵列，硅片经过抛光，

第二步，将上述Si圆片的微槽内放置一定量的热释气剂，再与相同尺寸的(4英寸)Pyrex7740玻璃圆片(一种硼硅玻璃的品牌，美国康宁-corning公司生产，市场可购得，已经经过抛光)在真空条件下进行键合，键合在EVG-501阳极键合机上进行，使Pyrex7740玻璃上的上述特定图案形成密封腔体，保持高度清洁和极小的表面粗糙度，以满足常规阳极键合的要求，

第三步，将上述键合好的圆片在一个大气压下加热至850℃，在该温度下保温4min，腔内外压力差使软化后的玻璃向密封腔体外吹起形成球腔，从而形成与上述微腔图案结构相应的微腔结构，冷却到常温25℃，将上述圆片在一个大气压下退火消除应力，上述技术方案中，所述的Si原片与Pyrex7740玻璃表面键合工艺为阳极键合，工艺条件为：温度400℃，电压：600V。第三步中所述热退火的工艺条件为：退火温度范围在550℃~570℃中，退火温度可以选取为560℃，退火保温时间为30min，然后缓慢风冷至常温25℃。

本发明通过MEMS加工制造技术：Si片与Pyrex7740玻璃的阳极键合工艺，再利用真空正压热处理工艺，制造出具有原始玻璃表面粗糙度的圆片级Pyrex7740玻璃透镜微腔，工艺成熟，技术可靠。熔融态玻璃具有很低的粗糙度，通常可达到1纳米以下。

Claims (14)

1.一种圆片级片上集成微型原子钟芯片，包括激光发生器(1)、滤波器(5)、四分之一波片(6)、密闭原子腔(3)和激光探测器(2)，其特征在于，硅衬底(32)与设有球形玻璃微腔(31)的玻璃组装圆片(4)形成密闭原子腔(3)，激光发生器(1)、滤波器(5)、四分之一波片(6)激光探测器(2)均设于玻璃组装圆片(4)上，密闭原子腔(3)内密封有原子钟所必需的物质，球形玻璃微腔(31)的两边组装有激光发生器(1)与激光探测器(2)，激光发生器(1)与球形玻璃微腔(31)之间还依次组装有滤波器(5)和四分之一波片(6)，激光发生器(1)发出的激光经过滤波器(5)、四分之一波片(6)和密闭原子腔(3)后被激光探测器(2)所探测到，球形玻璃微腔(31)周围设有加热器(33)，上述加热器(33)、激光发生器和激光探测器均设有与外界连接的引脚。

2.根据权利要求1所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片，其特征在于所述加热器(33)、激光发生器和激光探测器与外部控制电路相连接。

3.根据权利要求1所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片，其特征在于至少设有2个激光探测器。

4.根据权利要求1所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片，其特征在于原子钟所必需的物质为铯和必要的缓冲气体。

5.根据权利要求1所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片，其特征在于原子钟所必需的物质为铷和必要的缓冲气体。

6.根据权利要求1所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片，其特征在于玻璃微腔为大于半球的玻璃微腔。

7.根据权利要求1所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片，其特征在于所述必要的缓冲气体为氮气、氢气中的一种或一种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片，其特征在于原子钟所必需的物质为氢气。

9.一种根据权利要求1所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法，其特征在于，

第一步，采用正压热成型方法在玻璃(4)上制备球形玻璃微腔(31)，在制备球形玻璃微腔(31)的同时在刻有微槽的硅衬底(32)与球形玻璃微腔(31)形成的密闭原子腔(3)中形成原子钟所必要的气体；

第二步，在球形玻璃微腔周围的平面玻璃(4)上制备加热器(33)；

第三步，将激光发生器(1)，激光探测器(2)，滤波器(5)和四分之一波片(6)分别组装到球形玻璃微腔周围的平面玻璃(4)相应的位置上，激光发生器(1)发出的激光经过滤波器(5)、四分之一波片(6)和密闭原子腔(3)后能够被激光探测器(2)所探测到；

第四步，制备加热器(33)、激光发生器(1)和激光探测器(2)的引脚，并分别与电源及处理电路相连接。

10.根据权利要求9所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法，其特征在于，制备第一步所述的密闭原子腔(3)的正压热成型方法为：在硅圆片上刻蚀形成特定尺寸的微槽阵列，在微槽阵列内放置能生成原子钟所必需物质的反应物，将上述刻有微腔的硅圆片与硼硅玻璃圆片在特定气氛条件下进行阳极键合，使硼硅玻璃圆片与上述特定图形形成密封腔体，将上述键合好的圆片在空气中加热至790℃～900℃，保温3～8min，所述反应物放出气体在腔内外形成压力差，使软化后的玻璃成型形成球形玻璃微腔(31)，同时在密闭原子腔(3)内反应形成原子钟所必要的气体，冷却，再在常压下退火消除应力，形成微型原子钟的密闭原子腔(3)。

11.根据权利要求9所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法，其特征在于，所述反应物为氢化钛。

12.根据权利要求9所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法，其特征在于，所述硼硅玻璃为pyrex7740玻璃，所述的键合为阳极键合，工艺条件为：温度400℃，电压600V。

13.根据权利要求9所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法，其特征在于，第二步所述的加热器是金属电阻丝。

14.根据权利要求9所述的圆片级片上集成微型原子钟芯片的制备方法，其特征在于，所述球形玻璃微腔(31)大于半球。

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