CN103030094B - 一种红外光发射与分光集成芯片及其制备方法 - Google Patents
一种红外光发射与分光集成芯片及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103030094B CN103030094B CN201210551404.0A CN201210551404A CN103030094B CN 103030094 B CN103030094 B CN 103030094B CN 201210551404 A CN201210551404 A CN 201210551404A CN 103030094 B CN103030094 B CN 103030094B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon chip
- chip
- dioxide layer
- silicon dioxide
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
一种红外光发射与分光集成芯片及其制备方法，涉及芯片及其制备方法的领域。本发明是要解决现有的分析仪器由于红外灯泡加上机械斩波器的光源调制模式很难实现仪器的微型化、现有的闪耀光栅制备方法存在成本高和难度大的问题。一种红外光发射与分光集成芯片，其特征在于：它是由芯片内芯、封装外壳、反射镜组成；芯片内芯是由硅基片、二氧化硅层、闪耀光栅、光源电极、测温电阻、光隔离梁和隔离槽制备方法：一、准备硅基片；二、制备二氧化硅层；三、制备光源电极、测温电阻和光隔离梁；四、制备闪耀光栅；五、制备隔离槽；六、制备反射镜；七、封装。本发明适用于光谱仪器的领域。
Description
技术领域
本发明涉及芯片及其制备方法的领域。
背景技术
随着红外光谱分析技术的发展，红外光谱分析技术已经被应用在越来越多的领域里面，分析仪器的微型化和低功耗化已经成为目前对于光谱仪器研制的发展趋势。传统光谱仪器由于在结构设计和对零部件的使用上存在着许多无法克服的缺点，很难对仪器的整体尺寸进一步缩小和提高精度。传统的闪耀光栅制备方法主要采用机械刻划技术，真空镀膜复制法，全息法制作，制作成本高，难度大，同时，传统分析仪器中使用红外灯泡和机械斩波器的组合使光谱仪器的很难实现微型化。
发明内容
本发明是要解决现有的分析仪器由于红外灯泡加上机械斩波器的光源调制模式很难实现仪器的微型化、现有的闪耀光栅制备方法存在成本高和难度大的问题，而提供了一种红外光发射与分光集成芯片及其制备方法。
一种红外光发射与分光集成芯片，由芯片内芯、封装外壳、反射镜和电极绝缘子端口组成；所述的芯片内芯由硅基片、二氧化硅层、闪耀光栅、光源电极、测温电阻、光隔离梁和隔离槽组成；所述的二氧化硅层由二氧化硅层Ⅰ和二氧化硅层Ⅱ组成；所述的二氧化硅层Ⅰ设置在硅基片的上表面上，光隔离梁设置在硅基片的上表面的中间，并将二氧化硅层Ⅰ的上表面分隔成二氧化硅层上表面Ⅲ和二氧化硅层上表面Ⅳ；所述的二氧化硅层Ⅱ设置在硅基片的下表面上；所述的光源电极和测温电阻设置在二氧化硅层上表面Ⅲ；所述的闪耀光栅设置在二氧化硅层上表面Ⅳ，并在二氧化硅层Ⅰ和硅基片中形成光栅图案凹槽；所述的隔离槽设置在二氧化硅层Ⅱ上，与测温电阻相对应，并在二氧化硅层Ⅱ和硅基片中形成隔离凹槽；所述的封装外壳上设置有凹槽，用于镶嵌芯片内芯；反射镜设置在封装外壳上，定位于二氧化硅层上表面Ⅲ上方；电极绝缘子端口定位于封装外壳上，与电极端部相对应。
工作原理：采用间断脉冲通电的方式对芯片内芯的光源电极进行加热，当光源电极达到足够高的温度时，即可发出脉冲形式的电调制红外光；电调制红外光通过封装外壳上固定的反射镜反射到芯片内芯的闪耀光栅上，得到一系列按波长大小顺序排列的红外单色光；其中，由于光源电极的加热的向时，测温电阻的阻值发生变化，通过对测温电阻阻值的测量，可以得到电调制红外光的辐射强度。
一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、准备清洁的硅基片；
二、氧化经步骤一准备的硅基片的上表面和下表面，在硅基片的上表面得到二氧化硅层Ⅰ，在硅基片的下表面得到二氧化硅层Ⅱ；其中，所述的二氧化硅层Ⅰ厚度为0.2μm~0.4μm，所述的二氧化硅层Ⅱ厚度为0.2μm~0.4μm；
三、采用光刻剥离工艺和磁控溅射方法在经步骤二处理的硅基片的上表面上制备光源电极、测温电阻、光隔离梁和光栅图案；其中，所述的光源电极的冷却电阻值为50Ω~100Ω，光源电极加热后的最大电阻值为200Ω~400Ω；
四、采用湿法刻蚀的方法与磁控溅射方法在经步骤三处理的硅基片的光栅图形上制备闪耀光栅；
五、采用光刻工艺和刻蚀的方法在经步骤四处理的硅基片的下表面上与测温电阻相对应的位置上制备隔离槽，即完成了芯片内芯的制备；
六、准备光滑不锈钢基片，采用真空蒸镀的方法在光滑不锈钢基片的下表面上镀金膜，得到反射镜；
七、采用封装外壳封装步骤五得到的芯片内芯，将步骤六得到的反射镜粘合到封装外壳上，即完成了红外光发射与分光集成芯片的制备。
本发明的优点：一、本发明的一种红外光发射与分光集成芯片，采用硅基底材料制作红外光源和闪耀光栅集成一体式微结构，易于阵列化，功耗低，使得能够实现仪器的微型化；
二、本发明的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，相对于现有技术的制备方法，技术制作成本低，难度低，易于规模化生产。
附图说明
图1为本发明的一种红外光发射与分光集成芯片的俯视图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3为本发明的一种红外光发射与分光集成芯片的仰视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2和图3，本实施方式是一种红外光发射与分光集成芯片，由芯片内芯、封装外壳7、反射镜8和电极绝缘子端口9组成；所述的芯片内芯由硅基片1、二氧化硅层、闪耀光栅3、光源电极4-1、测温电阻4-2、光隔离梁5和隔离槽6组成；所述的二氧化硅层由二氧化硅层Ⅰ和二氧化硅层Ⅱ2-3组成；所述的二氧化硅层Ⅰ设置在硅基片1的上表面上，光隔离梁5设置在硅基片1的上表面的中间，并将二氧化硅层Ⅰ的上表面分隔成二氧化硅层上表面Ⅲ2-1和二氧化硅层上表面Ⅳ2-2；所述的二氧化硅层Ⅱ2-3设置在硅基片1的下表面上；所述的光源电极4-1和测温电阻4-2设置在二氧化硅层上表面Ⅲ2-1；所述的闪耀光栅3设置在二氧化硅层上表面Ⅳ2-2，并在二氧化硅层Ⅰ和硅基片1中形成光栅图案凹槽；所述的隔离槽6设置在二氧化硅层Ⅱ2-3上，与测温电阻4-2相对应，并在二氧化硅层Ⅱ2-3和硅基片1中形成隔离凹槽；所述的封装外壳7上设置有凹槽，用于镶嵌芯片内芯；反射镜8设置在封装外壳7上，定位于二氧化硅层上表面Ⅲ2-1上方；电极绝缘子端口定位于封装外壳7上，与电极端部相对应。
本实施方式提供的一种红外光发射与分光集成芯片的工作原理：采用间断脉冲通电的方式对芯片内芯的光源电极4-1进行加热，当光源电极4-1达到足够高的温度时，即可发出脉冲形式的电调制红外光；电调制红外光通过封装外壳7上固定的反射镜8反射到芯片内芯的闪耀光栅3上，得到一系列按波长大小顺序排列的红外单色光；其中，由于光源电极4-1的加热的向时，测温电阻4-2的阻值发生变化，通过对测温电阻4-2阻值的测量，可以得到电调制红外光的辐射强度。
本实施方式提供的一种红外光发射与分光集成芯片，采用硅基底材料制作红外光源和闪耀光栅集成一体式微结构，易于阵列化，功耗低，使得能够实现仪器的微型化。
具体实施方式二：结合图1、图2和图3，本实施方式是制备具体实施方式一所述的一种红外光发射与分光集成芯片的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、准备清洁的硅基片1；
二、氧化经步骤一处理的硅基片1的上表面和下表面，在硅基片1的上表面得到二氧化硅层Ⅰ，在硅基片1的下表面得到二氧化硅层Ⅱ2-3；
三、采用光刻剥离工艺和磁控溅射方法在经步骤二处理的硅基片1的上表面上制备光源电极4-1、测温电阻4-2和光隔离梁5；
四、采用光刻方法、湿法刻蚀的方法与磁控溅射方法在经步骤三处理的硅基片1的上表面Ⅳ2-2上制备闪耀光栅3；
五、采用光刻工艺和刻蚀的方法在经步骤四处理的硅基片1的下表面上与测温电阻4-2相对应的位置上制备隔离槽6，即完成了芯片内芯的制备；
六、准备光滑不锈钢基片，采用真空蒸镀的方法在光滑不锈钢基片的下表面上镀金膜，得到反射镜8；
七、采用封装外壳7封装步骤五得到的芯片内芯，将步骤六得到的反射镜8粘合到封装外壳7上，即完成了红外光发射与分光集成芯片的制备。
本实施方式提供的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，相对于现有技术的制备方法，技术制作成本低，难度低，易于规模化生产。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二的不同点在于：所述的硅基片1的晶向为[100]，厚度为0.15μm~0.25μm。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三的不同点在于：所述的二氧化硅层Ⅰ厚度为0.2μm~0.4μm，所述的二氧化硅层Ⅱ2-3厚度为0.2μm~0.4μm。其它与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一的不同点在于：所述的光源电极的冷却电阻值为50Ω~100Ω，光源电极加热后的最大电阻值为200Ω~400Ω。其它与具体实施方式二至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一的不同点在于：所述的采用光刻剥离工艺和磁控溅射方法在经步骤二处理的硅基片1的上表面上制备光源电极4-1、测温电阻4-2和光隔离梁5，具体是按以下步骤完成的：
a、采用光刻胶的底处理液浸泡经步骤二处理得到的硅基片1，浸泡时间为20min~30min，浸泡后在150℃~180℃的温度下干燥20min~30min；
b、采用光刻胶对经步骤a处理的硅基片1的上表面进行涂胶，涂胶后在80℃~100℃的温度下恒温20min~40min；
c、准备以光源电极4-1、测温电阻4-2和光隔离梁5为制版图形的掩模版；
d、将步骤c得到的光源电极4-1掩模版、测温电阻4-2掩模版和光隔离梁5掩模版盖在经步骤b处理的硅基片1的上表面上，曝光15s~30s，把曝光好的基片放入显影液中显影20s~40s，然后在去离子水中漂洗20s~30s；漂洗后在100℃~120℃条件下坚膜30min~40min；
e、采用磁控溅射的方法在经步骤d处理的硅基片1的上表面上镀膜；其中，磁控溅射的方法的参数为：靶材为99.99%的铂，靶材的尺寸为Φ60×2.5mm；在真空度达到1×10-5Pa~2×10-5Pa时，往溅射室通氩气，氩气的流量为15ml/min~25ml/min，氩气压强为1.5Pa~2.5Pa，采用直流溅射，溅射功率为32W~60W，时间为15min~20min，镀膜时，压强控制在0.5Pa以下；
f、将经步骤e处理的硅基片1放入丙酮中浸泡3min~5min，溶解光刻胶，并超声至金属图案清晰；
g、将经步骤f处理的硅基片1在800℃~1000℃下退火2h~3h，即完成了制备光源电极4-1、测温电阻4-2和光隔离梁5。其它与具体实施方式二至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二至六之一的不同点在于：所述的采用光刻方法、湿法刻蚀的方法与磁控溅射方法在经步骤三处理的硅基片1的上表面Ⅳ2-2上制备闪耀光栅3，具体是按以下步骤完成的：
h、采用光刻胶的底处理液浸泡经步骤三处理得到的硅基片1，浸泡时间为20min~30min，浸泡后在150℃~180℃的温度下干燥20min~30min；
i、采用光刻胶对经步骤a处理的硅基片1的上表面和下表面进行双面涂胶，涂胶后在80℃~100℃的温度下恒温20min~40min；
j、准备以闪耀光栅3为镂空图形的掩模版；
k、将步骤j得到的闪耀光栅3掩模版盖在经步骤i处理的硅基片1的上表面上，曝光15s~30s，把曝光好的基片放入显影液中显影20s~40s，然后在去离子水中漂洗20s~30s；漂洗后在100℃~120℃条件下坚膜30min~40min；
l、采用HF和NH4F的混合溶液刻蚀经步骤k处理的硅基片1后裸露出来的SiO2层，刻蚀时间2min~4min，裸露出硅基片，然后，使用质量分数为25%~35%的KOH水溶液在80℃~100℃的恒温条件下对裸露出的硅基片刻蚀2min~4min，刻蚀后，采用丙酮溶液浸泡硅基片的光栅部分，浸泡时间1min~2min；
m、采用磁控溅射的方法在经步骤l处理的硅基片1的光栅部分镀金膜；其中，磁控溅射的方法的参数为：靶材为99.99%的铂，靶材的尺寸为Φ60×2.5mm；在真空度达到1×10-5Pa~2×10-5Pa时，往溅射室通氩气，氩气的流量为15ml/min~25ml/min，氩气压强为1.5Pa~2.5Pa，采用直流溅射，溅射功率为32W~60W，时间为10min~20min，镀膜时，压强控制在0.5Pa以下；
n、将经步骤m处理的硅基片1浸泡在丙酮溶液中，直至图案清晰为止；
o、将经步骤n处理的硅基片1在400℃~600℃退火2h~3h，即完成了制备闪耀光栅3。其它与具体实施方式二至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二至七之一的不同点在于：所述的采用光刻工艺和刻蚀的方法在经步骤四处理的硅基片1的下表面上与测温电阻4-2相对应的位置上制备隔离槽6，具体是按以下步骤完成的：
p、采用光刻胶将经步骤四处理的硅基片1的上表面和下表面进行双面涂胶，涂胶后在80℃~100℃的温度下恒温20min~40min；
q、准备以隔离槽6为镂空图形的掩模版；
r、将步骤q得到的隔离槽6掩模版盖在经步骤p处理的硅基片1的下表面的相应位置上，曝光15s~30s，把曝光好的基片放入显影液中显影20s~40s，然后在去离子水中漂洗20s~30s；漂洗后在100℃~120℃条件下坚膜30min~40min；
s、采用HF和NH4F的混合溶液刻蚀经步骤r处理的硅基片1后裸露出来的SiO2层，刻蚀时间2min~4min，裸露出硅基片，然后，使用质量分数为25%~35%的KOH水溶液在80℃~100℃的恒温条件下对裸露出的硅基片刻蚀70h~72h，刻蚀后，采用丙酮溶液浸泡硅基片的光栅部分，浸泡时间1min~2min，即完成了制备隔离槽6。其它与具体实施方式二至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式二至五之一的不同点在于：所述的采用真空蒸镀的方法在光滑不锈钢基片的下表面上镀金膜，具体是按以下步骤完成的：取光滑不锈钢基片使用真空蒸发镀膜机对反射面进行镀金膜，采用Au箔作为蒸发源材料，蒸发电流120A～140A，蒸发时间10s~15s。其它与具体实施方式二至八相同。
采用以下试验验证本发明的效果：
一、准备清洁的硅基片1；其中，所述的硅基片1的晶向为[100]，厚度为0.2μm；
二、氧化经步骤一处理的硅基片1的上表面和下表面，在硅基片1的上表面得到二氧化硅层Ⅰ，在硅基片1的下表面得到二氧化硅层Ⅱ2-3；其中，所述的二氧化硅层Ⅰ厚度为0.3μm，所述的二氧化硅层Ⅱ2-3厚度为0.3μm；
三、采用光刻剥离工艺和磁控溅射方法在经步骤二处理的硅基片1的上表面上制备光源电极4-1、测温电阻4-2和光隔离梁5；其中，所述的光源电极的冷却电阻值为100Ω，光源电极加热后的最大电阻值为400Ω；制备光源电极4-1、测温电阻4-2和光隔离梁5的方法，具体是按以下步骤完成的：
a、采用光刻胶的底处理液浸泡经步骤二处理得到的硅基片1，浸泡时间为30min，浸泡后在180℃的温度下干燥20mi；
b、采用光刻胶对经步骤a处理的硅基片1的上表面进行涂胶，涂胶后在100℃的温度下恒温20min；
c、准备以光源电极4-1、测温电阻4-2和光隔离梁5为制版图形的掩模版；
d、将步骤c得到的光源电极4-1掩模版、测温电阻4-2掩模版和光隔离梁5掩模版盖在经步骤b处理的硅基片1的上表面上，曝光30s，把曝光好的基片放入显影液中显影40s，然后在去离子水中漂洗30s；漂洗后在120℃条件下坚膜30min；
e、采用磁控溅射的方法在经步骤d处理的硅基片1的上表面上镀膜；其中，磁控溅射的方法的参数为：靶材为99.99%的铂，靶材的尺寸为Φ60×2.5mm；在真空度达到1×10-5Pa时，往溅射室通氩气，氩气的流量为15ml/min，氩气压强为2.5Pa，采用直流溅射，溅射功率为45W，时间为20min，镀膜时，压强控制在0.5Pa以下；
f、将经步骤e处理的硅基片1放入丙酮中浸泡3min，溶解光刻胶，并超声至金属图案清晰；
g、将经步骤f处理的硅基片1在1000℃下退火2h，即完成了制备光源电极4-1、测温电阻4-2和光隔离梁5；
四、采用光刻方法、湿法刻蚀的方法与磁控溅射方法在经步骤三处理的硅基片1的上表面Ⅳ2-2上制备闪耀光栅3，具体是按以下步骤完成的：
h、采用光刻胶的底处理液浸泡经步骤三处理得到的硅基片1，浸泡时间为30min，浸泡后在180℃的温度下干燥20min；
i、采用光刻胶对经步骤a处理的硅基片1的上表面和下表面进行双面涂胶，涂胶后在100℃的温度下恒温20min；
j、准备以闪耀光栅3为镂空图形的掩模版；
k、将步骤j得到的闪耀光栅3掩模版盖在经步骤i处理的硅基片1的上表面，曝光30s，把曝光好的基片放入显影液中显影40s，然后在去离子水中漂洗30s；漂洗后在120℃条件下坚膜30min；
l、采用HF和NH4F的混合溶液刻蚀经步骤k处理的硅基片1后裸露出来的SiO2层，刻蚀时间3min，裸露出硅基片，然后，使用质量分数为30%的KOH水溶液在100℃的恒温条件下对裸露出的硅基片刻蚀3min，刻蚀后，采用丙酮溶液浸泡硅基片的光栅部分，浸泡时间2min；
m、采用磁控溅射的方法在经步骤l处理的硅基片1的光栅部分镀金膜；其中，磁控溅射的方法的参数为：靶材为99.99%的铂，靶材的尺寸为Φ60×2.5mm；在真空度达到1×10-5Pa时，往溅射室通氩气，氩气的流量为15ml/min，氩气压强为2.5Pa，采用直流溅射，溅射功率为45W，时间为20min，镀膜时，压强控制在0.5Pa以下；
n、将经步骤m处理的硅基片1浸泡在丙酮溶液中，直至图案清晰为止；
o、将经步骤n处理的硅基片1在600℃退火2h，即完成了制备闪耀光栅3；
五、采用光刻工艺和刻蚀的方法在经步骤四处理的硅基片1的下表面上与测温电阻4-2相对应的位置上制备隔离槽6，即完成了芯片内芯的制备；制备隔离槽6的方法，具体是按以下步骤完成的：
p、采用光刻胶将经步骤四处理的硅基片1的上表面和下表面进行双面涂胶，涂胶后在100℃的温度下恒温20min；
q、准备以隔离槽6为镂空图形的掩模版；
r、将步骤q得到的隔离槽6掩模版盖在经步骤p处理的硅基片1的下表面的相应位置上，曝光30s，把曝光好的基片放入显影液中显影40s，然后在去离子水中漂洗30s；漂洗后在120℃条件下坚膜40min；
s、采用HF和NH4F的混合溶液刻蚀经步骤r处理的硅基片1后裸露出来的SiO2层，刻蚀时间3min，裸露出硅基片，然后，使用质量分数为30%的KOH水溶液在100℃的恒温条件下对裸露出的硅基片刻蚀72h，刻蚀后，采用丙酮溶液浸泡硅基片的光栅部分，浸泡时间2min，即完成了制备隔离槽6；
六、准备光滑不锈钢基片，采用真空蒸镀的方法在光滑不锈钢基片的下表面上镀金膜，得到反射镜8；具体是按以下步骤完成的：取光滑不锈钢基片使用真空蒸发镀膜机对反射面进行镀金膜，采用Au箔作为蒸发源材料，蒸发电流140A，蒸发时间10s；
七、采用封装外壳7封装步骤五得到的芯片内芯，将步骤六得到的反射镜8粘合到封装外壳7上，即完成了红外光发射与分光集成芯片的制备。
Claims (9)
1.一种红外光发射与分光集成芯片，其特征在于：它是由芯片内芯、封装外壳(7)、反射镜(8)和电极绝缘子端口(9)组成；所述的芯片内芯是由硅基片(1)、二氧化硅层、闪耀光栅(3)、光源电极(4-1)、测温电阻(4-2)、光隔离梁(5)和隔离槽(6)组成；所述的二氧化硅层由二氧化硅层Ⅰ和二氧化硅层Ⅱ(2-3)组成；所述的二氧化硅层Ⅰ设置在硅基片(1)的上表面上，光隔离梁(5)设置在硅基片(1)的上表面的中间，并将二氧化硅层Ⅰ的上表面分隔成二氧化硅层上表面Ⅲ(2-1)和二氧化硅层上表面Ⅳ(2-2)；所述的二氧化硅层Ⅱ(2-3)设置在硅基片(1)的下表面上；所述的光源电极(4-1)和测温电阻(4-2)设置在二氧化硅层上表面Ⅲ(2-1)；所述的闪耀光栅(3)设置在二氧化硅层上表面Ⅳ(2-2)，并在二氧化硅层Ⅰ和硅基片(1)中形成光栅图案凹槽；所述的隔离槽(6)设置在二氧化硅层Ⅱ(2-3)上，与测温电阻(4-2)相对应，并在二氧化硅层Ⅱ(2-3)和硅基片(1)中形成隔离凹槽；所述的封装外壳(7)上设置有凹槽，用于镶嵌芯片内芯；反射镜(8)设置在封装外壳(7)上，定位于二氧化硅层上表面Ⅲ(2-1)上方；电极绝缘子端口(9)定位于封装外壳(7)上，与电极端部相对应。
2.如权利要求1所述的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，其特征在于：红外光发射与分光集成芯片的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、准备清洁的硅基片(1)；
二、氧化经步骤一处理的硅基片(1)的上表面和下表面，在硅基片(1)的上表面得到二氧化硅层Ⅰ，在硅基片(1)的下表面得到二氧化硅层Ⅱ(2-3)；
三、采用光刻剥离工艺和磁控溅射方法在经步骤二处理的硅基片(1)的上表面上制备光源电极(4-1)、测温电阻(4-2)和光隔离梁(5)；
四、采用光刻方法、湿法刻蚀的方法与磁控溅射方法在经步骤三处理的硅基片(1)的二氧化硅层上表面Ⅳ(2-2)上制备闪耀光栅(3)；
五、采用光刻工艺和刻蚀的方法在经步骤四处理的硅基片(1)的下表面上与测温电阻(4-2)相对应的位置上制备隔离槽(6)，即完成了芯片内芯的制备；
六、准备光滑不锈钢基片，采用真空蒸镀的方法在光滑不锈钢基片的下表面上镀金膜，得到反射镜(8)；
七、采用封装外壳(7)封装步骤五得到的芯片内芯，将步骤六得到的反射镜(8)粘合到封装外壳(7)上，即完成了红外光发射与分光集成芯片的制备。
3.根据权利要求2所述的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中的硅基片(1)的晶向为[100]，厚度为0.15μm～0.25μm。
4.根据权利要求2所述的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，其特征在于：所述的步骤二中的二氧化硅层Ⅰ厚度为0.2μm～0.4μm，二氧化硅层Ⅱ(2-3)厚度为0.2μm～0.4μm。
5.根据权利要求2所述的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，其特征在于：所述的步骤三中的光源电极的冷却电阻值为50Ω～100Ω，光源电极加热后的最大电阻值为200Ω～400Ω。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，其特征在于：所述的步骤三中的制备光源电极(4-1)、测温电阻(4-2)和光隔离梁(5)的方法，具体是按以下步骤完成的：
a、采用光刻胶的底处理液浸泡经步骤二处理得到的硅基片(1)，浸泡时间为20min～30min，浸泡后在150℃～180℃的温度下干燥20min～30min；
b、采用光刻胶对经步骤a处理的硅基片(1)的上表面进行涂胶，涂胶后在80℃～100℃的温度下恒温20min～40min；
c、准备以光源电极(4-1)、测温电阻(4-2)和光隔离梁(5)为制版图形的掩模版；
d、将步骤c得到的光源电极(4-1)掩模版、测温电阻(4-2)掩模版和光隔离梁(5)掩模版盖在经步骤b处理的硅基片(1)的上表面上，曝光15s～30s，把曝光好的基片放入显影液中显影20s～40s，然后在去离子水中漂洗20s～30s；漂洗后在100℃～120℃条件下坚膜30min～40min；
e、采用磁控溅射的方法在经步骤d处理的硅基片(1)的上表面上镀膜；其中，磁控溅射的方法的参数为：靶材为99.99％的铂，靶材的尺寸为Φ60×2.5mm；在真空度达到1×10-5Pa～2×10-5Pa时，往溅射室通氩气，氩气的流量为15ml/min～25ml/min，氩气压强为1.5Pa～2.5Pa，采用直流溅射，溅射功率为32W～60W，时间为15min～20min，镀膜时，压强控制在0.5Pa以下；
f、将经步骤e处理的硅基片(1)放入丙酮中浸泡3min～5min，溶解光刻胶，并超声至金属图案清晰；
g、将经步骤f处理的硅基片(1)在800℃～1000℃下退火2h～3h，即完成了制备光源电极(4-1)、测温电阻(4-2)和光隔离梁(5)。
7.根据权利要求2、3、4或5所述的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，其特征在于：所述的步骤四中的制备闪耀光栅(3)的方法，具体是按以下步骤完成的：
h、采用光刻胶的底处理液浸泡经步骤三处理得到的硅基片(1)，浸泡时间为20min～30min，浸泡后在150℃～180℃的温度下干燥20min～30min；
i、采用光刻胶对经步骤h处理的硅基片(1)的上表面和下表面进行双面涂胶，涂胶后在80℃～100℃的温度下恒温20min～40min；
j、准备以闪耀光栅(3)为镂空图形的掩模版；
k、将步骤j得到的闪耀光栅(3)掩模版盖在经步骤i处理的硅基片(1)的上表面上，曝光15s～30s，把曝光好的硅基片(1)放入显影液中显影20s～40s，然后在去离子水中漂洗20s～30s；漂洗后在100℃～120℃条件下坚膜30min～40min；
l、采用HF和NH4F的混合溶液刻蚀经步骤k处理的硅基片(1)后裸露出来的SiO2层，刻蚀时间2min～4min，裸露出硅基片，然后，使用质量分数为25％～35％的KOH水溶液在80℃～100℃的恒温条件下对裸露出的硅基片刻蚀2min～4min，刻蚀后，采用丙酮溶液浸泡硅基片的光栅部分，浸泡时间1min～2min；
m、采用磁控溅射的方法在经步骤l处理的硅基片(1)的光栅部分镀金膜；其中，磁控溅射的方法的参数为：靶材为99.99％的铂，靶材的尺寸为Φ60×2.5mm；在真空度达到1×10-5Pa～2×10-5Pa时，往溅射室通氩气，氩气的流量为15ml/min～25ml/min，氩气压强为1.5Pa～2.5Pa，采用直流溅射，溅射功率为32W～60W，时间为10min～20min，镀膜时，压强控制在0.5Pa以下；
n、将经步骤m处理的硅基片(1)浸泡在丙酮溶液中，直至图案清晰为止；
o、将经步骤n处理的硅基片(1)在400℃～600℃退火2h～3h，即完成了制备闪耀光栅(3)。
8.根据权利要求2、3、4或5所述的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，其特征在于：所述的步骤五中的制备隔离槽(6)的方法，具体是按以下步骤完成的：
p、采用光刻胶将经步骤四处理的硅基片(1)的上表面和下表面进行双面涂胶，涂胶后在80℃～100℃的温度下恒温20min～40min；
q、准备以隔离槽(6)为镂空图形的掩模版；
r、将步骤q得到的隔离槽(6)掩模版盖在经步骤p处理的硅基片(1)的下表面的相应位置上，曝光15s～30s，把曝光好的基片放入显影液中显影20s～40s，然后在去离子水中漂洗20s～30s；漂洗后在100℃～120℃条件下坚膜30min～40min；
s、采用HF和NH4F的混合溶液刻蚀经步骤r处理的硅基片(1)后裸露出来的SiO2层，刻蚀时间2min～4min，裸露出硅基片，然后，使用质量分数为25％～35％的KOH水溶液在80℃～100℃的恒温条件下对裸露出的硅基片刻蚀70h～72h，刻蚀后，采用丙酮溶液浸泡硅基片的隔离槽部分，浸泡时间1min～2min，即完成了制备隔离槽(6)。
9.根据权利要求2、3、4或5所述的一种红外光发射与分光集成芯片的制备方法，其特征在于：所述的步骤六中的采用真空蒸镀的方法在光滑不锈钢基片的下表面镀金膜，具体是按以下步骤完成的：取光滑不锈钢基片使用真空蒸发镀膜机对反射面进行镀金膜，采用Au箔作为蒸发源材料，蒸发电流120A～140A，蒸发时间10s～15s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210551404.0A CN103030094B (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种红外光发射与分光集成芯片及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210551404.0A CN103030094B (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种红外光发射与分光集成芯片及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103030094A CN103030094A (zh) | 2013-04-10 |
| CN103030094B true CN103030094B (zh) | 2015-04-29 |
Family
ID=48017562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210551404.0A Expired - Fee Related CN103030094B (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种红外光发射与分光集成芯片及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103030094B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105786477B (zh) * | 2014-12-25 | 2019-01-01 | 华润半导体（深圳）有限公司 | 制备码版的方法 |
| CN105668504B (zh) * | 2016-03-15 | 2017-12-19 | 苏州诺联芯电子科技有限公司 | 红外光源及其制作方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1512167A (zh) * | 2002-12-30 | 2004-07-14 | 财团法人工业技术研究院 | 即时红外化学影像光谱装置 |
| CN1865923A (zh) * | 2006-06-07 | 2006-11-22 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 基于闪耀光栅和热堆探测器的微型集成光栅光谱仪及制作方法 |
| CN101021437A (zh) * | 2007-03-23 | 2007-08-22 | 江苏英特神斯科技有限公司 | 一种基于微电子机械系统技术的微型光谱仪 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9908170D0 (en) * | 1999-04-09 | 1999-06-02 | Central Research Lab Ltd | System and method for analysing a material |
| US6774368B2 (en) * | 2001-03-08 | 2004-08-10 | Baylor University | Dispersive near-infrared spectrometer with automatic wavelength calibration |
-
2012
- 2012-12-18 CN CN201210551404.0A patent/CN103030094B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1512167A (zh) * | 2002-12-30 | 2004-07-14 | 财团法人工业技术研究院 | 即时红外化学影像光谱装置 |
| CN1865923A (zh) * | 2006-06-07 | 2006-11-22 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 基于闪耀光栅和热堆探测器的微型集成光栅光谱仪及制作方法 |
| CN101021437A (zh) * | 2007-03-23 | 2007-08-22 | 江苏英特神斯科技有限公司 | 一种基于微电子机械系统技术的微型光谱仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103030094A (zh) | 2013-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106575677B (zh) | 用于形成光伏电池的方法和根据该方法形成的光伏电池 | |
| CN102243435B (zh) | 一种通过正负光刻胶复合显影制备微纳米流体系统的方法 | |
| CN104795620B (zh) | 一种太赫兹波导无源器件的制造方法 | |
| CN102979516B (zh) | 一种用于室内微观驱油模型的制作工艺 | |
| CN103030094B (zh) | 一种红外光发射与分光集成芯片及其制备方法 | |
| CN106770854B (zh) | 一种高深宽比微型气相色谱柱芯片及其制备方法 | |
| CN102556950A (zh) | 一种基于三层结构的可调谐人工电磁材料及其制作方法 | |
| CN102998479A (zh) | 氮化铝基集成阵列结构的二维风速风向传感器及其制造方法 | |
| CN105719955B (zh) | 一种GaN基发光二极管芯片的制备方法 | |
| CN104817054A (zh) | 微弹簧式悬臂梁自带均热板微加热器及其制备工艺 | |
| CN106707381B (zh) | 一种微透镜阵列制作的工艺方法 | |
| CN104459886A (zh) | 一种采用电印刷技术制备聚合物pmma光波导器件的方法 | |
| CN104037060B (zh) | 多晶金属氧化物图形的制备方法 | |
| CN106352782A (zh) | 一种高温电涡流传感器及制作方法 | |
| CN102681058A (zh) | 一种多孔氧化铝基相位透射光栅的制备方法 | |
| CN103268001B (zh) | 非对称相位可调马赫-曾德干涉仪及其制备方法 | |
| CN109231154B (zh) | 一种硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片及制备方法 | |
| CN105425536A (zh) | 激光直写用超分辨掩膜板及其制备方法 | |
| CN110300475A (zh) | 一种电致热辐射发光阵列器件及其制备方法和应用 | |
| CN104808289B (zh) | 一种在铌酸锂晶体上制备周期性波导光栅的方法 | |
| CN206892351U (zh) | 一种平响应复合滤片及探测器 | |
| CN104698039A (zh) | 一种AlN陶瓷基热隔离结构四单元阵列气体传感器及其制作方法 | |
| CN100440650C (zh) | 一种半导体激光器掩蔽膜的制作方法 | |
| CN105271099B (zh) | 一种mems电热致动器及其制造工艺 | |
| CN112897456B (zh) | 一种兼容mems工艺的背部悬膜气体传感器制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20130410 Assignee: Heilongjiang unitop Information Industry Co Ltd Assignor: Harbin University of Science and Technology Contract record no.: 2015230000112 Denomination of invention: Infrared emission and split integrated chip and preparation method thereof Granted publication date: 20150429 License type: Exclusive License Record date: 20150906 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150429 Termination date: 20191218 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |