CN115554807A - 一种新型的吸气剂结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型的吸气剂结构，包括基底、第一吸气剂层、支撑柱和第二吸气剂层。所述第一吸气剂层直接在基底表面制备，所述第二吸气剂层悬空在第一吸气剂层上方，第一吸气剂层和第二吸气剂层之间通过四周的支撑柱连接。由于本发明提供的新型吸气剂结构中的第二吸气剂层的上下两面均与空气直接接触，这使得整个结构的吸气剂与空气的接触面积几乎是单面的3倍。因此，在相同的基底占用面积下，该吸气剂结构能够大幅提高总吸气能力。
Description
技术领域
本发明涉及吸气剂技术领率，特别是微电子真空封装技术领域，具体为一种新型的吸气剂结构及其制备方法。
背景技术
任何真空设备或器件均需要维持真空度的结构设计。通常有2种方式来维持真空度，一是通过各类真空泵来将残余气体抽出设备或器件外部，二是通过设备或器件内部的吸气剂不断吸收残余气体，从而维持真空度。因为吸气剂具有空间占用率小、能耗低等优势，因此，在微电子器件领域占有非常重要的地位。
通常来说，吸气剂的总吸气能力与吸气剂的表面积呈正比关系。因此，如何在尽可能小的空间内，提供尽可能大的吸气剂与空气的接触面积，是提高整个系统总吸气能力最为直接的方法之一。
发明内容
本发明提供了一种新型的吸气剂结构，该结构可以大幅提高器件的总吸气能力。
一种新型的吸气剂结构，该结构包括基底、第一吸气剂层、支撑柱和第二吸气剂层。所述第一吸气剂层直接在基底表面制备，所述第二吸气剂层悬空在第一吸气剂层上方，第一吸气剂层和第二吸气剂层之间通过四周的支撑柱连接。基底为硅基或陶瓷材料等。
优选的，第一吸气剂层为Zr基或Ti基吸气材料等，厚度为0.1-10微米。
优选的，第二吸气剂层为Zr基或Ti基吸气材料等，厚度为0.1-10微米。
支撑柱材料与第二吸气剂层相同。
支撑柱的几何形状不唯一，可为类平行多面体的一种或几种。
一种新型的吸气剂结构，其制备方法为：运用图形化技术，在S1基底上通过镀膜技术生长S2第一吸气剂层。进一步的，再次运用图形化技术，在第一吸气剂层上制备具有凹凸边界的牺牲层。进一步的，运用掩膜技术，在牺牲层区域沉积S4第二吸气剂层，即S3支撑柱是和第二吸气剂层同时制备的。为了得到比较稳定的结构，第二吸气剂层的厚度要大于牺牲层的厚度。最后，将牺牲层释放，从而得到我们需要的吸气剂结构。此外，该吸气剂结构适用于目前大部分主流的吸气剂激活工艺，如真空高温激活、电激活等等。
所述图形化技术为光刻或掩膜技术。
所述的镀膜技术为物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、激光脉冲沉积(PLD)或分子束外延技术(MBE)。
优选的，所述的牺牲层为易于释放的多晶硅或钛、铝、铬、铜等金属材料。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种新型吸气剂结构，其优势在于吸气剂结构中的第二吸气剂层的上下两面均与空气直接接触，这使得整个结构的吸气剂与空气的接触面积几乎是单面的3倍。因此，在相同的基底占用面积下，可以大幅提高整个系统的总吸气能力。或者说，在保证相同的总吸气能力下，本发明提供的吸气结构具有基底占用面积更小的优势。随着MEMS器件越来越趋向小型化，这要求器件内部结构更加复杂化和小型化，而本设计可以使吸气剂所占空间面积近似变为原来的1/3。如此一来，就可以在器件内部设置更多的其他功能结构或者为其他结构提供更加充足的空间环境。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，一种新型的吸气剂结构，该结构包括硅基基底1、第一吸气剂层2、支撑柱3和第二吸气剂层4。第一吸气剂层2直接在基底表面制备，第二吸气剂层4悬空在第一吸气剂层2上方，第一吸气剂层2和第二吸气剂层4之间通过四周的支撑柱3连接。
第一吸气剂层为Zr基或Ti基吸气材料，如Ti、Ti-Zr-Ni、Ti-Zr-V、Ti-Fe-V-Mn、Zr、Zr-V-Fe、Zr-V-Ti-Al、Zr-Fe-Y、Zr-Co-Re(稀土元素)等，厚度为0.1-10微米。
优选的，第二吸气剂层同样为为Zr基或Ti基吸气材料等，厚度为0.1-10微米。
支撑柱材料与第二吸气剂层相同。
支撑柱的几何形状为圆柱体或长方体。
上述新型的吸气剂结构的制备方法包括以下步骤：
(1)运用光刻或掩膜技术，在基底上通过物理气相沉积、化学气相沉积、激光脉冲沉积或分子束外延技术中的一种或几种来镀膜第一吸气剂层；
(2)再次运用光刻或掩膜技术，在第一吸气剂层上制备具有凹凸边界的牺牲层。牺牲层材料可选多晶硅或钛、铝、铬、铜等金属材料。
(3)运用掩膜技术，在牺牲层区域沉积第二吸气剂层，同时得到支撑柱；第二吸气剂层的厚度要大于牺牲层的厚度；
(4)将牺牲层释放，得到最终的吸气剂结构。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型的吸气剂结构，其特征在于，包括基底、第一吸气剂层、支撑柱和第二吸气剂层；所述第一吸气剂层直接在基底表面制备，所述第二吸气剂层悬空在第一吸气剂层上方，第一吸气剂层和第二吸气剂层之间通过四周的支撑柱连接。
2.如权利要求1所述的吸气剂结构，其特征在于，基底为硅基或陶瓷材料。
3.如权利要求1所述的吸气剂结构，其特征在于，第一吸气剂层为Zr基或Ti基吸气材料，厚度为0.1-10微米。
4.如权利要求1或3所述的吸气剂结构，其特征在于，第二吸气剂层为Zr基或Ti基吸气材料，厚度为0.1-10微米。
5.如权利要求1所述的吸气剂结构，其特征在于，支撑柱材料与第二吸气剂层相同。
6.如权利要求1所述的吸气剂结构，其特征在于，支撑柱的几何形状为类平行多面体的一种或几种。
7.权利要求1所述的新型的吸气剂结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)运用图形化技术，在基底上镀膜第一吸气剂层；
(2)再次运用图形化技术，在第一吸气剂层上制备具有凹凸边界的牺牲层。
(3)运用掩膜技术，在牺牲层区域沉积第二吸气剂层，同时得到支撑柱；第二吸气剂层的厚度要大于牺牲层的厚度；
(4)将牺牲层释放，得到最终的吸气剂结构。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述图形化技术为光刻或掩膜技术。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的镀膜为物理气相沉积、化学气相沉积、激光脉冲沉积或分子束外延技术。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的牺牲层为易于释放的多晶硅或金属等。
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2022
- 2022-09-29 CN CN202211197826.2A patent/CN115554807A/zh active Pending
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