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1、10申请公布号CN104108677A43申请公布日20141022CN104108677A21申请号201410344534622申请日20140718B81B7/00200601B81C1/0020060171申请人苏州能斯达电子科技有限公司地址215123江苏省苏州市苏州工业园区若水路398号C51772发明人沈方平张珽祁明锋刘瑞丁海燕谷文74专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人郝传鑫54发明名称一种MEMS硅基微热板及其加工方法57摘要本发明涉及硅基微热板领域，公开了一种MEMS硅基微热板及其加工方法，包括单晶硅衬底；多孔硅层，形成于所述单晶硅衬底的上表面且具有一定深度。
2、，所述多孔硅层的上表面及孔壁表面形成有二氧化硅薄膜，且所述多孔硅层与所述单晶硅衬底的上表面平齐；下绝缘层，覆盖所述多孔硅层及所述单晶硅衬底的上表面；以及设置于下绝缘层上方的加热层和上绝缘层。本发明的多孔硅层可以稳定地支撑下绝缘层薄膜及其上的加热板和上绝缘层，避免器件在高温工作时下绝缘层变形翘曲导致的加热层脱落。同时，所述多孔硅层的孔壁表面覆有二氧化硅薄膜，可以起到更好的保温隔热效果，增加微热板的探测灵敏度和使用寿命。51INTCL权利要求书1页说明书8页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图4页10申请公布号CN104108677ACN104108。
3、677A1/1页21一种MEMS硅基微热板，其特征在于，包括单晶硅衬底1；多孔硅层2，形成于所述单晶硅衬底1的上表面且具有一定深度，所述多孔硅层2的上表面及孔壁表面形成有二氧化硅薄膜21，且所述多孔硅层2与所述单晶硅衬底1的上表面平齐；下绝缘层3，覆盖所述多孔硅层2及所述单晶硅衬底1的上表面；加热层4，设置于所述下绝缘层3的上表面，且所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区域内；上绝缘层5，覆盖所述加热层4的上表面。2如权利要求1所述的MEMS硅基微热板，其特征在于，所述多孔硅层2的厚度为20100M，孔隙率为5090。3如权利要求1或2所述的MEMS硅基微热板，其特征在于，所述二氧化硅薄膜2。
4、1的厚度为100500NM。4如权利要求1或2所述的MEMS硅基微热板，其特征在于，所述上绝缘层5边缘具有若干缺口形成加热层引线窗6。5一种MEMS硅基微热板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤S1、在单晶硅衬底的上表面制备多孔硅层；S2、在制备好的多孔硅层的上表面及孔壁表面制备二氧化硅薄膜；S3、在具有所述多孔硅层的单晶硅衬底的上表面制备下绝缘层；S4、在制备好的下绝缘层的上表面制备加热层，所述加热层位于所述多孔硅层的正上方区域内；S5、在制备好的加热层的上表面，按照步骤S3的方法制备上绝缘层。6如权利要求5所述的MEMS硅基微热板的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中的制备所述多孔硅层的方。
5、法为电化学方法。7如权利要求5或6所述的MEMS硅基微热板的加工方法，其特征在于，所述S1步骤中制备的所述多孔硅层的厚度为20100M，孔隙率为5090。8如权利要求5或6所述的MEMS硅基微热板的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中的制备二氧化硅薄膜的方法为热氧化方法。9如权利要求5或6所述的MEMS硅基微热板的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中制备得到的二氧化硅薄膜的厚度为100500NM。10如权利要求5或6所述的MEMS硅基微热板的加工方法，其特征在于，在步骤S5中制备所述上绝缘层时边缘保留若干缺口形成加热层引线窗。权利要求书CN104108677A1/8页3一种MEMS硅基微热板及。
6、其加工方法技术领域0001本发明涉及硅基微热板，具体涉及一种MEMS硅基微热板及其加工方法。背景技术0002微热板是一种常用的加热平台，用于对其上的元件进行加热，从而保证该元件在需要的工作温度下工作。目前，硅基微热板已广泛应用于微型气体传感器、薄膜量热卡计、微加速度计以及气压计等微器件。微热板的基本结构包括悬空介质薄膜以及薄膜电阻条。当电流通过薄膜电阻条时，电阻产生的焦耳热一部分用于加热微热板，另一部分以传导、对流和辐射的方式耗散于周围环境中。0003基于硅微加工技术的微热板利用微电子机械系统MEMS对硅基半导体材料进行微加工而成。0004微机电系统MEMS,MICROELECTROMECHA。
7、NICALSYSTEM是一种先进的制造技术平台。MEMS的技术包括微电子技术和微加工技术两大部分。微电子技术的主要内容有氧化层生长、光刻掩膜制作、光刻选择掺杂屏蔽扩散、离子注入、薄膜层生长、连线制作等。微加工技术的主要内容有硅表面微加工和硅体微加工各向异性腐蚀、牺牲层技术、晶片键合技术、制作高深宽比结构的深结构曝光和电铸技术LIGA等。利用微电子技术可制造集成电路和许多传感器。硅基加工技术是在微电子加工技术基础上发展起来的一种微加工技术，主要依靠光刻、扩散、氧化、薄膜生长、干法刻蚀、湿法刻蚀和蒸发溅射等工艺技术。0005随着MEMS技术与微电子的发展，体积小，功耗低且易与其他材料或器件组合的微。
8、热板越来越受到重视，但使用微加热板会带来一定的功率损耗。0006现有技术中，为降低功耗，实现结构保温普遍采用悬空结构的绝热槽。目前基于MEMS加工技术制作的硅基微热板普遍采用的结构是在单晶硅基底的上表面沉积一层氮化硅膜层作为下绝缘层，在单晶硅基底的下表面制备绝热槽。制备绝热槽时可使用背面湿法刻蚀工艺，也可先对下绝缘层蚀刻出悬臂梁，再往下湿法刻蚀出倒金字塔式绝热槽。两种绝热槽可以更好的防止热量的散失以降低功耗。下绝缘层上方通过剥离工艺LIFTOFF加工出铂加热丝层，通过给加热丝通电即可产生热量，形成传感器工作所需要的温度。在铂加热丝表面上又沉积一层氮化硅层作为上绝缘层。例如申请号为2012101。
9、990781的中国专利公开了的硅基微热板及其加工方法便采用了绝热槽的工艺。但是这种方法蚀刻出绝热槽后加热层与气体敏感层仅靠一层薄膜结构的氮化硅层支撑，而该薄膜仅在两端被悬臂结构的支撑衬底支撑，这种薄膜结构的绝缘层力学性能较差，在器件受到震动或者碰撞时易发生破裂导致器件失效。除此之外，由于隔热层与加热丝的热膨胀系数的差异，在高温下隔热层易翘曲使加热丝易从隔热层脱落，同样导致器件失效。其次，悬臂结构的绝热槽利用悬臂之间的空气隔热，由于空间较大，空气流动较快，也会造成热量散失较快，影响隔热效果。再次，该种绝热槽的制备工艺复杂，对控制条件要求较高，从而增加加工难度。0007综上，现有技术中的微热板的隔。
10、热结构主要存在以下问题说明书CN104108677A2/8页400081稳定性差，由于受力不均匀引起器件发生变形破裂，导致器件失效。00092隔热效果差，绝热槽间的空气间隔较大导致热量散失较快，影响隔热效果。00103加工工艺复杂，绝热槽的制备工艺复杂，制备时间较长。发明内容0011为了解决现有技术中硅基微热板存在的诸多问题，本发明提供一种MEMS硅基微热板及其加工方法，采用孔壁表面形成有二氧化硅薄膜的多孔硅层作为绝热层，同时作为支撑层，可以有效减少热量损失，降低功耗，增强微热板的稳定性。0012本发明的发明人发现与单晶硅相比，多孔硅的多孔结构使其具有良好的隔热性能，可以作为传感器的隔热层。与。
11、传统绝热槽相比，多孔硅的孔隙细密，可以有效减少空气流动速度，增强隔热效果。且多孔硅制备工艺简单，成本低廉，可以通过简单的电化学方法在硅衬底刻蚀，短时间内形成较厚的多孔硅层。采用孔硅作为隔热层，由于所述多孔硅层设置于所述加热层下方，而多孔硅具有良好的隔热性能，可以有效减少所述加热层热量流失，减少功耗。且多孔硅层均匀分布在单晶硅衬底的上表面，可以稳定地支撑其上的绝缘层及其他微热板组件，从而提高微热板的稳定性，增加其使用寿命。0013另外，二氧化硅也是一种隔热材料，导热系数低于单晶硅。在多孔硅层的上表面及孔壁表面覆盖一层二氧化硅薄膜，可以有效解决暴露在空气中的多孔硅表面导致的热量损耗，进一步地降低功。
12、耗，增强微热板的加热性能。0014本发明的技术方案是一种MEMS硅基微热板，包括单晶硅衬底；多孔硅层，形成于所述单晶硅衬底的上表面且具有一定深度，所述多孔硅层的上表面及孔壁表面形成有二氧化硅薄膜，且所述多孔硅层与所述单晶硅衬底的上表面平齐；下绝缘层，覆盖所述多孔硅层及所述单晶硅衬底的上表面；加热层，设置于所述下绝缘层的上表面，且所述加热层位于所述多孔硅层的正上方区域内；上绝缘层，覆盖所述加热层的上表面。0015本发明的所述加热层位于所述多孔硅层的正上方区域内，使得所述多孔硅层能够更稳定地支撑加热层，有效防止器件受到震动碰撞时因为没有有效支撑而发生的破裂，还可以有效避免微热板在高温工作时下绝缘层。
13、变形翘曲导致的加热层脱落。同时，所述加热层位于所述多孔硅层的正上方区域内，还能保证充分的隔热效果。0016为了保证较好的隔热效果，所述多孔硅层2的厚度为20100M，优选为50M。多孔硅的隔热效果与孔隙率成正比，当孔隙率为90时，其热导率可低至1W/MK，本发明的多孔硅层的孔隙率为5090，优选为90，且所述覆盖在多孔硅上表面及孔壁表面的二氧化硅薄膜的厚度为100500NM，优选为200NM。0017为了便于加热层引线，本发明的所述上绝缘层边缘具有若干缺口形成加热层引线窗。0018本发明还提供了一种MEMS硅基微热板的加工方法，包括以下步骤0019S1、在单晶硅衬底的上表面制备多孔硅层；002。
14、0S2、在制备好的多孔硅层的上表面及孔壁表面制备二氧化硅薄膜；0021S3、在具有所述多孔硅层的单晶硅衬底的上表面制备下绝缘层；0022S4、在制备好的下绝缘层的上表面制备加热层，所述加热层位于所述多孔硅层的正上方区域内；说明书CN104108677A3/8页50023S5、在制备好的加热层的上表面，按照S3步骤的方法制备上绝缘层。0024所述步骤S1中的制备所述多孔硅层的方法为电化学方法。0025本发明的所述加热层位于所述多孔硅层的正上方区域内，使得所述多孔硅层能够更稳定地支撑加热层，有效防止器件受到震动碰撞时因为没有有效支撑而发生的破裂，还可以有效避免微热板在高温工作时下绝缘层变形翘曲导致。
15、的加热层脱落。同时，所述加热层位于所述多孔硅层的正上方区域内，还能保证充分的隔热效果。0026为了保证较好的隔热效果，所述步骤S1中制备的多孔硅层的厚度为20100M，优选为50M。多孔硅的隔热效果与孔隙率成正比，当孔隙率为90时，其热导率可低至1W/MK。本发明的多孔硅层孔隙率为5090，优选为90。0027所述步骤S2中的制备二氧化硅薄膜的方法为热氧化方法，且所述步骤S2中制备得到的二氧化硅薄膜的厚度为100500NM。0028为了便于加热层引线，本发明在步骤S5中制备所述上绝缘层时边缘保留若干缺口形成加热层引线窗。0029实施本发明，可达到以下有益效果00301在单晶硅衬底上设置多孔硅层。
16、，由于多孔硅层均匀分布于单晶硅衬底上，受力均匀，因此可以稳定地支撑其上的下绝缘层薄膜，从而有效避免器件受到震动或者碰撞时薄膜状绝缘层发生破裂造成微热板损坏，提高微热板的抗震能力和稳定性，降低对其工作环境的要求。另外，还可以有效避免微热板在高温工作时下绝缘层变形翘曲导致的加热层脱落，从而提高微热板的使用寿命。00312由于多孔硅的孔隙细密，其间的空气流动较慢，使其具有良好的隔热性能。采用多孔硅层作为隔热层，将加热层设置于多孔硅层的正上方区域内，可以起到更好的保温隔热的效果，从而提高微热板的性能。00323在多孔硅层的上表面及孔壁表面覆盖一层二氧化硅薄膜，可以有效解决暴露在空气中的孔壁热导率较高导。
17、致的热量损耗，进一步地降低功耗，增强隔热效果。00334与传统的绝热槽相比，多孔硅层的制备工艺简单，成本低廉，更容易控制，从而可以有效地提升生产效率，降低成本。00345在单晶硅衬底上刻蚀多孔硅层作为隔热层，同时作为支撑层，可以节省微热板的空间，简化微热板的整体结构。00356采用硅基材料作为微热板材料，易于通过MEMS加工技术制作，加工工艺成熟，加工效率高。附图说明0036为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，。
18、还可以根据这些附图获得其它附图。0037图1是本发明的MEMS硅基微热板的结构示意图；0038图2是本发明的MEMS硅基微热板中，覆盖二氧化硅薄膜的多孔硅层的局部放大结构示意图；说明书CN104108677A4/8页60039图3是本发明的MEMS硅基微热板加工方法中步骤S1完成后的结构示意图；0040图4是本发明的MEMS硅基微热板加工方法中步骤S1完成后的多孔硅层的局部放大结构示意图；0041图5是本发明的MEMS硅基微热板加工方法中步骤S2完成后的结构示意图；0042图6是本发明的MEMS硅基微热板加工方法中步骤S2完成后的多孔硅层的局部放大结构示意图；0043图7是本发明的MEMS硅基。
19、微热板加工方法中步骤S3完成后的结构示意图；0044图8是本发明的MEMS硅基微热板加工方法中步骤S4完成后的结构示意图；0045图9是本发明的MEMS硅基微热板加工方法中步骤S5中制备好上绝缘层后的结构示意图；0046图10是本发明的MEMS硅基微热板带有粘接层的微热板的结构示意图。0047图中的附图标记对应为1单晶硅衬底，2多孔硅层，21二氧化硅薄膜，3下绝缘层，31粘接层，4加热层，5上绝缘层，6加热层引线窗。具体实施方式0048下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的。
20、实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。0049实施例10050如图1、2所示，本发明实施例1公开了一种MEMS硅基微热板，包括0051单晶硅衬底1；多孔硅层2，形成于所述单晶硅衬底1的上表面且具有一定深度，所述多孔硅层2的上表面及孔壁表面形成有二氧化硅薄膜21，且所述多孔硅层2的上表面与所述单晶硅衬底1的上表面平齐；下绝缘层3，覆盖所述多孔硅层2及所述单晶硅衬底1的上表面；加热层4，设置于所述下绝缘层3的上表面，且所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区域内；上绝缘层5，覆盖所述加热层4的上表面。0052本发明的所述加热层4位于所。
21、述多孔硅层2的正上方区域内，使得所述多孔硅层2能够更稳定地支撑加热层，有效防止器件受到震动碰撞时因为没有有效支撑而发生的破裂，还可以有效避免微热板在高温工作时下绝缘层变形翘曲导致的加热层脱落。同时，所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区域内，还能保证充分的隔热效果。0053所述多孔硅层2厚度为20M。多孔硅的隔热效果与孔隙率成正比，当孔隙率为90时，其热导率可低至1W/MK。本发明实施例1的所述多孔硅层2的孔隙率为50，且所述二氧化硅薄膜21的厚度为100NM。0054由于加热层一般电导率较高，为了保证安全，在所述单晶硅衬底1及所述多孔硅层2上设置下绝缘层3。由于二氧化硅具有较好的绝缘性能，。
22、所述的下绝缘层3是厚度为100500NM的二氧化硅，本实施例中优选为200NM。0055可选的，所述下绝缘层3也可以是厚度为100800NM的氮化硅膜层。0056所述加热层4为100500NM的多晶硅加热丝层，本实施例中选为100NM。0057由于加热层一般电导率较高，为了保证安全，在所述加热层4上设置上绝缘层5。说明书CN104108677A5/8页7由于二氧化硅具有较好的绝缘性能，所述的上绝缘层5是厚度为100500NM的二氧化硅，本实施例中优选为200NM。0058可选的，所述上绝缘层5也可以是厚度为100800NM的氮化硅膜层。0059为了便于加热层引线，本发明的所述上绝缘层边缘具有若。
23、干缺口形成加热层引线窗6。0060本发明还提供了一种MEMS硅基微热板的加工方法，包括以下步骤0061S1、在单晶硅衬底1的上表面制备多孔硅层2，如图3、4所示；0062S2、在制备好的多孔硅层2的上表面及孔壁表面制备二氧化硅薄膜21，如图5、6所示；0063S3、在具有所述多孔硅层2的单晶硅衬底1的上表面制备下绝缘层3，如图7所示；0064S4、在制备好的下绝缘层3的上表面制备加热层4，所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区域内，如图8所示；0065S5、在制备好的加热层4的上表面，按照步骤S3的方法制备上绝缘层5。0066优选的，为了便于加热层引线，本发明在步骤S5中制备所述上绝缘层时边。
24、缘保留若干缺口形成加热层引线窗6，如图9所示。0067可选的，所述单晶硅衬底1的尺寸可以为2寸、4寸或6寸。0068所述的方法还包括在所述S1步骤前，利用酸溶液、有机溶剂和去离子水等溶液对所述单晶硅衬底进行清洗，然后用氮气吹干。0069所述步骤S1中的制备所述多孔硅层2的方法为电化学方法，具体为采用齐纳击穿产生空穴工艺来制备，腐蚀液为1HF溶液，电压为2V。0070可选的，所述多孔硅层2也可以采用光化学腐蚀法、刻蚀法或水热腐蚀法制备。0071所述步骤S2中的制备二氧化硅薄膜的方法为热氧化方法，制备得到的所述二氧化硅薄膜的厚度为100NM。具体过程为将具有所述多孔硅层2的单晶硅衬底1使用热氧化工。
25、艺退火，温度为900摄氏度，时间为5小时。0072所述步骤S1中，制备所述多孔硅层2时，所述加热层4落在所述多孔硅层2的正上方区域内，使得所述多孔硅层2能够更稳定地支撑加热层4，有效防止器件受到震动碰撞时因为没有有效支撑而发生的破裂。同时，所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区域内，还能保证充分的隔热效果。0073所述多孔硅层2厚度为20M。多孔硅的隔热效果与孔隙率成正比，当孔隙率为90时，其热导率可低至1W/MK。本发明的所述多孔硅层2的孔隙率为50，且所述二氧化硅薄膜21的厚度为100NM。0074为了保证安全，在所述单晶硅衬底1及所述多孔硅层2上设置下绝缘层3。由于二氧化硅具有较好的绝。
26、缘性能，可以用做绝缘层。步骤S3中制备下绝缘层3的方法为在所述单晶硅衬底1及所述多孔硅层2上磁控溅射沉积一层二氧化硅，其厚度为100500NM，本实施例中优选为100NM。0075可选的，所述下绝缘层3也可以是厚度为100800NM的氮化硅膜层。0076所述步骤S4中制备所述加热层的方法为在所述下绝缘层上沉积一层多晶硅，在多晶硅上匀胶光刻定义出加热层的形状及位置作为阻挡层，利用离子反应刻蚀去掉多余的多晶硅得到多晶硅加热丝层，所述多晶硅加热丝层的厚度为100500NM，本实施例中优选为说明书CN104108677A6/8页8100NM。0077为了保证安全，在所述加热层4上设置上绝缘层5。由于二。
27、氧化硅具有较好的绝缘性能，可以用做绝缘层。步骤S5中制备上绝缘层5的方法为在所述加热层4上磁控溅射沉积一层二氧化硅，其厚度为100500NM，本实施例中优选为100NM。0078可选的，所述上绝缘层5也可以是厚度为100800NM的氮化硅膜层。0079实施本发明，可达到以下有益效果00801在单晶硅衬底上设置多孔硅层，由于多孔硅层均匀分布于单晶硅衬底上，受力均匀，因此可以稳定地支撑其上的下绝缘层薄膜，从而有效避免器件受到震动或者碰撞时薄膜状绝缘层发生破裂造成微热板损坏，提高微热板的抗震能力和稳定性，降低对其工作环境的要求。另外，还可以有效避免微热板在高温工作时下绝缘层变形翘曲导致的加热层脱落，。
28、从而提高微热板的使用寿命。00812由于多孔硅的孔隙细密，其间的空气流动较慢，使其具有良好的隔热性能。采用多孔硅层作为隔热层，将加热层设置于多孔硅层的正上方区域内，可以起到更好的保温隔热的效果，从而提高微热板的性能。00823在多孔硅层的上表面及孔壁表面覆盖一层二氧化硅薄膜，可以有效解决暴露在空气中的孔壁热导率较高导致的热量损耗，进一步地降低功耗，增强隔热效果。00834与传统的绝热槽相比，多孔硅层的制备工艺简单，成本低廉，更容易控制，从而可以有效地提升生产效率，降低成本。00845在单晶硅衬底上刻蚀多孔硅层作为隔热层，同时作为支撑层，可以节省微热板的空间，简化微热板的整体结构。00856采用。
29、硅基材料作为微热板材料，易于通过MEMS加工技术制作，加工工艺成熟，加工效率高。0086实施例20087如图1、2所示，本发明实施例2公开了一种MEMS硅基微热板，包括0088单晶硅衬底1；多孔硅层2，形成于所述单晶硅衬底1的上表面且具有一定深度，所述多孔硅层2的上表面及孔壁表面形成有二氧化硅薄膜21，且所述多孔硅层2的上表面与所述单晶硅衬底1的上表面平齐；下绝缘层3，覆盖所述多孔硅层2及所述单晶硅衬底1的上表面；加热层4，设置于所述下绝缘层3的上表面，且所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区域内；上绝缘层5，覆盖所述加热层4的上表面。0089本发明的所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区。
30、域内，使得所述多孔硅层2能够更稳定地支撑加热层，有效防止器件受到震动碰撞时因为没有有效支撑而发生的破裂，还可以有效避免微热板在高温工作时下绝缘层变形翘曲导致的加热层脱落。同时，所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区域内，还能保证充分的隔热效果。0090为了保证较好的隔热效果，所述多孔硅层2厚度为100M。多孔硅的隔热效果与孔隙率成正比，当孔隙率为90时，其热导率可低至1W/MK。本发明的所述多孔硅层2的孔隙率为90，且所述二氧化硅薄膜21的厚度为500NM。0091由于加热层一般电导率较高，为了保证安全，在所述单晶硅衬底1及所述多孔硅层2上设置下绝缘层3。由于二氧化硅具有较好的绝缘性能，所述。
31、的下绝缘层3是厚度为100500NM的二氧化硅，优选为500NM。说明书CN104108677A7/8页90092可选的，所述下绝缘层3也可以是厚度为100800NM的氮化硅膜层。0093所述加热层4为50200NM的金属铂加热丝层，本实施例中选为200NM。0094可选的，为了使所述加热层4更加稳固地连接到所述下绝缘层3上，在所述下绝缘层3的上表面上与所述加热层4相对应的位置设置粘接层31，优选为钛粘接层，厚度优选为50NM，如图10所示。0095由于加热层一般电导率较高，为了保证安全，在所述加热层4上设置上绝缘层5。由于二氧化硅具有较好的绝缘性能，所述的上绝缘层5是厚度为100500NM的。
32、二氧化硅，本实施例中优选为500NM。0096可选的，所述上绝缘层5也可以是厚度为100800NM的氮化硅膜层。0097为了便于加热层引线，本发明的所述上绝缘层边缘具有若干缺口形成加热层引线窗6。0098本发明还提供了一种MEMS硅基微热板的加工方法，包括以下步骤0099S1、在单晶硅衬底1的上表面制备多孔硅层2，如图3、4所示；0100S2、在制备好的多孔硅层2的上表面及孔壁表面制备二氧化硅薄膜21，如图5、6所示；0101S3、在具有所述多孔硅层2的单晶硅衬底1的上表面制备下绝缘层3，如图7所示；0102S4、在制备好的下绝缘层3的上表面制备加热层4，所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方。
33、区域内，如图8所示；0103S5、在制备好的加热层4的上表面，按照步骤S3的方法制备上绝缘层5。0104优选的，为了便于加热层引线，本发明在步骤S5中制备所述上绝缘层时边缘保留若干缺口形成加热层引线窗6，如图9所示。0105可选的，所述单晶硅衬底1的尺寸可以为2寸、4寸或6寸。0106所述的方法还包括在所述S1步骤前，利用酸溶液、有机溶剂和去离子水等溶液对所述单晶硅衬底进行清洗，然后用氮气吹干。0107所述步骤S1中的制备所述多孔硅层2的方法为电化学方法，具体为采用齐纳击穿产生空穴工艺来制备，腐蚀液为5HF溶液，电压为5V。0108可选的，所述多孔硅层2也可以采用光化学腐蚀法、刻蚀法或水热腐蚀。
34、法制备。0109所述步骤S2中的制备二氧化硅薄膜的方法为热氧化方法，制备得到的所述二氧化硅薄膜的厚度为500NM。具体为将具有所述多孔硅层2的单晶硅衬底1使用热氧化工艺退火，温度为1200摄氏度，时间为10小时。0110所述步骤S1中，制备所述多孔硅层2时，所述加热层4落在所述多孔硅层2的正上方区域内，使得所述多孔硅层2能够更稳定地支撑加热层4，有效防止器件受到震动碰撞时因为没有有效支撑而发生的破裂。同时，所述加热层4位于所述多孔硅层2的正上方区域内，还能保证充分的隔热效果。0111为了保证较好的隔热效果，所述步骤S1中制备的多孔硅层2的厚度为100M。多孔硅的隔热效果与孔隙率成正比，当孔隙率。
35、为90时，其热导率可低至1W/MK，因此，本发明实施例2的所述多孔硅层2的孔隙率为90。0112为了保证安全，在所述单晶硅衬底1及所述多孔硅层2上设置下绝缘层3。由于二氧化硅具有较好的绝缘性能，可以用做绝缘层。步骤S3中制备下绝缘层3的方法为在所说明书CN104108677A8/8页10述单晶硅衬底1及所述多孔硅层2上磁控溅射沉积一层二氧化硅，其厚度为100500NM，优选为500NM。0113可选的，所述下绝缘层3也可以是厚度为100800NM的氮化硅膜层。0114可选的，为了使所述加热层4更加稳固地连接到所述下绝缘层3上，在所述下绝缘层3的上表面与所述加热层4对应的位置磁控溅射沉积金属钛，。
36、形成粘接层31，厚度优选为50NM，如图10所示。0115所述步骤S4中制备所述加热层的方法为在所述下绝缘层上匀胶光刻定义出加热层的形状及位置，磁控溅射沉积一层金属铂，采用剥离工艺去除光刻胶，得到金属铂加热丝层。优选的，所述金属铂加热丝层厚度为50200NM，优选为200NM。0116为了保证安全，在所述加热层4上设置上绝缘层5。由于二氧化硅具有较好的绝缘性能，可以用做绝缘层。步骤S5中制备上绝缘层5的方法为在所述加热层4上磁控溅射沉积一层二氧化硅，其厚度为100500NM，本实施例中选为500NM。0117可选的，所述上绝缘层5也可以是厚度为100800NM的氮化硅膜层。0118实施本发明，。
37、可达到以下有益效果01191在单晶硅衬底上设置多孔硅层，由于多孔硅层均匀分布于单晶硅衬底上，受力均匀，因此可以稳定地支撑其上的下绝缘层薄膜，从而有效避免器件受到震动或者碰撞时薄膜状绝缘层发生破裂造成微热板损坏，提高微热板的抗震能力和稳定性，降低对其工作环境的要求。另外，还可以有效避免微热板在高温工作时下绝缘层变形翘曲导致的加热层脱落，从而提高微热板的使用寿命。01202由于多孔硅的孔隙细密，其间的空气流动较慢，使其具有良好的隔热性能。采用多孔硅层作为隔热层，将加热层设置于多孔硅层的正上方区域内，可以起到更好的保温隔热的效果，从而提高微热板的性能。01213在多孔硅层的上表面及孔壁表面覆盖一层二。
38、氧化硅薄膜，可以有效解决暴露在空气中的孔壁热导率较高导致的热量损耗，进一步地降低功耗，增强隔热效果。01224与传统的绝热槽相比，多孔硅层的制备工艺简单，成本低廉，更容易控制，从而可以有效地提升生产效率，降低成本。01235在单晶硅衬底上刻蚀多孔硅层作为隔热层，同时作为支撑层，可以节省微热板的空间，简化微热板的整体结构。01246采用硅基材料作为微热板材料，易于通过MEMS加工技术制作，加工工艺成熟，加工效率高。0125以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。说明书CN104108677A101/4页11图1图2图3说明书附图CN104108677A112/4页12图4图5图6说明书附图CN104108677A123/4页13图7图8图9说明书附图CN104108677A134/4页14图10说明书附图CN104108677A14。