吸气剂薄膜结构的制作方法

本发明属于mems设计及制造领域，特别是涉及一种吸气剂薄膜结构。

背景技术：

1、众所周知，某些半导体器件，特别是有些微机电系统(mems：micro electromechanical systems)器件，需要封装在真空环境下工作。比如，具有高速运动(位移或振动或旋转)部件的mems加速度传感器、陀螺仪、真空计等，需要把运动部分封装在比较稳定的真空环境中。再比如，需要有真空腔的mems压力传感器，也需要真空腔内有较高的真空，且其真空度需要保持稳定。另外，一些红外传感器，同样需要把器件封装在真空度较高的真空腔体内。

2、一方面，实现较高真空的封装本身就具有挑战性。因为，在封装过程中，经常会有一些残留气体滞留在真空腔内。为此，常常需要在真空腔内封入吸气剂，在封装的同时激活吸气剂，或者待封装完成后再激活吸气剂，把真空腔内的残留气体吸收掉，实现满足器件工作所需要的较高的真空。吸气剂(getter)，也叫消气剂，在真空科技领域中，是指能够有效吸附和固定某些或某种气体分子的材料。吸气材料通常是多孔结构，当活性气体分子碰撞到清洁的吸气材料表面时，一些气体分子被吸附，这是吸气材料的物理吸附；一些气体分子会与吸气材料进行化学反应形成稳定的固溶物，这是吸气材料的化学吸附。并且气体分子会不断向材料内部扩散，从而达到大量抽除活性气体的目的。一般来讲，吸气剂在表层的吸附效果更佳、吸附更快，所以，吸气剂的表面积越大吸附性能越好(即，可吸附气体量越多，吸附速率越快)。这也是吸气剂要做成多孔材料的原因。薄膜型的吸气剂结构具有占用空间小、容易与器件工艺兼容、便于晶圆级封装、适合量产等优势。

3、然而，现有的吸气剂比表面积较小而导致其吸气性能难以提高。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种吸气剂薄膜结构，用于解决现有技术中吸气剂的比表面积较小而导致其吸气性能难以提高的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种吸气剂薄膜结构，所述吸气剂薄膜结构包括：吸气剂薄层及在所述吸气剂薄层的面内方向延伸的多个连续的孔隙；所述孔隙在所述吸气剂薄层的侧面具有开口。

3、可选地，所述吸气剂薄膜结构包括：n个依次堆叠的吸气剂薄层，其中n≥2，每一个所述吸气剂薄层的面内方向形成有所述孔隙，所述孔隙在所述吸气剂薄层的侧面具有开口。

4、可选地，所述孔隙在所述吸气剂薄层的面内方向贯通所述吸气剂薄层的两侧，以在所述吸气剂薄层的两侧形成开口，从而在所述吸气剂薄层中形成横向通道。

5、可选地，相邻的两个吸气剂薄层中的孔隙在吸气剂薄层面内的投影具有交叉。

6、可选地，相邻的两个吸气剂薄层中的孔隙在吸气剂薄层面内的投影垂直交叉。

7、可选地，所述孔隙在所述吸气剂薄层的面内方向的长度不小于所述吸气剂薄层的厚度。

8、可选地，所述孔隙在所述吸气剂薄层的面内方向的宽度不小于50nm。

9、可选地，所述吸气剂薄层的材料包括zr基非蒸散型吸气剂及ti基非蒸散型吸气剂中的一种。

10、可选地，所述zr基非蒸散型吸气剂包括zr-v-fe、zr-al和zr-mn-fe中的一种，所述ti基非蒸散型吸气剂包括ti-fe-v-mn、ti-mo和ti-zr-ni中的一种。

11、可选地，所述吸气剂薄层的厚度为100nm～1μm。

12、如上所述，本发明的吸气剂薄膜结构，具有以下有益效果：

13、本发明提供一种吸气剂薄膜结构，通过面内方向的空隙形成吸气剂薄膜的横向通道，可以有增加吸气剂薄膜的比表面积，使其吸气能力和速度得到大大提高。另一方面，本发明的吸气剂薄膜结构可以具有足够的机械强度，使用性得到保证。又一方面，对比普通吸气剂薄膜，本发明可以用较少的吸气剂达到同样的吸气效果，从而降低器件整体的成本。

技术特征：

1.一种吸气剂薄膜结构，其特征在于，所述吸气剂薄膜结构包括：

2.权利要求1所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，所述吸气剂薄膜结构包括：n个依次堆叠的吸气剂薄层，其中n≥2，每一个所述吸气剂薄层的面内方向形成有所述孔隙，所述孔隙在所述吸气剂薄层的侧面具有开口。

3.权利要求2所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，所述孔隙在所述吸气剂薄层的面内方向贯通所述吸气剂薄层的两侧，以在所述吸气剂薄层的两侧形成开口，从而在所述吸气剂薄层中形成横向通道。

4.权利要求2所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，相邻的两个吸气剂薄层中的孔隙在吸气剂薄层面内的投影具有交叉。

5.权利要求4所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，相邻的两个吸气剂薄层中的孔隙在吸气剂薄层面内的投影垂直交叉。

6.权利要求1所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，所述孔隙在所述吸气剂薄层的面内方向的长度不小于所述吸气剂薄层的厚度。

7.权利要求1所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，所述孔隙在所述吸气剂薄层的面内方向的宽度不小于50nm。

8.根据权利要求1所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，所述吸气剂薄层的材料包括zr基非蒸散型吸气剂及ti基非蒸散型吸气剂中的一种。

9.根据权利要求8所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，所述zr基非蒸散型吸气剂包括zr-v-fe、zr-al和zr-mn-fe中的一种，所述ti基非蒸散型吸气剂包括ti-fe-v-mn、ti-mo和ti-zr-ni中的一种。

10.根据权利要求1所述的吸气剂薄膜结构，其特征在于，所述吸气剂薄层的厚度为100nm～1μm。

技术总结
本发明提供一种吸气剂薄膜结构，包括：吸气剂薄层及在吸气剂薄层的面内方向延伸的多个连续的孔隙；孔隙在吸气剂薄层的侧面具有开口。本发明通过在薄膜面内方向的空隙形成吸气剂薄膜的横向通道，可以有增加吸气剂薄膜的比表面积，使其吸气能力和速度得到大大提高。该吸气剂薄膜结构可以具有足够的机械强度，使用性得到保证。对比普通吸气剂薄膜，本发明可以用较少的吸气剂达到同样的吸气效果，从而降低器件整体的成本。

技术研发人员：郭松,王诗男,彭鑫林,冯刘昊东,陈朔,季宇成
受保护的技术使用者：上海新微技术研发中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11