[发明专利]一种芯片原子钟的MEMS原子腔的制作方法

摘要

本发明公开了一种芯片原子钟的MEMS原子腔的制作方法，利用槽型盖板与硅片形成一个密封腔体，使叠氮化钡BaN₆和氯化铷RbCl反应生成的铷蒸汽与反应残渣分离，得到纯净的铷原子MEMS腔，提高了MEMS原子腔的透光性；通过对阳极键合机内的压强进行精确控制，使阳极键合机内的压强略高于MEMS腔体内压强，保证了在第二层硅‑玻璃阳极键合的过程中铷蒸汽不会泄漏，既保证了MEMS腔体内的充铷量又防止铷原子对键合界面的污染，提高了阳极键合的强度，同时提升了MEMS原子腔的性能。通过采用本发明的制作方法，可以去除MEMS原子腔内的杂质，透光性好，并提高MEMS原子腔的成品率。

主权项

1.一种芯片原子钟的MEMS原子腔的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对硅片进行打孔并清洗；S2、将硅片和第一玻璃片放入阳极键合机进行第一层硅‑玻璃键合，形成硅‑玻璃片；S3、将叠氮化钡和氯化铷的混合溶液滴入硅片最外圈的孔内，并将溶液烘干放入阳极键合机；在所述硅‑玻璃片上盖上槽型盖板，并在槽型盖板与硅‑玻璃片之间垫上垫片，加热并抽真空，使叠氮化钡分解，同时将分解生成的N₂抽走；S4、撤掉垫片，下降顶层压力头，施加压力使硅‑玻璃片与槽型盖板紧密接触形成密封腔体；S5、向阳极键合机腔体内充入氮气，使得硅‑玻璃片与槽型盖板形成的密封腔体内压强小于密封腔体外压强；加热生成铷单质，并使铷蒸汽充满所述密封腔体；S6、迅速降温使铷蒸汽凝华在硅片的孔内；S7、将第二玻璃片放入阳极键合机进行第二层硅‑玻璃键合，形成玻璃‑硅‑玻璃片；S8、切割所述玻璃‑硅‑玻璃片得到MEMS原子腔。