芯片级原子器件MEMS碱金属蒸气腔室制作

• 作者: 尤政 张高飞 阮勇 陈硕 马波
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 微机电系统 阳极键合 原子蒸气腔室 碱金属封装 芯片级原子器件
• 年，卷（期）: 2013,（6）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1440-1446
• 页数: 7页
• 分类号: TN405
• 字数: 2884字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20132106.1440

摘要

提出了基于两步低温阳极键合工艺的碱金属蒸气腔室制作方法,用于实现原子钟、原子磁力计及原子陀螺仪等器件的芯片级集成.由微机电系统(MEMS)体硅工艺制备了腔室结构.首先采用标准工艺将刻蚀有腔室的硅圆片与Pyrex玻璃阳极键合成预成型腔室,然后引入氮缓冲气体和由惰性石蜡包覆的微量碱金属铷或铯.通过两步阳极键合来密封腔室,键合温度低于石蜡燃点198℃.第一步键合预封装腔室,键合电压小于缓冲气体的击穿电压.第二步键合在大气氛围中进行,电压增至1 200 V来增强封装质量.通过高功率激光器局部加热释放碱金属,同时在腔壁上形成均匀的石蜡镀层以延长极化原子寿命.本文实现了160℃的低温阳极键合封装,键合率达到95％以上.封装的碱金属铷释放后仍具有金属光泽,实现的最小双腔室体积为6.5 mm×4.5 mm×2 mm.铷的吸收光谱表明铷有效地封装在腔室中,证明两步低温阳极键合工艺制作碱金属蒸气腔室是可行的.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	尤政	清华大学精密仪器与机械学系	175	1605	21.0	32.0
2	张高飞	清华大学精密仪器与机械学系	34	356	11.0	18.0
3	阮勇	清华大学精密仪器与机械学系	8	44	4.0	6.0
4	陈硕	清华大学精密仪器与机械学系	14	189	4.0	13.0
5	马波	清华大学精密仪器与机械学系	3	12	2.0	3.0