[发明专利]一种温度传感宽场探头的制作方法

说明书

本发明涉及激光宽场成像传感技术领域，方案公开了为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种温度传感宽场探头的制作方法，包含以下步骤：制作成型模具；在成型模具内铺设含NV色心的金刚石颗粒；将初始为流体状态的基板原材料加入成型模具内，使其覆盖金刚石颗粒；基板原材料经固化后成为固态的基板，同时金刚石颗粒嵌入基板的下侧面；基板连同金刚石颗粒经脱模后从成型模具中取出；本发明提出的制作方法，能够快速将批量的含NV金刚石颗粒连接在基板上，并能够有效保证金刚石颗粒的探测端同处于一个探测面内。

技术领域

本发明涉及激光宽场成像传感技术领域，具体涉及到一种温度传感宽场探头的制作方法。

背景技术

在近些年来，电子线路集成度不断提高，并且许多的电路装配在一个芯片内，相应的功耗与电路的规模成比例地增加，在这样的情况下，芯片温度上升，并且最严重情况可以导致芯片烧毁。为了避免这种情况发生，要求检测半导体装置的芯片温度，并控制半导体装置系统，从而保护芯片。并且半导体芯片的局域温度也是很重的指标，局部的温度过高会导致该模块功能的损耗。因此如何实现芯片温度的计算和局域范围内芯片温度梯度的扫描是急需解决的问题。

现阶段，为了得到更高灵敏度和测量精度的传感器，研究者们已经将重心转移到了量子物理的概念和技术上，其中利用电子自旋进行的磁场测量、温度信息检测的研究取得了较大进展。利用金刚石氮空位中心（NV色心）的电子自旋顺磁特性和光学性质，在外加激光和微波的作用下，可以实现超高灵敏度磁场测量。同时，将NV色心金刚石作为温度传感器的敏感元件，在外加激光、微波和给定磁场的多物理场的作用下，通过测量NV色心的光探测磁共振谱（ODMR谱）可以实现温度测量。目前研究的NV色心电子自旋主要有两类：单NV色心电子自旋和系综NV色心。其中，利用高浓度、高均匀度的NV色心金刚石作为敏感元件具有较高的信噪比和更高的灵敏度和测量精度。

然而目前，利用NV色心进行温度测量的技术为点对点的测量方式，即通过小颗粒的NV色心金刚石逐点对芯片表面进行测量，然而这种测量方式速度极慢，不利于快速得出芯片温度数据，为了提高检测效率，大尺寸NV金刚石探头（宽场探头）的研究正兴起，然而现有基于NV色心的宽场探头制作方法较为单一（可制作大尺寸的金刚石薄膜），难以满足多样性的探头制作。

基于此，本发明设计了一种新型温度传感宽场探头的制作方法。

发明内容

本发明提出了一种温度传感宽场探头的制作方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种温度传感宽场探头的制作方法，包含以下步骤：

S1、制作成型模具；

S2、在成型模具内铺设含NV色心的金刚石颗粒；

S3、将初始为流体状态的基板原材料加入成型模具内，使其覆盖金刚石颗粒；

S4、基板原材料经固化后成为固态的基板，同时金刚石颗粒嵌入基板的下侧面；

S5、基板连同金刚石颗粒经脱模后从成型模具中取出。

优选的，基板经过脱模取出后，在基板的上侧面设置增透膜，并在下侧面设置反射隔热涂料层。

优选的，在基板下侧面设置反射隔热涂料层后，使用研磨平台擦拭基板下侧面，使金刚石颗粒探测端上的反射隔热涂料被擦除。

优选的，所述成型模具的内腔底面上均匀分布有金刚石颗粒定位槽，所有金刚石颗粒定位槽的底面均趋近于同一水平面，且误差不大于0.1mm。

优选的，所述金刚石颗粒定位槽呈圆台状，该圆台的母线与底面的夹角为30°~70°，且金刚石颗粒定位槽的槽底为窄面，槽口为宽面。

优选的，所述成型模具的内腔底面的平整度不大于0.1mm。