[发明专利]一种三明治结构MEMS圆柱形离子阱、制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种三明治结构MEMS圆柱形离子阱、制备方法及应用，其特征在于所述的圆柱形离子阱由两个端盖电极硅片与圆柱形电极硅片分两次键合形成一体式结构。所述一体式结构是由三个硅片通过两次键合而成，其中上下层两个硅片是端盖电极，通过湿法腐蚀、硅深刻蚀以及溅射金属等工艺制备，中间层硅片是圆柱形电极，通过刻蚀通孔以及溅射金属等工艺形成。本发明工艺步骤少，工艺难度较低，成品率高，在质谱仪微小型化领域有着广泛的应用前景。可望应用于微小型质谱仪，检测不明危险物的检测、野外实时分析、密闭环境的检测或工业多点轮测。

主权项

一种三明治结构圆柱形离子阱，其特征在于由两个端盖电极硅片与圆柱形电极硅片分两次键合形成一体式结构，制备所述的三明治结构圆柱形离子阱的方法至少包括：1)首先在提供的一硅基板制备出圆柱形电极；2)然后在提供的另一硅基板制备出端盖电极；3)最终在圆柱形电极两侧分别键合一个端盖电极；步骤1)包括以下步骤：1‐1)提供一包括硅基体的基板，使用深反应离子刻蚀技术刻蚀出圆柱形通孔；1‑2)硅片热氧化形成绝缘层，硅片正反两面溅射金属薄膜层，制成圆柱形电极；步骤2)包括以下步骤：2‑1)提供一包括硅基体的基板，在硅片背面腐蚀出深度为5‑20μm的浅凹槽，正面的相应位置腐蚀深度为300‑310μm的深凹槽；2‑2)采用深反应离子刻蚀技术或激光打孔工艺从背面凹槽中心位置打穿，形成端盖电极中心的开口以及圆柱形电极的引出口；2‑3)硅片热氧化形成绝缘层，并且在正反两面溅射金属薄膜层；2‑4)在硅片正面刻蚀出端盖电极以及圆柱形电极引出电极的结构；2‑5)在硅片反面刻蚀端盖电极以及圆柱形电极的绝缘结构，此时端盖电极制备已经完成；步骤3)：在步骤1)制作的圆柱形电极的硅片两侧采用金金键合分别键合一块由步骤2)制备的端盖电极的硅片。