用于承载铷原子钟滤光泡的高品质微腔体制备.pdfVIP

106 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2014年 第33卷 第5期 用于承载铷原子钟滤光泡的高品质微腔体制备 ＼ ， 王婷婷 ，曾毅波 ，王盛贵 ，魏秀燕 ，毕瑞可 ，郭 航 ，。 (1．厦门大学 物理与机 电工程学院，福建 厦门361005； 2．厦门大学 萨本栋微米纳米技术研究院，福建 厦f-1361005) 摘 要 ：在芯片级铷原子钟中，需要微腔体来承载Rb-87滤光泡，为此，提出了一种用于制作高品质微腔 体的新技术。为了获得光滑的腔体侧面和避免腐蚀过程中凸角处产生削角现象，研究中采用了超声腐蚀 技术和凸角补偿技术。首先 ，分别在纯 KOH溶液，并结合搅拌和超声等方法，对 (100)硅片进行湿法腐 蚀 ，并运用激光共聚焦扫描显微镜对腐蚀后的{111}表面进行粗糙度测量，表明运用超声腐蚀技术可以获 得光滑的{111}腔体侧面。在此基础上，引入条形掩模凸角补偿方法进行微腔体腐蚀。实验结果表明：在 8O℃、质量分数为3O％KOH、超声频率和功率分别为59kHz和 160W 的溶液中腐蚀，其 {111}腐蚀表面粗 糙度为0．117 m，同时条形的长度取 1200 m时，可以获得平滑规整的微腔体。 关键词：微腔体 ；铷原子钟；各项异性湿法腐蚀 ；超声腐蚀；激光共聚焦扫描显微镜 ；凸角补偿 中图分类号：TH742．64 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2014)05-0106--05 Fabrication 0fhigh-qualitymicro-cavityforfiltercell n 1 ● 1 ● J ● ■ ■ 0trUDlcIlUm at0m lC Cl0CK WANG Ting．ting，，ZENG Yi—bo’，WANG Sheng—gui，WEIXiu—yan’，BIRui．ke，，GUO Hang (1．SchoolofPhysicsandMechanicalandElectricalEngineering，XiamenUniversity，Xiamen361005，China； 2．Pen-TungSahInstituteofMicro／NanoScienceandTechnology，XiamenUniversity，Xiamen361005，China) Abstract：Inchip—scalerubidium atomicclock，the Rb_87 filterisrequired tobeloaded in micro·cavity，SO presentanew technologyforfabricationofthehigh-qualitymicro—cavity．Inordertogainsmoothsidesurfaces，i．e． si(111)plane，ofmicro—cavityandtoavoidundercuttingattheconcavecorner，ultrasonicetchingandconcave cornercompensationtechniquesareused．First，silicon(100)waferiswetetchedinthepureKOHetchingsolution withultrasonicandstirring，andtheroughnessofSi{111}wet—etchedsurfaceismeasuredbylaserscanning confocalmicroscope(LSCM)．Onthisbasis，astripmaskcompen