一种反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法与流程

技术特征：
1.一种反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，包括以下步骤：对基板加工的步骤：按照预先设计的图形在基板上加工出具有均匀深度的凹槽；制备下热隔层的步骤：对加工出凹槽的基板，通过反应磁控溅射将凹槽填补材料填满到凹槽中，所述凹槽填补材料的导热系数不同于基板材料的导热系数，填满后的凹槽与基板构成下热隔层；制备敏感层的步骤：在下热隔层上采用两步图案化掩膜版进行溅射得到敏感层，所述敏感层包括连接在一起的对称的第一敏感层部分和第二敏感层部分，所述第一敏感层部分和第二敏感层部分的图形均部分位于凹槽表面和部分位于凹槽外的基板表面、并留有对外接线，其中制备第一敏感层部分的材料不同于制备第二敏感层部分的材料、凹槽填补材料和基板材料，制备第二敏感层部分的材料不同于制备第一敏感层部分的材料、凹槽填补材料和基板材料；制备上热隔层的步骤：在敏感层上采用两步图案化掩膜版进行反应磁控溅射得到上热隔层，所述上热隔层包括第一热阻抗层和第二热阻抗层，所述第一热阻抗层的图形与位置与填满后的凹槽相同，所述第二热阻抗层围绕第一热阻抗层并覆盖第一敏感层部分和第二敏感层部分位于凹槽外除对外接线的图形，所述制备第一热阻抗层的材料与基板材料相同，所述制备第二热阻抗层的材料与凹槽填补材料相同。2.如权利要求1所述的反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，所述对基板加工的步骤中，采用激光刻蚀的方法按照预先设计的图形在基板上加工出具有均匀深度的凹槽。3.如权利要求2所述的反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，所述基板为氧化铝材料基板。4.如权利要求1所述的反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，所述激光刻蚀方法的参数为，单脉冲能量为5-80μj，重频为50-150khz 。5.如权利要求3所述的反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，所述凹槽填补材料为二氧化硅。6.如权利要求5所述的反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，所述制备下热隔层的步骤中，反应磁控溅射的参数为硅靶材纯度>4n，背底真空度<8*10-4
pa，氩气与氧气气流比为50：1-1：1，总气压为1.0-4.0pa，溅射功率为20-300w，溅射温度小于400℃，溅射时间在2-24h之间，溅射完成后在550-1500℃空气或氮气气氛下退火5-300min。7.如权利要求5所述的反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，所述第一敏感层部分的材料和第二敏感层部分的材料采用铂和铂铑(10) 。8.如权利要求7所述的反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，所述制备敏感层的步骤中，溅射的参数为铂/铂铑(10)靶材纯度>4n，背底真空度<8*10-4
pa，氩气气压为1.0-3.0pa，溅射功率为20-80w，溅射温度小于300℃，溅射时间在3-20h之间。9.如权利要求7所述的反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法，其特征在于，所述制备上热隔层的步骤中，反应磁控溅射第一上热隔层部分的参数为铝靶材纯度>4n，背底真空度<8*10-4
pa，氩气与氧气气流比为9：1-2：1，总气压为1.5-3.0pa，溅射功率为20-300w，溅射温度小于400℃，溅射时间在2-24h之间，溅射完成后在550-1500℃空气或氮气气氛下退火5-300min，反应磁控溅射第二上热隔层部分的参数为硅靶材纯度>4n，背底真空度<8*10-4
pa，
氩气与氧气气流比为50：1-1：1，总气压为1.0-4.0pa，溅射功率为20-300w，溅射温度小于400℃，溅射时间在2-24h之间，溅射完成后在550-1500℃空气或氮气气氛下退火5-300min。10.一种薄膜热流计，包括下热隔层、上热隔层和位于下热隔层与上热隔层之间的敏感层，其特征在于，采用如权利要求1~9任一所述的方法制备得到。

技术总结
本发明公开了一种反应磁控溅射制备薄膜热流计的方法及其薄膜热流计，先在基板上加工出具有均匀深度的凹槽，然后将凹槽填满得到下热隔层，再在下热隔层上采用两步图案化掩膜版进行溅射得到敏感层，最后在敏感层上采用两步图案化掩膜版进行反应磁控溅射得到上热隔层。本发明制备的薄膜热流计可以有效降低热流计尺寸；具有不同材料的多热隔层，可满足热流方向检测的需求。向检测的需求。


技术研发人员：邓元 王林斌 姜一 张玉蕾 赵未昀
受保护的技术使用者：北京航空航天大学杭州创新研究院
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/1/28