本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，具體涉及一種zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
1、在mems制造過程中，器件內(nèi)部不可避免地會引入多種氣體。這些氣體的存在可能會對mems器件的性能和可靠性產(chǎn)生不利影響。為了維持器件封裝后的真空度，保障其正常工作，吸氣劑的使用變得至關(guān)重要。吸氣劑能夠吸收真空器件中的活性氣體，從而保持所需的真空環(huán)境，確保器件的穩(wěn)定性和可靠性。
2、吸氣劑根據(jù)其類型可以分為蒸散型和非蒸散型吸氣劑（neg）。非蒸散型吸氣劑（neg）薄膜在激活后，通過物理吸附和化學(xué)吸附作用，以及氣體分子在吸氣劑內(nèi)部的擴(kuò)散，實現(xiàn)對活性氣體的吸收。物理吸附是指活性氣體分子與薄膜表面碰撞后被吸附在表面；化學(xué)吸附則是在一定溫度下，氣體分子與吸氣劑原子之間發(fā)生電子交換和轉(zhuǎn)移；而氣體分子在濃度梯度的作用下，會向吸氣劑內(nèi)部擴(kuò)散。這一過程涉及物理吸附、化學(xué)吸附和內(nèi)部擴(kuò)散三個階段。
3、然而，基于過渡金屬合金的neg通常具有較高的活化溫度，范圍在300℃至450℃之間。這種高溫活化過程與某些對溫度敏感的mems器件不兼容。因此，目前的研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向開發(fā)zr基合金體系（例如zrcore、zrvfe）作為替代方案。盡管如此，對于這些多元組分吸氣劑的激活特性，目前主要依賴于定壓法吸氣檢測或殘余氣體質(zhì)譜（rga）進(jìn)行分析。這些方法需要搭建專用的檢測設(shè)備，不僅耗時費(fèi)力，而且屬于破壞性檢測，會對器件造成不可逆的損壞，從而對工藝成本和效率產(chǎn)生制約。
4、此外，現(xiàn)有的檢測方法存在諸多局限性。例如，定壓法吸氣檢測需要復(fù)雜的測試裝置，包括烘烤、升溫激活、降溫通氣測試等多個步驟，且需要將樣品制成小樣放入測試腔內(nèi)，屬于破壞性測試；而殘余氣體質(zhì)譜分析則需要構(gòu)造封裝腔室，涉及光刻、刻蝕和鍵合等繁雜工序，同樣屬于破壞性測試過程。這些方法不僅操作復(fù)雜，而且無法滿足inline在線無損檢測的需求，難以在生產(chǎn)過程中實時監(jiān)控吸氣劑的激活特性，從而影響了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
5、因此，開發(fā)一種通用的、高效、無損且低成本的檢測方法，用于標(biāo)定薄膜吸氣劑的激活特性，對于mems器件的制造和應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。本發(fā)明正是基于這一需求，提出了一種zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于上述表述，本發(fā)明提供了一種zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的需進(jìn)行破壞性的復(fù)雜測試或等到器件封裝后才能檢驗，無法滿足在線無損檢測問題，為mems器件的生產(chǎn)提供一種更為高效、可靠的檢測手段。
2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
3、本發(fā)明提供一種zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，包括以下步驟：
4、s1、在襯底上制備預(yù)設(shè)厚度的zr基合金薄膜吸氣劑，得到含襯底的吸氣薄膜；
5、s2、將所述吸氣薄膜在250~400℃進(jìn)行退火處理；
6、s3、對退火后的吸氣薄膜進(jìn)行xrd物相表征或xps全譜表征，經(jīng)空白對照分析，判斷出退火后的吸氣薄膜具有活性相對應(yīng)的特征峰，即標(biāo)定出zr基薄膜吸氣劑具有激活特性。
7、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
8、進(jìn)一步的，在步驟s3之后，還包括以下步驟：
9、s4、將步驟s3中的對照樣品進(jìn)行定壓法吸氣測試，判斷吸氣薄膜中的活性相生成。
10、進(jìn)一步的，所述zr基合金薄膜吸氣劑的預(yù)設(shè)厚度為1~3μm。
11、進(jìn)一步的，所述zr基合金薄膜吸氣劑為zrcore薄膜吸氣劑。
12、進(jìn)一步的，在xrd物相表征中，所述活性相對應(yīng)的特征峰為zr3co相的衍射峰。
13、進(jìn)一步的，在xps全譜表征中，所述活性相對應(yīng)的特征峰為zr?3d特征峰。
14、進(jìn)一步的，所述退火處理的溫度為300~350℃。
15、進(jìn)一步的，步驟s1中所述在襯底上制備預(yù)設(shè)厚度的zr基合金薄膜吸氣劑，具體包括：
16、s101、對襯底進(jìn)行等離子體預(yù)處理或化學(xué)試劑表面粗糙化；
17、s102、在所述襯底上預(yù)濺射一層50~200nm致密阻擋層，而后在所述致密阻擋層上沉積1~3μm的zr基合金吸氣劑作為主體層。
18、進(jìn)一步的，步驟s102中的所述zr基合金吸氣劑為zrcore、zrvfe和tizrv中的一種。
19、本發(fā)明提供的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：
20、1、開發(fā)高效激活的合金薄膜吸氣劑（與上述需要補(bǔ)充的制備過程對應(yīng)，不是核心，但是有一定的效果，凸顯本專利的完整性）
21、本發(fā)明成功開發(fā)了一種能夠有效激活并滿足慣性mems器件真空度需求的zr基合金薄膜吸氣劑。通過優(yōu)化吸氣劑的材料體系和制備工藝，使其在較低的活化溫度下即可實現(xiàn)高效吸氣性能，從而避免了高溫活化對溫度敏感mems器件造成的潛在損害。這一創(chuàng)新不僅提高了器件的整體性能，還顯著增強(qiáng)了其在實際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性。
22、2、實現(xiàn)在線無損檢測
23、本發(fā)明提出的基于xrd物相表征的簡易標(biāo)定方法，能夠在不破壞吸氣劑和器件的前提下，快速、準(zhǔn)確地檢測zr基薄膜吸氣劑的激活特性。這種方法無需復(fù)雜的設(shè)備搭建，避免了傳統(tǒng)定壓法吸氣檢測和殘余氣體質(zhì)譜分析所需的繁瑣步驟和高昂成本。在線無損檢測的實現(xiàn)，使得吸氣劑的激活狀態(tài)可以在生產(chǎn)過程中實時監(jiān)控，大大提高了檢測效率，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。
24、3、提升工藝調(diào)試效率和生產(chǎn)良率
25、通過xrd物相表征或xps全譜表征，可以快速識別吸氣劑激活后生成的活性相（如zr3co相），從而為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供了直接的反饋。這種即時反饋機(jī)制使得生產(chǎn)過程中能夠迅速調(diào)整工藝條件，確保每一批次的吸氣劑都能達(dá)到理想的激活狀態(tài)。因此，本發(fā)明不僅提高了工藝調(diào)試的效率，還顯著提升了產(chǎn)品的良率，減少了因激活不良導(dǎo)致的次品率，為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
26、4、為mems器件制造提供可靠保障
27、本發(fā)明提出的的zr基薄膜吸氣劑及其激活特性標(biāo)定方法，為慣性mems器件的封裝真空度需求提供了可靠的解決方案。通過確保吸氣劑的有效激活，能夠長期維持器件內(nèi)部的高真空環(huán)境，從而保障mems器件在各種復(fù)雜工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。這對于提高mems器件的整體性能和使用壽命具有重要意義，尤其適用于對真空度和可靠性要求極高的慣性傳感器領(lǐng)域。
28、5、拓展檢測手段的通用性和適用性
29、本發(fā)明的標(biāo)定方法不僅適用于zrcore薄膜吸氣劑，還可以推廣至其他zr基合金體系。通過調(diào)整檢測參數(shù)和工藝條件，該方法能夠為多種類型的吸氣劑提供通用的激活特性檢測手段。這種通用性和適用性的拓展，使得本發(fā)明在mems器件制造及相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，為行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級提供了有力支持。
1.一種zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，在步驟s3之后，還包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，所述zr基合金薄膜吸氣劑的預(yù)設(shè)厚度為1~3μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，所述zr基合金薄膜吸氣劑為zrcore薄膜吸氣劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，在xrd物相表征中，所述活性相對應(yīng)的特征峰為zr3co相的衍射峰。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，在xps全譜表征中，所述活性相對應(yīng)的特征峰為zr?3d特征峰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，所述退火處理的溫度為300~350℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，步驟s1中所述在襯底上制備預(yù)設(shè)厚度的zr基合金薄膜吸氣劑，具體包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的zr基薄膜吸氣劑激活特性的簡易標(biāo)定方法，其特征在于，步驟s102中的所述zr基合金吸氣劑為zrcore、zrvfe和tizrv中的一種。