芯片级铯原子钟MEMS气室的气密性封装

为适应芯片级原子钟(CSAC)微型化和高精度的发展趋势,介绍了一种面向CSAC微型系统的碱金属原子气室的微电子机械系统(MEMS)工艺流程,设计了一种能够提供光反应所需的碱金属原子气氛且气密性好的气室结构,氦气真空泄漏率小于5.0×10-9 Pa·cm3/s.采用L-Edit软件设计掩膜版,通过光刻工艺在光刻胶上制作所需图形,采用感应耦合等离子体刻蚀(ICPE)法将结构转移到硅片表面,刻蚀出微通道和两个腔室,其中一个腔室为反应腔,另一个为光学腔.通过低温阳极键合工艺封装原子气室,划片后即可得到玻璃-硅-玻璃三明治结构的气室.按照GJB 548A-96标准(方法1014.2密封)的相关规定对MEMS气室先后进行了氦气细检和氟油粗检,测试结果验证了工艺的适用性,成品率达到96.08％.同时,搭建实验平台,测试了吸收谱线,得到了良好的谱线图.