Микрообработка МЭМС‑ячеёк с щелочным паром для чипового атомного часовщика

Разработана технология МЭМС‑атомных ячеек, содержащих пары рубидия или цезия в атмосфере неона в качестве буферного газа. Двухкамерные кремниевые ячейки, включающие оптическую полость, мелкие фильтрационные каналы и технический контейнер для твердого щелочного источника, были реализованы в одноступенчатом процессе анизотропного влажного химического травления. Чтобы предотвратить существенное подмывание фильтрационных каналов при травлении насквозь кремниевых полостей, были рассчитаны формы компенсирующих элементов у выпуклых углов маски из нитрида кремния и экспериментально подобран состав травителя кремния. Запайка ячеек выполнена методом анодного бондирования кремния со стеклом при температуре 250 °C. Для этого использовалось стекло LK5, обладающее повышенной ионной проводимостью по сравнению с обычным Borofloat 33. Лучшие микрообработанные ячейки обеспечили оценку относительной нестабильности частоты резонанса когерентного насыщения уровней (coherent population trapping, CPT) на уровне 5·10^-11 при 1 с.