[發(fā)明專利]一種用于多物理量測量的傳感器芯片及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410264349.6 | 申請日： | 2014-06-13 |
| 公開（公告）號： | CN104034454A | 公開（公告）日： | 2014-09-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 薛松生;沈衛(wèi)鋒;豐立賢 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇多維科技有限公司 |
| 主分類號： | G01L1/22 | 分類號： | G01L1/22;G01L9/04;G01N27/04;G01N27/22;G01K7/16 |
| 代理公司： | 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司 32103 | 代理人： | 李艷;孫仿衛(wèi) |
| 地址： | 215600 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 物理量 測量 傳感器 芯片 及其 制備 方法 | ||
1.一種用于多物理量測量的傳感器芯片，其特征在于，包括一基片，所述基片上集成設(shè)置有位于不同位置的溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器中的至少兩種傳感器，所述基片背部還開設(shè)有一微腔，所述微腔位于對應所述壓力傳感器的位置處；
所述壓力傳感器包含有一惠斯通電橋，所述電橋由偶數(shù)個第一電阻元件電連接構(gòu)成；
所述溫度傳感器包含有多個電連接的第三電阻元件，其中部分第三電阻元件構(gòu)成了調(diào)阻電路；
所述濕度傳感器包含有偶數(shù)個構(gòu)成插指結(jié)構(gòu)的第二電阻元件，所述插指結(jié)構(gòu)上覆蓋有吸濕材料，或，
所述濕度傳感器包含有上下兩個電極板，所述電極板上開設(shè)有多個小孔，并在所述上下兩個電極板之間填充有濕敏材料；
所述溫度傳感器位于所述壓力傳感器和/或所述濕度傳感器的周圍；
所述第一電阻元件、所述第二電阻元件、所述第三電阻元件以及所述電極板的制作材料相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多物理量測量的傳感器芯片，其特征在于，所述惠斯通電橋為半橋或全橋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于多物理量測量的傳感器芯片，其特征在于，所述全橋包含有四個第一電阻元件，其中兩個第一電阻元件對應位于所述微腔的中心，另外兩個第一電阻元件分別對應位于所述微腔的兩個對稱邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于多物理量測量的傳感器芯片，其特征在于，所述半橋包含有兩個第一電阻元件，所述兩個第一電阻元件分別對應位于所述微腔的中心和邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多物理量測量的傳感器芯片，其特征在于，在所述基片上集成有ASIC芯片，所述溫度傳感器集成于所述ASIC芯片上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多物理量測量的傳感器芯片，其特征在于，所述第一電阻元件、所述第二電阻元件、所述第三電阻元件的形狀為蛇形或螺旋形；或，所述第一電阻元件、所述第三電阻元件的形狀為蛇形或螺旋形，所述電極板的形狀為正方形、長方形或圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多物理量測量的傳感器芯片，其特征在于,所述第一電阻元件、所述第二電阻元件、所述第三電阻元件以及所述電極板的制作材料中包含有敏感電阻材料薄膜，所述敏感電阻材料薄膜的厚度為500～10000埃。
8.一種用于多物理量測量的傳感器芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)對一基片進行表面清潔，然后在所述基片上沉積一層彈性薄膜；
(2)在所述彈性薄膜上濺射一層敏感電阻材料薄膜，將所述敏感電阻材料薄膜圖形化形成壓力傳感器中的第一電阻元件、濕度傳感器中的第二電阻元件以及溫度傳感器中的第三電阻元件；
(3)調(diào)整所述第三電阻元件的電阻至其規(guī)定值，然后在所有電阻元件上方沉積一保護層，將所述保護層開窗露出用于構(gòu)建連接電極和涂覆吸濕材料的覆蓋位；
(4)對所述基片的背部進行研磨，然后在所述基片背部對應所述壓力傳感器的位置處刻蝕出微腔；
(5)在所述基片上對應所述濕度傳感器位置處涂覆吸濕材料；
(6)構(gòu)建連接電極并在各元件之間進行布線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于多物理量測量的傳感器芯片的制備方法，其特征在于，將所述基片的背面鍵合有一玻璃片，將所述微腔密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于多物理量測量的傳感器芯片的制備方法，其特征在于，在所述玻璃片上對應所述微腔的位置處進行開孔聯(lián)通外界待測電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于多物理量測量的傳感器芯片的制備方法，其特征在于，所述微腔真空密封，或在密封的所述微腔內(nèi)充有一個大氣壓力的干燥空氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項所述的用于多物理量測量的傳感器芯片的制備方法，其特征在于，所述基片的材質(zhì)為硅、砷化鎵、磷化銦、氧化鋁、藍寶石、氮化鋁、碳化硅、氮化硅、17-4PH、Ni-Span、Ni-Span?C?alloy902或X17U4Steel。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項所述的用于多物理量測量的傳感器芯片的制備方法，其特征在于，所述彈性薄膜的材料包括SiN,SiOx,SiOxNy,Al2O3,SiC,17-4PH,Ni-Span?C?alloy902,X17U4Steel或聚酰亞胺。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項所述的用于多物理量測量的傳感器芯片的制備方法，其特征在于，所述敏感電阻材料薄膜包括AMR,GMR,TMR,鉑金、金、錳、鎳、鎳鉻合金、鎳金合金、鎳鉻硅合金、鉛鉻合金、鉑銥合金、摻雜硅、多晶硅或摻雜多晶硅。
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