[發(fā)明專利]一種熱膜風速風向傳感器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410344604.8
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104155472A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祁明鋒;張珽;劉瑞;沈方平;丁海燕;谷文
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州能斯達電子科技有限公司
• 主分類號: G01P5/10
• 分類號: G01P5/10;G01P13/02;B81C1/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

1.一種熱膜風速風向傳感器，其特征在于，包括：襯底(1)、絕緣層(2)、測溫元件(3)和加熱元件(4)；所述襯底(1)的上表面形成有一定深度的多孔硅隔熱層(5)，且所述多孔硅隔熱層(5)的上表面與所述襯底(1)的上表面平齊；所述多孔硅隔熱層(5)的上表面和孔壁(12)表面形成有二氧化硅薄膜層(13)；所述絕緣層(2)貼覆在所述襯底(1)上表面；所述測溫元件(3)和加熱元件(4)設(shè)置于所述絕緣層(2)上表面，二者均為單晶硅材質(zhì)；所述測溫元件(3)和加熱元件(4)位于所述多孔硅隔熱層(5)正上方所對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱膜風速風向傳感器，其特征在于，所述襯底(1)由100晶向單晶硅制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱膜風速風向傳感器，其特征在于，所述多孔硅隔熱層(5)的厚度為20-100μm；所述二氧化硅薄膜層(13)的厚度為50-200nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的熱膜風速風向傳感器，其特征在于，所述絕緣層(2)包括二氧化硅層(6)和氮化硅層(7)；所述二氧化硅層(6)貼覆在所述襯底(1)的上表面，所述氮化硅層(7)覆蓋在所述二氧化硅層(6)的上表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱膜風速風向傳感器，其特征在于，所述測溫元件(3)和加熱元件(4)之間設(shè)置有ICP槽(14)。

6.一種熱膜風速風向傳感器的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

S1：選取硅片作為襯底(1)；

S2：在所述襯底(1)的上表面以腐蝕的方法制備一定厚度的多孔硅隔熱層(5)；

S3：所述多孔硅隔熱層(5)的上表面和孔壁(12)表面形成二氧化硅薄膜層(13)；

S4：采用氣相沉積的方法，在所述襯底(1)的上表面制備絕緣層(2)；

S5：采用氣相沉積的方法，在所述絕緣層(2)的上表面形成多晶硅層(10)，并通過光刻所述多晶硅層(10)制作形成加熱元件(4)和測溫元件(3)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱膜風速風向傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括以下步驟：

S6：采用ICP硅深槽刻蝕技術(shù)，在所述測溫元件(3)和加熱元件(4)之間制作形成ICP槽(14)；

S7：采用磁控濺射的方法，在所述多晶硅層的上表面濺射形成金屬層(11)，并通過進行光刻、刻蝕、去膠形成金屬電極(8)；

S8：采用氣相沉積的方法，在步驟S7所得上表面上制備一定厚度的碳化硅層(9)，通過進行光刻、刻蝕、去膠形成壓焊區(qū)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的熱膜風速風向傳感器的制備方法，其特征在于，所述襯底(1)由100晶向單晶硅片制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱膜風速風向傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中制備有一定厚度的多孔硅隔熱層(5)，其具體步驟為：首先在所述襯底(1)上表面涂膠，然后用光刻機對硅片光刻去膠，再通過腐蝕形成多孔硅結(jié)構(gòu)，作為隔熱層；所述腐蝕形成多孔硅結(jié)構(gòu)的具體方法為濕法腐蝕中的電化學方法、化學腐蝕法、刻蝕法或水熱腐蝕法，或者為干法腐蝕中的等離子體腐蝕法；所述多孔硅隔熱層(5)的厚度為20-100μm；所述步驟S3中制備二氧化硅薄膜層(13)的具體方法為采用熱氧化工藝在所述多孔硅隔熱層(5)的上表面和孔壁(12)表面氧化形成二氧化硅薄膜層(13)；所述二氧化硅薄膜層(13)厚度為50-200nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的熱膜風速風向傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中制備絕緣層的具體步驟為：首先在所述襯底(1)的上表面制備二氧化硅層(6)，再采用化學氣相沉積的方法，在所述二氧化硅層(6)的上表面制備氮化硅層(7)。