[發明專利]空氣流量傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 201610591544.9
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN107655534A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 繆建民;陳欣悅
• 申請（專利權）人: 上海微聯傳感科技有限公司
• 主分類號: G01F1/69
• 分類號: G01F1/69
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆,胡彬

技術領域

本發明實施例涉及半導體技術，尤其涉及一種空氣流量傳感器及其制造方法。

背景技術

空氣流量計是將吸入的空氣流量轉換成電信號的器具。空氣流量計的工作原理是通過測量空氣流經發熱電阻所產生的發熱電阻周圍空氣的溫度差，并按照預設的溫度差與空氣流量的對應關系，確定當前的流入的空氣量。在空氣流量計中包含用于測量溫度差的空氣流量傳感器和計算電路。

在汽車等內燃機的電子控制系統中，空氣流量傳感器用于提供幫助計算流入空氣量的溫度差。由于汽車使用環境較為惡劣，車輛的震動等機械干擾易導致空氣流量傳感器中的測量電路被震壞。為此，目前空氣流量傳感器中測量電路通常較短。較短的測量電路使得量程和精度都受限。

因此，需要對現有技術進行改進。

發明內容

本發明提供一種空氣流量傳感器及其制造方法，以解決現有技術中測量電路的精度與環境適應能力不可兼得的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種空氣流量傳感器，包括：半導體襯底；在所述半導體襯底上面設有隔熱的絕緣層；在所述絕緣層上依次設有環境空氣測溫電阻、上游測溫電阻、發熱電阻和下游測溫電阻；分別與所述環境空氣測溫電阻、上游測溫電阻、發熱電阻和下游測溫電阻獨立連接的多個端子電極；其中，將所述半導體襯底對應所述上游測溫電阻、發熱電阻和下游測溫電阻的區域作為流量測量區，所述半導體襯底對應所述流量測量區的底部具有空腔，在所述空腔內設有支撐結構。

第二方面，本發明實施例還提供了一種空氣流量傳感器的制造方法，包括：在半導體襯底的上面生長第一絕緣層；在所述第一絕緣層上形成圖案化的第一金屬層，環境空氣測溫電阻、上游測溫電阻、發熱電阻和下游測溫電阻，以及分別與所述環境空氣測溫電阻、上游測溫電阻、發熱電阻和下游測溫電阻單獨連接的端子電極由圖案化后的第一金屬層構成；將所述半導體襯底下面對應所述上游測溫電阻、發熱電阻和下游測溫電阻的區域進行圖案化的鏤空，以得到流量測量區，其中，所得到的腔體具有支撐結構。

本發明通過在流量測量區的邊緣設置支撐結構，能夠有效增加流量測量區的面積，進而使得位于流量測量區的上下游測溫電阻能夠測得更為準確的溫度差。本實施例不僅解決了在惡劣環境下，空氣流量傳感器受外界顛簸而易損壞的問題，還解決了現有空氣流量傳感器的測量范圍和精度無法匹配汽車設計需要的問題。

附圖說明

圖1是本發明實施例一中的空氣流量傳感器的結構示意圖；

圖2是本發明實施例二中的空氣流量傳感器在A-20的橫截面結構示意圖；

圖3是本發明實施例三中的空氣流量傳感器在A-30的橫截面結構示意圖；

圖4是本發明實施例三中的空氣流量傳感器的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。

需要說明的是，本發明各實施例中所述的上方向為沿紙面指向頁眉方向，下方向為沿紙面指向頁腳方向，左方向為用戶面對紙面時的左側方向，右方向為用戶面對紙面時的右側方向，前方向為垂直紙面指向用戶方向，后方向為垂直紙面背對用戶方向。

實施例一

圖1為本發明實施例一提供的空氣流量傳感器的結構示意圖，本實施例可適用于汽車的電子控制系統，所述電子控制系統利用所述傳感器所提供的溫度差來確定當前的空氣流量的情況。所述空氣流量傳感器具體包括：半導體襯底11、絕緣層12、環境空氣測溫電阻18、上游測溫電阻17、發熱電阻16和下游測溫電阻14、對應各電阻的端子電極13。

所述半導體襯底11為所述傳感器的基底，其舉例為單晶硅材料，其厚度在[300,500]μm。在所述半導體襯底11上生長隔熱的絕緣層12。所述絕緣層12舉例但不限制為：氧化硅、氮化硅等。為了提高隔熱效果，所述絕緣層12優選為氧化硅。所述絕緣層12的厚度在[1,2]μm。