[發(fā)明專利]一種氣體傳感器的制造方法以及由此制造的氣體傳感器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711237057.3 | 申請日： | 2017-11-30 |
| 公開（公告）號： | CN108107081B | 公開（公告）日： | 2020-07-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張進(jìn);戈肖鴻;俞正寅;龐俊;戴華;張培軍 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所 |
| 主分類號： | G01N27/04 | 分類號： | G01N27/04 |
| 代理公司： | 上海智信專利代理有限公司 31002 | 代理人： | 鄧琪;宋麗榮 |
| 地址： | 200050 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 氣體 傳感器 制造 方法 以及 由此 | ||
1.一種氣體傳感器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1，在硅襯底(1)上生長第一介質(zhì)層(11)，在第一介質(zhì)層(11)上涂第一光刻膠(12)，在第一介質(zhì)層(11)上的保護(hù)區(qū)域內(nèi)對硅襯底(1)進(jìn)行第一次光刻和硅刻蝕，產(chǎn)生硅突出平臺(8)，所述硅突出平臺(8)具有坡度而具有矩形的頂部邊緣(81)和底部邊緣(82)；
S2，在硅突出平臺(8)上淀積作為熱反射層的第一金屬薄膜層(2)，在第一金屬薄膜層(2)上進(jìn)行第二次光刻和第一金屬薄膜層(2)刻蝕，得到矩形的金屬反射層圖形(14)，該金屬反射層圖形(14)位于頂部邊緣(81)的內(nèi)部；
S3，在硅襯底(1)和第一金屬薄膜層(2)上淀積第二介質(zhì)層(3)，在硅突出平臺(8)的第二介質(zhì)層(3)上淀積作為加熱電阻層的第二金屬薄膜層(4)，在第二金屬薄膜層(4)上進(jìn)行第三次光刻和第二金屬薄膜層(4)刻蝕，得到加熱電阻圖形(15)；
S4，在第二介質(zhì)層(3)和第二金屬薄膜層(4)上淀積第三介質(zhì)層(5)，在覆蓋硅突出平臺(8)的第三介質(zhì)層(5)上淀積作為氣敏電阻電極層的第三金屬薄膜層(6)，在第三金屬薄膜層(6)上進(jìn)行第四次光刻和第三金屬薄膜層(6)刻蝕，得到氣敏電阻電極層叉指圖形(16)；
S5，在第三介質(zhì)層(5)和第三金屬薄膜層(6)上涂覆第五光刻膠(13)，在第三金屬薄膜層(6)上進(jìn)行第五次光刻，得到矩形的氣敏電阻區(qū)圖形(17)，而第三介質(zhì)層(5)上的第五光刻膠(13)保留，該氣敏電阻區(qū)圖形(17)位于金屬反射層圖形(14)的內(nèi)部；
S6，在剩余的第五光刻膠(13)和第三金屬薄膜層(6)上淀積第四金屬薄膜層(7)，該第四金屬薄膜層(7)為氧化物氣敏材料層；
S7，利用溶劑將第三介質(zhì)層(5)上的第五光刻膠(13)去除，在第三金屬薄膜層(6)上的氣敏電阻區(qū)圖形(17)的區(qū)域留下第四金屬薄膜層(7)，其它區(qū)域的第四金屬薄膜層(7)隨第五光刻膠(13)的去除而被剝離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述硅襯底(1)為N型或P型硅片；所述第一、第二、第三介質(zhì)層(11，3，5)為氧化硅層或氮化硅層；所述第一、第二、第三金屬薄膜層(2，4，6)為TiW、Ti、或Pt；所述第四金屬薄膜層(7)為SnO2、ZnO、或TiO2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一、第二、第三介質(zhì)層(11，3，5)的厚度介于0.1微米到2微米之間；所述硅突出平臺(8)的厚度介于0.5微米到2微米之間；所述第一、第二、第三金屬薄膜層(2，4，6)的厚度介于10納米至2微米之間；所述第四金屬薄膜層(7)的厚度介于0.1微米至2微米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述淀積通過PECVD、PVD實現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述加熱電阻圖形(15)和氣敏電阻電極層叉指圖形(16)分別由若干平行間隔開的條狀連接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述加熱電阻圖形(15)和氣敏電阻電極層叉指圖形(16)的條紋相互垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法還包括步驟S8，在真空，或氮氣，或其他惰性氣體氣氛下對整個結(jié)構(gòu)退火。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的制造方法得到的氣體傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體傳感器，其特征在于，第二金屬薄膜層(4)及其加熱電阻圖形(15)組成所述氣體傳感器的加熱電阻(Rh)，第三金屬薄膜層(6)及其氣敏電阻電極層叉指圖形(16)組成叉指結(jié)構(gòu)作為所述氣體傳感器的電極，第四金屬薄膜層(7)作為所述氣體傳感器的傳感器電阻(Rs)，以通過加熱電阻(Rh)對該傳感器電阻(Rs)進(jìn)行加熱。
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