[發明專利]溫度傳感器制備方法及溫度傳感器

在審

• 申請號: 201810989109.0
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN110862063A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 蘇佳樂;張新偉;周國平;夏長奉
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B1/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

本發明涉及一種溫度傳感器制備方法，包括：在硅片形成若干溝槽；熱退火使若干溝槽變形后相互連通形成一空腔，且硅片在空腔上方連接起來，將空腔封閉；氧化空腔上部的硅片得到氧化硅薄膜；在氧化硅薄膜上形成測溫單元。通過該制備方法得到的溫度傳感器，其氧化硅薄膜與硅之間形成有空腔，可通過空腔隔離，無需通過深刻蝕工藝將多余的硅刻蝕掉，因此節省了制備時間，節約了制備成本。本發明還涉及一種溫度傳感器。

技術領域

本發明涉及溫度傳感器領域，特別是涉及一種溫度傳感器制備方法及溫度傳感器。

背景技術

溫度傳感器包括測溫單元和承載該測溫單元的基底。溫度傳感器通常以導熱率低的材料做基底，如在二氧化硅上淀積測溫材料形成溫度傳感器。在工藝制程中，通過氧化硅片以在硅片表面生產一層二氧化硅，其中，二氧化硅的導熱率較低，但是硅的導熱率較高，為避免通過基底下部的硅導熱，通常還需通過深槽刻蝕的方式對氧化硅層背面的硅進行刻蝕，如通過氫氧化鉀的刻蝕液進行濕法刻蝕，也可用深反應離子刻蝕(Deep Reactive IonEtching)工藝進行干法刻蝕。無論是濕法刻蝕還是干法刻蝕，其工藝時間都會較長且成本較高。

發明內容

基于此，有必要針對傳統技術中溫度傳感器以二氧化硅為基底時獲取基底的工藝時間較長且成本較高的問題，提出了一種新的溫度傳感器制備方法。

一種溫度傳感器制備方法，包括：

在硅片形成若干溝槽；

熱退火使所述若干溝槽變形后相互連通形成一空腔，且所述硅片在所述空腔上方連接起來，將所述空腔封閉；

氧化所述空腔上部的硅片得到氧化硅薄膜；

在所述氧化硅薄膜上形成測溫單元，所述測溫單元用于感測環境溫度。

上述溫度傳感器制備方法，先通過刻蝕在硅片上形成若干溝槽，再在高溫環境下進行退火，由于高溫環境下硅原子會發生遷移，硅原子發生遷移后硅片內部的結構會發生改變，之前的若干溝槽會相互連通以在硅片內部形成一空腔結構。氧化空腔上部的硅片部分可以得到所需的氧化硅薄膜，然后在氧化硅薄膜上淀積測溫材料形成測溫單元，測溫單元用于感測環境溫度，從而得到溫度傳感器。通過本方案得到的溫度傳感器，其基底包含一空腔以及位于空腔上部的氧化硅薄膜和位于空腔下部的硅，即氧化硅薄膜和硅通過空腔隔開，基底下部的硅不會影響上部氧化硅的隔熱效果，因此無需通過刻蝕工藝將基底下部的硅刻蝕掉，從而大大縮短產品制備的時間，且節約了成本。

在其中一個實施例中，所述溝槽的寬度范圍為0.6μm～1μm，所述溝槽的深度范圍為1μm～10μm，所述相鄰溝槽之間的間隔范圍為0.6μm～1μm。

在其中一個實施例中，所述熱退火具體為在氫氣環境中熱退火，所述熱退火的溫度為1000℃。

在其中一個實施例中，在得到所述氧化硅薄膜后還包括在所述氧化硅薄膜上形成氮化硅薄膜或者聚酰亞胺薄膜。

在其中一個實施例中，在所述氧化硅薄膜上形成測溫單元具體為：

在所述氧化硅薄膜上淀積一層第一金屬層，所述第一金屬層為金屬鉑層，所述金屬鉑層呈連續弓字形結構；

在所述金屬鉑層最外側兩端各淀積一層第二金屬層，用于引出所述溫度傳感器的輸出端子。

在其中一個實施例中，在所述氧化硅薄膜上形成測溫單元具體為：

在所述氧化硅薄膜上淀積一層多晶硅層，所述多晶硅層包括并排且間隔設置的N型多晶硅條和P型多晶硅條；

在所述多晶硅上淀積第三金屬層，所述第三金屬層包括位于相鄰多晶硅條之間的第一金屬結構，所述N型多晶硅條和P型多晶硅條通過所述第一金屬結構串聯，所述第三金屬層還包括位于所述多晶硅層最外側兩端的第二金屬結構，用于引出所述溫度傳感器的輸出端子。