[發(fā)明專利]一種微型流量傳感器及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910378404.7
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110057415A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶繼方;吳國強
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州新沃微電子有限公司
• 主分類號: G01F1/684
• 分類號: G01F1/684;B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 上海灣谷知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31289
• 代理人: 李曉星

本發(fā)明公開了一種微型流量傳感器，包括：硅襯底；沉積在所述硅襯底上的絕緣層薄膜；沉積在所述絕緣層薄膜上的多晶硅層；由所述多晶硅層刻蝕形成，并位于所述絕緣層薄膜上中央位置的加熱結(jié)構(gòu)；由所述多晶硅層刻蝕形成，并對稱位于所述加熱結(jié)構(gòu)兩側(cè)的兩個熱敏結(jié)構(gòu)的多晶硅部分；沉積在所述絕緣層薄膜上的鋁層；由所述鋁層刻蝕形成，并對稱位于所述加熱結(jié)構(gòu)兩側(cè)的兩個熱敏結(jié)構(gòu)的鋁部分；由所述鋁層刻蝕形成，連接各所述熱敏結(jié)構(gòu)兩端的兩對鋁電極；對所述硅襯底的底部中央進行刻蝕以及腐蝕而形成，并接觸所述絕緣層薄膜底面的多孔硅。從而具有較低的導熱率和相對較高的機械強度。本發(fā)明還公開了微型流量傳感器的制作方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微型流量傳感器及其制作方法。

背景技術(shù)

目前，MEMS(微機電系統(tǒng)，Micro-Electro-Mechanical System)流量傳感器，大都基于薄膜工藝，通過把加熱結(jié)構(gòu)和熱敏結(jié)構(gòu)(如：熱敏電阻、熱電堆等)做在一個薄膜，通過感應流動氣體(或液體)帶來的溫度差，對氣體(或液體)的流速，進行監(jiān)測。

基于薄膜工藝的MEMS流量傳感器，具有較高的靈敏度和較低的功耗，但機械穩(wěn)定性較差。當氣體流速劇烈變化或者通入的氣體壓強變化時，容易導致薄膜產(chǎn)生機械形變，影響器件的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種微型流量傳感器，具有較低的導熱率和相對較高的機械強度。

本發(fā)明的目的之二在于提供微型流量傳感器的制作方法，準確制造該微型流量傳感器。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：

一種微型流量傳感器，包括：

硅襯底；

沉積在所述硅襯底上的絕緣層薄膜；

沉積在所述絕緣層薄膜上的多晶硅層；

由所述多晶硅層刻蝕形成，并位于所述絕緣層薄膜上中央位置的加熱結(jié)構(gòu)；

由所述多晶硅層刻蝕形成，并對稱位于所述加熱結(jié)構(gòu)兩側(cè)的兩個熱敏結(jié)構(gòu)的多晶硅部分；

沉積在所述絕緣層薄膜上的鋁層；

由所述鋁層刻蝕形成，并對稱位于所述加熱結(jié)構(gòu)兩側(cè)的兩個熱敏結(jié)構(gòu)的鋁部分；

由所述鋁層刻蝕形成，連接各所述熱敏結(jié)構(gòu)兩端的兩對鋁電極；以及

對所述硅襯底的底部中央進行刻蝕以及腐蝕而形成，并接觸所述絕緣層薄膜底面的多孔硅。

優(yōu)選的，還包括：覆蓋在所述絕緣層薄膜、所述多晶硅層以及所述鋁層上的上絕緣層。

優(yōu)選的，所述絕緣層薄膜的材料為氮化硅或者二氧化硅。

優(yōu)選的，所述多晶硅層為P型參雜的多晶硅。

優(yōu)選的，所述熱敏結(jié)構(gòu)由多個首尾相接的熱電偶構(gòu)成，每個熱電偶包括首端的鋁條和尾端的多晶硅條，鋁條和多晶硅條相連接。

一種微型流量傳感器的制作方法，包括：

利用低壓力化學氣相沉積法在硅襯底上沉積絕緣層薄膜；

利用低壓力化學氣相沉積法在絕緣層薄膜上沉積多晶硅層，并對多晶硅層進行P型參雜和刻蝕，形成位于絕緣層薄膜上中央位置的加熱結(jié)構(gòu)以及位于加熱結(jié)構(gòu)兩側(cè)的兩個熱敏結(jié)構(gòu)的多晶硅部分；

利用物理氣相沉積或金屬濺射的方法，在絕緣層薄膜上沉積鋁層，并進行刻蝕，形成位于所述加熱結(jié)構(gòu)兩側(cè)的兩個熱敏結(jié)構(gòu)的鋁部分，以及形成連接各所述熱敏結(jié)構(gòu)兩端的兩對鋁電極；

對所述硅襯底的底部中央進行刻蝕以及腐蝕，形成接觸所述絕緣層薄膜底面的多孔硅。