[發明專利]測溫晶圓及其實現方法和測溫系統

有效

• 申請號: 202211523514.6
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN115547946B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 曹曉光;李峰;邵秋新
• 申請（專利權）人: 涌淳半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34;H01L21/66;G01K11/3206
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種測溫晶圓，其特征在于，所述測溫晶圓包括：

晶圓本體，所述晶圓本體的表面設置有連續的線槽，所述線槽在所述晶圓本體的外周邊緣上設置有線槽進口端及線槽出口端；

光柵光纖，所述光柵光纖上設置有若干個預設尺寸的光柵，所述光柵為所述測溫晶圓的測溫單元，用于測溫，所述光柵光纖任意點的曲率半徑大于其所能承受的最小彎折曲率半徑，所述光柵光纖嵌入于所述線槽內，從所述線槽進口端引入，從所述線槽出口端引出，所述光柵光纖的尺寸與所述線槽的尺寸相匹配；所述光柵光纖以螺旋線的排布方式嵌入于所述線槽內；所述線槽包括第一線槽及第二線槽，所述第一線槽自所述線槽進口端向所述晶圓本體表面的內部延伸，所述第一線槽的末端為所述第二線槽的起始端，所述第二線槽呈螺旋線狀排布，所述第二線槽末端為所述線槽出口端，其中，所述第一線槽及所述第二線槽的連接處圓滑相切，所述第一線槽的深度深于所述第二線槽，所述測溫晶圓還包括引入光纖，嵌入于所述第一線槽內，所述光柵光纖嵌入于所述第二線槽內，所述引入光纖與所述光柵光纖連通。

2.根據權利要求1所述的測溫晶圓，其特征在于，所述螺旋線在極坐標下的方程為：r＝a+b×θ，其中，r表示所述螺旋線的曲率半徑，a表示螺旋線的中心，b表示所述螺旋線的疏密程度，θ表示所述螺旋線的曲率。

3.根據權利要求2所述的測溫晶圓，其特征在于：當a＝0時，所述螺旋線的中心位于所述晶圓本體的中心。

4.據權利要求1所述的測溫晶圓，其特征在于：所述晶圓本體的外周邊緣上設置有定位缺口，所述線槽進口端及所述線槽出口端均設置于所述定位缺口處。

5.根據權利要求1所述的測溫晶圓，其特征在于：所述光柵光纖在所述線槽進口端引入所述晶圓本體時，還設置有保護端子。

6.根據權利要求1所述的測溫晶圓，其特征在于：所述線槽進口端以孔的形式設置于所述晶圓本體的厚度方向上，便于引入所述光柵光纖。

7.根據權利要求1所述的測溫晶圓，其特征在于：所述光柵光纖中的所述光柵具有相同或不相同的尺寸。

8.根據權利要求1所述的測溫晶圓，其特征在于：所述光柵光纖的數量大于等于1。

9.一種根據權利要求1～8中任意一項所述的測溫晶圓的實現方法，其特征在于，所述測溫晶圓的實現方法包括：

S1：提供晶圓本體；光柵光纖，所述光柵光纖上設置有若干個預設尺寸的光柵，所述光柵為所述測溫晶圓的測溫單元，所述光柵光纖任意點的曲率半徑大于其所能承受的最小彎折曲率半徑；

S2：于所述晶圓本體表面形成連續的線槽，并于所述晶圓本體的外周邊緣上設置線槽進口端及線槽出口端，其中，所述線槽的尺寸與所述光柵光纖的尺寸相匹配；

S3：于所述線槽進口端將所述光柵光纖引入所述晶圓本體中，于所述線槽出口端將所述光柵光纖引出所述晶圓本體；

S4：獲取所述測溫晶圓的溫度變化范圍，在所述溫度變化范圍內，且包括兩個端點值，每間隔一個預設溫度，測量一個在此溫度下的光柵吸收光譜的中心波長，得到一組對應關系的數組，并建立相應的數值函數關系；

S5：測量所述測溫晶圓需要測溫區域的光柵吸收光譜的中心波長，采用插值法在所述數值函數關系中獲得所述測溫區域的實際溫度。

10.一種測溫晶圓的測溫系統，所述測溫系統包括：

采用上述權利要求1～8中任意一項所述的測溫晶圓；光源及信號分析系統。