The invention discloses a composite structure MEMS micro heating chip and a manufacturing method thereof. The MEMS micro heater chip comprises a supporting frame and suspension composite film is arranged on the supporting frame, the composite film includes sequentially along a predetermined direction under the insulating layer, insulating layer, heating electrode layer, an insulating layer, a heat conducting layer, the test electrode layer and insulating layer, insulating layer is used to heating the electrode layer and the support frame of electrical isolation, heat insulation layer for heating electrode layer and the support frame of thermal isolation, insulation layer is used to test the heating electrode layer and the electrode layer electrical isolation, the insulating layer is used to test the electrode layer and the support frame of electrical isolation. The micro heating chip of the invention has good thermal stability, and the polymer can be used as an insulating layer to improve thermal sensitivity. At the same time, the heating electrode layer and the test electrode layer bonding process can effectively avoid the failure of the device due to the stress of the film in the single preparation process, and improve the yield of the device.
【技术实现步骤摘要】
复合结构的MEMS微加热芯片及其制造方法与应用
本专利技术涉及一种MEMS微加热芯片及其制造方法,特别涉及一种复合结构的多层薄膜微加热芯片及其制造方法与应用,属于半导体微纳加工
技术介绍
微加热芯片具有体积小、加热功率低、响应时间快、热量损耗小、与半导体工艺兼容、易于集成等方面的优点,从而成为微加热传感器中的重要部件,引起国内外的广泛研究,尤其是微型化的微加热芯片,目前广泛应用于气敏传感器、气体流量计、微热量计、红外光源等领域,具有很大的发展潜力。传统的加热芯片的制备方法主要是直接在陶瓷坯料上印刷电阻浆料后,在一定的高温下烘烧,然后再经电极、引线处理后,制备出加热元件。虽然陶瓷加热基片可以在电子保温瓶、保温柜、电热炊具等方面有较多的应用,但是其本身制备工艺带来的功耗高、体积大、加热效率低、不易集成等缺点却难以适应现代化电子器件的发展趋势。因此,近些年来,利用半导体加工技术,尤其是微机电系统加工技术(Micro-Electro-MechanicalSystem,简称MEMS)的迅速发展,对于制备微型化、低功耗和集成化程度高的传感器件起到了至关重要的作用。微机电系统加工技术主要利用半导体技术中的薄膜沉积、掺杂、刻蚀、溅射等工艺,结合MEMS独特的外延、电铸、剥离等工艺,来形成具有一定立体微结构的微型器件。目前利用微机电系统加工技术制备微加热芯片主要有两种方式,一种微加热芯片的制备方法,例如公布号为CN104541161A,专利技术名称为《微热板器件及包括此类微热板器件的传感器》的专利,是在单晶硅衬底直接生长具有一定厚度的氧化硅、氮化硅复合薄膜,然后通 ...
【技术保护点】
一种复合结构的MEMS微加热芯片,其特征在于包括:支撑框架以及悬空设置于所述支撑框架中的复合薄膜,所述复合薄膜包括沿设定方向依次设置的下绝缘层、隔热层、加热电极层、中绝缘层、导热层、测试电极层以及上绝缘层,所述下绝缘层至少用以将加热电极层与支撑框架电学隔离,所述隔热层至少用以将加热电极层与支撑框架热隔离,所述中绝缘层至少用以将加热电极层与测试电极层电学隔离,所述上绝缘层至少用以将测试电极层与支撑框架电学隔离。
【技术特征摘要】
2017.02.10 CN 20171007350161.一种复合结构的MEMS微加热芯片,其特征在于包括:支撑框架以及悬空设置于所述支撑框架中的复合薄膜,所述复合薄膜包括沿设定方向依次设置的下绝缘层、隔热层、加热电极层、中绝缘层、导热层、测试电极层以及上绝缘层,所述下绝缘层至少用以将加热电极层与支撑框架电学隔离,所述隔热层至少用以将加热电极层与支撑框架热隔离,所述中绝缘层至少用以将加热电极层与测试电极层电学隔离,所述上绝缘层至少用以将测试电极层与支撑框架电学隔离。2.根据权利要求1所述的复合结构的MEMS微加热芯片,其特征在于:所述支撑框架内设置有支撑悬臂梁,所述复合薄膜经所述支撑悬臂梁悬空设置于所述支撑框架内;优选的,所述支撑框架包括上支撑框架和下支撑框架,上支撑框架与下支撑框架之间经键合层键合连接;进一步优选的,所述键合层包括相互配合的上键合层和下键合层,所述上键合层与测试电极层连接,所述下键合层与导热层连接;优选的,所述支撑悬臂梁为复数根Y型支撑悬臂梁;优选的,所述支撑框架为单晶硅支撑框架。3.根据权利要求1所述的复合结构的MEMS微加热芯片,其特征在于:所述隔热层与加热电极层之间还经下粘附层连接;和/或,所述导热层与测试电极层之间还经上粘附层连接;和/或,所述下绝缘层延伸覆盖所述支撑框架表面。4.根据权利要求1所述的复合结构的MEMS微加热芯片,其特征在于:所述上绝缘层、中绝缘层或下绝缘层的厚度为100nm~5000nm;优选的,所述上绝缘层、中绝缘层或下绝缘层的材质包括氧化硅、氮化硅、碳化硅中的任意一种或两种以上的组合;优选的,所述下绝缘层由氧化硅/氮化硅复合薄膜组成。5.根据权利要求1所述的复合结构的MEMS微加热芯片,其特征在于:所述加热电极层的厚度为100nm~5000nm;优选的,所述加热电极层为蝴蝶型结构;优选的,所述加热电极层的材质包括Pt、W、MoSi、TiN、多晶硅中的任意一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的复合结构的MEMS微加热芯片,其特征在于:所述隔热层的厚度为100nm~5000nm;优选...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘瑞,李晓波,邓敏,
申请(专利权)人:苏州甫一电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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