微热导检测器制造技术

本实用新型专利技术提供一种微热导检测器：所述微热导检测器具有三明治结构，从下而上依次是玻璃衬底、带微沟槽的SOI硅片和带微沟道的玻璃；交叉网状结构制作于SOI硅片表面并悬浮于微通道之中，其结构包括SOI硅片的顶层硅、由两层氧化硅/氮化硅薄膜所保护的热敏电阻；关键工艺包括刻蚀SOI硅片的衬底硅、埋氧层释放交叉网状结构，通过两次静电键合完成微热导检测器芯片的制作。本实用新型专利技术以SOI硅片顶层硅为热敏电阻的主要支撑层，与高掺杂硅相比较，顶层硅中晶格完整，缺陷少，作为支撑层具有更好的机械强度，且其厚度可根据性能要求灵活选择。本实用新型专利技术减小了交叉网状结构的形变，大大提高了热敏电阻支撑结构的强度及稳定性。

Micro heat conductivity detector

The utility model provides a micro thermal conductivity detector: the micro thermal conductivity detector has a sandwich structure, from the bottom to the top is the glass substrate, with the micro channel and micro channel with SOI silicon glass; cross mesh structure fabricated on the SOI wafer surface and suspended in the micro channel, the top silicon thermistor and its structure including the SOI wafer protected by two layers of silicon oxide / silicon nitride thin film; the key process includes etching of SOI wafer silicon substrate, a buried oxide layer release cross mesh structure, through electrostatic bonding two together made micro thermal conductivity detector chip. The utility model uses SOI silicon top silicon thermistor as main support layer, compared with the highly doped silicon, silicon layer in a complete lattice, less defect, mechanical strength as support layer has better, and the thickness can be chosen flexibly according to performance requirements. The utility model reduces the deformation of the crossed reticular structure, and greatly improves the strength and stability of the thermistor supporting structure.

【技术实现步骤摘要】
微热导检测器
本技术属于微电子机械系统领域，特别是涉及一种微热导检测器及其制作方法。
技术介绍
热导检测器是气相色谱仪的一种重要的检测器，这种检测器只对被检测气体的浓度敏感，几乎对所有气体都响应。传统的气相色谱仪热导检测器一般采用不锈钢或陶瓷加工而成，体积大、重量重，功耗大、更重要的是由于加工技术制约，传统热导检测器一般都具有较大的死体积，约几十至几百微升，这限制了热导检测器检测下限的降低。随着MEMS(Micro-electro-mechanicalsystem)技术的发展，采用MEMS技术设计、制作的微热导检测器芯片具有体积小、重量轻、功耗小等优点，更为重要的是基于MEMS技术制作的热导检测器的死体积大为降低(一般小于1微升，为纳升量级)，其检测下限可达几个ppm甚至小于1ppm。在现有的微热导检测器技术方案中，热敏电阻制作于支撑层上并悬浮于微沟道之中，但存在几个问题：1、热敏电阻的支撑层一般为氮化硅单层膜或氮化硅/氧化硅复合膜结构，由于应力过大或失配问题，释放后的结构会发生断裂、较大变形、塌陷等问题，这种支撑结构稳定性差、易受气流影响。2、基于氢氧化钾(KOH)各向异性腐蚀或两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微热导检测器，其特征在于：包括：SOI硅片，包括衬底硅、埋氧层以及顶层硅，所述SOI硅片中形成有微沟槽结构；由顶层硅‑第一介质薄膜‑热敏电阻‑第二介质薄膜形成的图形化堆叠结构，悬挂于所述SOI硅片的微沟槽结构中；带有微沟道的玻璃片，键合于所述SOI硅片的顶层硅，且使得所述图形化堆叠结构位于所述微沟道内；玻璃衬底，键合于所述SOI硅片的衬底硅。

【技术特征摘要】
1.一种微热导检测器，其特征在于：包括：SOI硅片，包括衬底硅、埋氧层以及顶层硅，所述SOI硅片中形成有微沟槽结构；由顶层硅-第一介质薄膜-热敏电阻-第二介质薄膜形成的图形化堆叠结构，悬挂于所述SOI硅片的微沟槽结构中；带有微沟道的玻璃片，键合于所述SOI硅片的顶层硅，且使得所述图形化堆叠结构位于所述微沟道内；玻璃衬底，键合于所述SOI硅片的衬底硅。2.根据权利要求1所述的微热导检测器，其特征在于：所述图形化堆叠结构的侧壁覆盖有第二介质薄膜。3.根据权利要求1所述的微热导检测器，其特征在于：所述SOI硅片的顶层硅中还形成有焊盘凹槽，所述焊盘凹槽中形成有焊盘结构，所述焊盘结构与所述热敏电阻电性相连。4.根据权利要求1所述的微热导检测器，其特征在于：所述热敏电阻所采用的金属包括Pt/Ti叠层、Ni/Cr叠层、W/Ti叠层及W/Re叠层中的一种。5.根据权利要求1所述的微热导检测器，其特征在于：所述顶层硅、第一介质薄膜及第二介质薄膜的平面结构为交叉网状结构，且所述交叉网状结构中具有多个延伸部，各延伸部与所述SOI硅片连接，以支撑所述交叉网状结构。6.根据权利要求5所述的微...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯飞，田博文，侯磊，李昕欣，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31