热流体流量传感器制造技术

在本文中公开了一种基于CMOS的流量传感器，该流量传感器包括具有蚀刻部分的衬底；位于衬底上的介电区，其中，介电区包括在衬底的蚀刻部分的区域上方的介电膜；形成在介电膜内的p‑n结型器件，其中，p‑n结型器件被配置为作为温度感测器件操作。

Thermal fluid flow sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热流体流量传感器
本专利技术涉及流量传感器，特别但不仅仅涉及一种采用p-n结型器件作为温度感测器件操作的微加工CMOS热流体流量传感器。
技术介绍
热流体流量传感器依赖于传感器本身和流体之间的热相互作用。根据管控相互作用的物理现象，流量传感器可以分为以下三类：(i)风力测定传感器测量通过发热元件的流体流动引起的对流热传递；(ii)量热传感器检测由发热元件产生的以及由流体流动的强制对流引起的温度分布的不对称性；(iii)飞行时间(ToF)传感器测量施加和感测热脉冲之间经过的时间。已经公布了对热流体流量传感器的详细评述(B.VanOudheusden，“Siliconflowsensors，”inControlTheoryandApplications，IEEProceedingsD，1988，pp.373-380；B.VanOudheusden，“Siliconthermalflowsensors，”SensorsandActuatorsA：Physical，vol.30，pp.5-26，1992；N.Nguyen，“Micromachinedflowsensors-Areview.”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CMOS的流量传感器，包括：包括蚀刻部分的衬底；位于衬底上的介电区，其中，介电区包括在衬底的蚀刻部分的区域上方的介电膜；形成在所述介电膜内的p‑n结型器件，其中，所述p‑n结型器件被配置为作为温度感测器件操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.17 GB 1700796.41.一种基于CMOS的流量传感器，包括：包括蚀刻部分的衬底；位于衬底上的介电区，其中，介电区包括在衬底的蚀刻部分的区域上方的介电膜；形成在所述介电膜内的p-n结型器件，其中，所述p-n结型器件被配置为作为温度感测器件操作。2.根据权利要求1所述的流量传感器，其中，所述p-n结型器件包括至少一个二极管或二极管阵列。3.根据权利要求2所述的流量传感器，其中，所述二极管或所述二极管阵列位于所述介电膜的预定区域中，所述预定区域朝向所述衬底具有相对高的热隔离。4.根据权利要求1所述的流量传感器，其中，所述p-n结型器件包括晶体管或晶体管阵列。5.根据权利要求4所述的流量传感器，其中，所述晶体管或所述晶体管阵列包括二极管。6.根据任一前述权利要求所述的流量传感器，包括位于所述介电膜外部的另外的p-n结型器件，其中，所述另外的p-n结型器件被配置为测量所述流量传感器的衬底温度。7.根据任一前述权利要求所述的流量传感器，其中，所述p-n结型器件以可操作的方式连接到温度感测电路。8.根据权利要求7所述的流量传感器，其中，所述温度感测电路包括与绝对温度成比例的电压(VPTAT)和与绝对温度成比例的电流(IPTAT)中的任何一个。9.根据任一前述权利要求所述的流量传感器，其中，所述p-n结型器件被配置为作为加热元件操作。10.根据权利要求1至8中任一项所述的流量传感器，还包括在所述介电膜内的加热元件。11.根据权利要求10所述的流量传感器，其中，所述p-n型器件位于所述介电膜内具有相对高的温度升高的加热元件下面。12.根据权利要求10或11所述的流量传感器，其中，所述加热元件包括含钨的材料。13.根据权利要求10或11所述的流量传感器，其中，所述加热元件包括含以下项中的任一种的材料：n型或p型单晶硅；n型或p型多晶硅；铝、钛、硅化物或CMOS工艺中可用的任何其他金属或半导体材料。14.根据权利要求10至13中任一项所述的流量传感器，其中，所述加热元件包括安培连接和伏安连接。15.根据权利要求10至14中任一项所述的流量传感器，包括另外的加热元件，所述另外的加热元件被配置为在所述介电膜内重新校准所述加热元件。16.根据权利要求9至15中任一项所述的流量传感器，其中，所述p-n结型器件和/或所述加热元件被配置为增加所述介电膜膜内的温度。17.根据权利要求16所述的流量传感器，其中，所述p-n结型器件被配置为测量所述p-n结型器件与流体之间的热交换，并且所述p-n结型器件被配置为将所述热交换与所述流体的至少一个特性相关联，以便区分所述流体的形式。18.根据权利要求17所述的流量传感器，其中，所述流体的特性包括速度、流速、施加的壁剪切应力、压力、温度、方向、导热率、扩散系数、密度、比热和运动粘度中的任何一个。19.根据任一前述权利要求所述的流量传感器，其中，所述p-n型器件被配置为在正向偏置模式下操作，在所述正向偏置模式中，当以恒定正向电流操作时，所述p-n型器件两端的正向电压随温度线性降低。20.根据权利要求1至18中任一项所述的流量传感器，其中，所述p-n型器件被配置为在反向偏置模式下操作，在所述反向偏置模式中，漏电流指数地取决于温度。21.根据权利要求11至20中任一项所述的流量传感器，其中，所述p-n型器件和所述加热元件被配置为以脉冲模式和连续模式中的任一种模式操作。22.根据任一前述权利要求所述的流量传感器，还包括一个或多个温度感测元件。23.根据权利要求22所述的流量传感器，其中，所述一个或多个温度感测元件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·德卢卡，F·乌德雷亚，
申请(专利权)人：剑桥企业有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB