一种加热器结构及其制备方法、氢气传感器技术

本申请公开了一种加热器结构及其制备方法、氢气传感器，其中，所述加热器结构的绝缘膜层中包括第二图案，且第二图案的高度小于所述绝缘膜层其他区域的高度，为形成在第二图案中的加热结构限定了形成区域，从而使得在利用丝网印刷工艺制备加热结构时，只需使形成加热结构的导电浆料印刷在第二图案中即可，不仅降低了加热结构的形成难度，而且提升了形成的加热结构的形状的精度，避免丝网印刷获得的加热结构比设计的图形大很多的情况出现，提升了所述加热器结构检测精度。

A heater structure and its preparation method, hydrogen sensor

【技术实现步骤摘要】
一种加热器结构及其制备方法、氢气传感器
本申请涉及半导体
，更具体地说，涉及一种加热器结构及其制备方法、氢气传感器。
技术介绍
氢气是一种清洁的能源，燃烧产物是水，对环境不产生污染。而且氢气热值居各种燃料之首，是石油的3倍多，储存体积小。同时，氢气资源丰富，以水为原料，电解可以制得，相对化学燃料比较丰富。常温下，氢气的性质稳定，不容易跟其它物质反应，但是当加热或者遇到催化剂时，具有较大的活性，例如当氢气体积分数为4％-75％时，遇到火源，可引起爆炸。氢气安全储存和运输不易。为了保证氢气的使用安全，氢气的泄漏检测和浓度检测很有必要。现有技术中通常使用氢气传感器来检测氢气浓度，氢气传感器中包括一个尺寸很小的加热器结构，利用位于加热器结构的电阻附近的氢气燃烧导致的电阻变化实现对氢气浓度的检测。但是由于加热器结构的尺寸非常小，通常在数百微米量级，而加热器结构中的电阻的尺寸更小，利用丝网印刷工艺制备加热器结构中的电阻结构时，难以形成准确的电阻结构的形状，给加热结构的检测精度带来了不良影响。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提供了一种加热器结构及其制备方法、氢气传感器，以实现利用丝网印刷工艺制备精确形状的电阻结构的目的。为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：一种加热器结构，包括：衬底，所述衬底包括贯穿所述衬底的通孔，以及位于衬底第一表面中，且部分贯穿所述衬底的第一图案；覆盖所述衬底表面以及所述通孔的绝缘膜层，所述绝缘膜层包括第二图案，所述第二图案的高度小于所述绝缘膜层其他区域的高度，所述第二图案在所述衬底上的正投影与所述第一图案部分重合，且覆盖所述通孔；位于所述绝缘膜层背离所述衬底一侧的加热结构，所述加热结构包括相对设置的第一焊盘、第二焊盘和电阻结构；其中，所述第一焊盘和第二焊盘相对设置，所述电阻结构位于所述第一焊盘和第二焊盘之间，且连接所述第一焊盘和第二焊盘。可选的，所述电阻结构为经过多次弯折的电阻丝。可选的，所述第二图案包括第一子图案和第二子图案，所述第一子图案在所述衬底上的正投影与所述第一图案部分重合，且部分覆盖所述通孔，用于形成所述第一焊盘和第二焊盘；所述第二子图案位于所述通孔中，用于形成所述电阻结构。可选的，所述第一子图案在所述衬底上的正投影与所述第一焊盘和第二焊盘在所述衬底上的正投影重合；所述第二子图案在所述衬底上的正投影与所述电阻结构在所述衬底上的正投影重合。可选的，所述衬底为硅衬底；所述绝缘薄膜为氧化硅薄膜；所述第一焊盘和第二焊盘均为铂金属焊盘；所述电阻结构为铂金属电阻结构。一种加热器结构的制备方法，包括：提供衬底；对所述衬底进行刻蚀，以在所述衬底的第一表面中形成部分贯穿所述衬底的第三图案；在所述衬底上形成覆盖所述衬底的第三图案和其余所述第一表面的绝缘膜层，以使所述绝缘膜层具有第二图案，所述绝缘膜层的第二图案所在区域的高度小于所述绝缘膜层其他区域的高度；在所述绝缘膜层上的第二图案中沉积导电材料，形成位于所述绝缘膜层的第二图案中的加热结构，所述加热结构包括相对设置的第一焊盘、第二焊盘和电阻结构；其中，所述第一焊盘和第二焊盘相对设置，所述电阻结构位于所述第一焊盘和第二焊盘之间，且连接所述第一焊盘和第二焊盘；对所述衬底的第二表面进行刻蚀，以形成贯穿所述衬底的通孔，所述衬底上保留的第三图案成为所述衬底的第一图案。可选的，所述第二图案包括第一子图案和第二子图案，所述第一子图案在所述衬底上的正投影与所述第一图案部分重合，且部分覆盖所述通孔，用于形成所述第一焊盘和第二焊盘；所述第二子图案位于所述通孔中，用于形成所述电阻结构。可选的，所述在所述绝缘膜层上的第二图案中沉积导电材料，形成位于所述绝缘膜层的第二图案中的加热结构包括：在所述第一子图案中印刷导电材料浆料，并使导电材料浆料流向所述第二子图案中，以在所述第一子图案中形成所述第一焊盘和第二焊盘，在所述第二子图案中形成所述电阻结构。可选的，所述第一子图案在所述衬底上的正投影与所述第一焊盘和第二焊盘在所述衬底上的正投影重合；所述第二子图案在所述衬底上的正投影与所述电阻结构在所述衬底上的正投影重合。一种氢气传感器，包括如上述任一项所述的加热器结构。从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种加热器结构及其制备方法、氢气传感器，其中，所述加热器结构的绝缘膜层中包括第二图案，且第二图案的高度小于所述绝缘膜层其他区域的高度，为形成在第二图案中的加热结构限定了形成区域，从而使得在利用丝网印刷工艺制备加热结构时，只需使形成加热结构的导电浆料印刷在第二图案中即可，不仅降低了加热结构的形成难度，而且提升了形成的加热结构的形状的精度，避免丝网印刷获得的加热结构比设计的图形大很多的情况出现，提升了所述加热器结构检测精度。并且由于所述第二图案的存在，避免了在利用丝网印刷工艺制备加热结构时，由于形成加热结构的导电浆料的流动而出现的加热结构边缘出现粗糙不平的情况，进一步增加了制备获得的加热结构与设计图形的符合程度，提升了加热结构图案的精确性，提升了加热器结构的检测性能。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中的加热器结构的俯视结构示意图；图2为图1中沿AA’线的剖面结构示意图；图3-图5为现有技术中的加热器结构的制备流程示意图；图6为本申请的一个实施例提供的一种加热器结构的俯视结构示意图；图7为图6中沿BB’线的剖面结构示意图；图8为本申请的一个实施例提供的一种加热器结构的制备方法的流程示意图；图9-图12为本申请的一个实施例提供的加热器结构的制备流程示意图；图13为本申请的另一个实施例提供的一种加热器结构的制备方法的流程示意图。具体实施方式现有技术中的加热器结构的参考图1和图2，图1为现有技术中的加热器结构的俯视结构示意图，图2为现有技术中的加热器结构的剖面结构示意图，图3-图5为该加热器结构的制备流程示意图，首先提供初始晶圆片作为衬底10；在衬底10上沉积绝缘薄膜20，然后在绝缘薄膜20上利用丝网印刷工艺印刷加热结构30的图案，所述加热结构包括第一焊盘31、第二焊盘32和连接第一焊盘31和第二焊盘32的电阻丝33；最后对衬底10背面进行刻蚀，形成贯穿所述衬底10的通孔。但正如
技术介绍
所述，由于加热器结构本身的尺寸很小，在数百微米量级，参考图1，形成于绝缘薄膜20上的加热结构30的尺寸就更加微小，在丝网印刷的过程中，由于形成加热结构30的导电浆料的尺寸较大，一般印制的图形尺寸都较大，无法实现较为精细的结构的印刷，另外由于导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热器结构，其特征在于，包括：/n衬底，所述衬底包括贯穿所述衬底的通孔，以及位于衬底第一表面中，且部分贯穿所述衬底的第一图案；/n覆盖所述衬底表面以及所述通孔的绝缘膜层，所述绝缘膜层包括第二图案，所述第二图案的高度小于所述绝缘膜层其他区域的高度，所述第二图案在所述衬底上的正投影与所述第一图案部分重合，且覆盖所述通孔；/n位于所述绝缘膜层背离所述衬底一侧的加热结构，所述加热结构包括相对设置的第一焊盘、第二焊盘和电阻结构；其中，所述第一焊盘和第二焊盘相对设置，所述电阻结构位于所述第一焊盘和第二焊盘之间，且连接所述第一焊盘和第二焊盘。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热器结构，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底包括贯穿所述衬底的通孔，以及位于衬底第一表面中，且部分贯穿所述衬底的第一图案；
覆盖所述衬底表面以及所述通孔的绝缘膜层，所述绝缘膜层包括第二图案，所述第二图案的高度小于所述绝缘膜层其他区域的高度，所述第二图案在所述衬底上的正投影与所述第一图案部分重合，且覆盖所述通孔；
位于所述绝缘膜层背离所述衬底一侧的加热结构，所述加热结构包括相对设置的第一焊盘、第二焊盘和电阻结构；其中，所述第一焊盘和第二焊盘相对设置，所述电阻结构位于所述第一焊盘和第二焊盘之间，且连接所述第一焊盘和第二焊盘。


2.根据权利要求1所述的加热器结构，其特征在于，所述电阻结构为经过多次弯折的电阻丝。


3.根据权利要求2所述的加热器结构，其特征在于，所述第二图案包括第一子图案和第二子图案，所述第一子图案在所述衬底上的正投影与所述第一图案部分重合，且部分覆盖所述通孔，用于形成所述第一焊盘和第二焊盘；
所述第二子图案位于所述通孔中，用于形成所述电阻结构。


4.根据权利要求3所述的加热器结构，其特征在于，所述第一子图案在所述衬底上的正投影与所述第一焊盘和第二焊盘在所述衬底上的正投影重合；
所述第二子图案在所述衬底上的正投影与所述电阻结构在所述衬底上的正投影重合。


5.根据权利要求1所述的加热器结构，其特征在于，所述衬底为硅衬底；
所述绝缘薄膜为氧化硅薄膜；
所述第一焊盘和第二焊盘均为铂金属焊盘；
所述电阻结构为铂金属电阻结构。


6.一种加热器结构的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
对所述衬底进行刻蚀，以在所述衬底的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁文果，王锦，王帅，楚延鹏，沙华露，高咏，冯奇，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31