一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺制造技术

技术编号:24934912 阅读:52 留言:0更新日期:2020-07-17 20:21
本发明专利技术一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺,其特征在于具体步骤如下:步骤一、基体上下两面生长氮化硅;步骤二、生长多晶硅,硼注入,退火;步骤三、光刻第一版,形成四排多晶硅条组,四排多晶硅条组形成口字形结构,每排多晶硅条组包括并排布置的多根多晶硅条;步骤四、溅射金属,光刻第二版,湿法刻蚀金属;步骤五、钝化处理,光刻第三版;步骤六、溅射钛金,剥离,冷端上形成反射层;步骤七、湿法腐蚀,腐蚀出窗口。本发明专利技术得到了较为稳定的介质膜支撑方案,显著提高了成品率,并且通过该工艺得到的热电堆红外探测器,其性能相对于传统的热电堆探测器得到了较为明显的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺
本专利技术属于探测器
,涉及到热电堆红外探测器的工艺设计,通过半导体材料的塞贝克效应,将检测到的红外辐射的强度转变为电学信号加以应用。
技术介绍
红外探测器可探测红外区域的电磁波,波长范围为0.75~1000微米,有着广泛的民用和军用价值。红外热电堆探测器是利用塞贝克效应将红外辐射信号转换为电信号输出,与一般的红外探测器相比,微机械红外热堆探测器的优点在于体积小、重量轻,可以工作在室温;具有高的灵敏度和非常宽的频谱响应;与标准IC工艺兼容,成本低廉,且适合批量生产。这使得它在非接触式测温、功率计、红外报警、频谱仪、自动开关、医用气体分析仪等方面得到了广泛的应用。参见图1,热电堆红外探测器是根据塞贝克效应设计而成的,通过塞贝克系数相差较大的材料组成热电偶对,一端为热端,其塞贝克系数为αA,负责接收红外辐射能力,一端为冷端,其塞贝克系数为αB,用于制造温度差,产生电压,为了增加输出电压,通常采用多个热电偶对串联而成。因此,产生的电势差与温度的关系为:Vout=(αA-αB)ΔT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺,其特征在于具体步骤如下:/n步骤一、基体上下两面生长氮化硅;/n在基体的上表面和下表面分别形成上层氮化硅和下层氮化硅;/n步骤二、生长多晶硅,硼注入,退火;/n在上层氮化硅表面生长多晶硅,在多晶硅上进行硼元素的掺杂,然后退火;/n步骤三、光刻第一版,形成四排多晶硅条组,四排多晶硅条组形成口字形结构,每排多晶硅条组包括并排布置的多根多晶硅条;/n步骤四、溅射金属,光刻第二版,湿法刻蚀金属;/n湿法刻蚀金属后形成多根金属条,多根金属条将所有的多晶硅条串联,并且在整个芯片的一角形成金属条的输入端和输出端;/n步骤五、钝化处理,光刻第三版;/n在上一步骤的...

【技术特征摘要】
1.一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺,其特征在于具体步骤如下:
步骤一、基体上下两面生长氮化硅;
在基体的上表面和下表面分别形成上层氮化硅和下层氮化硅;
步骤二、生长多晶硅,硼注入,退火;
在上层氮化硅表面生长多晶硅,在多晶硅上进行硼元素的掺杂,然后退火;
步骤三、光刻第一版,形成四排多晶硅条组,四排多晶硅条组形成口字形结构,每排多晶硅条组包括并排布置的多根多晶硅条;
步骤四、溅射金属,光刻第二版,湿法刻蚀金属;
湿法刻蚀金属后形成多根金属条,多根金属条将所有的多晶硅条串联,并且在整个芯片的一角形成金属条的输入端和输出端;
步骤五、钝化处理,光刻第三版;
在上一步骤的半成品上表面生长热阻层;
步骤六、溅射钛金,剥离,冷端上形成反射层;
磁控溅射钛金然后剥离,在冷端形成反射层;
步骤七、湿法腐蚀,腐蚀出窗口;
在芯片背面腐蚀形成窗口。


2.根据权利要求1所述的一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺,其特征在于步骤一的具体步骤:
生长氮化硅前先进行基体清洗;
清洗基体时,在清洗间用三号液与一号液清洗,然后再用稀释氢氟酸漂洗基体,去除表面杂物;所述三号液按体积比的配比为H2SO4∶H2O2=4∶1,所述一号液按体积比的配比NH3·H2O∶H2O2∶H2O=1∶1∶4,所述稀释氢氟酸按体积比的配比为HF∶H2O=1∶20;
在基体上下两面生长氮化硅时通过LPCVD生长氮化硅形成上层氮化硅和下层氮化硅,上层氮化硅和下层氮化硅的厚度均为5000埃。


3.根据权利要求1所述的一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺,其特征在于步骤二的具体步骤:
通过LPCVD在上层氮化硅表面生长多晶硅,多晶硅厚度为1.5微米,在多晶硅上进行硼元素的掺杂,得到P型多晶体薄膜,注入剂量为1.5E16,注入能量为50KeV;
然后用三号液和一号液清洗硅片;
然后高温炉退火,修复晶格缺陷,激活杂质,退火温度为1000℃,退火时间为20分钟。


4.根据权利要求1所述的一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺,其特征在于步骤三的具体步骤:
光刻第一版前先涂覆增粘剂,使得光刻胶更好的附着在多晶硅上,在180℃下进行烘片1小时;去除吸附在表面的湿气,充分干燥并保持洁净;
然后光刻第一版,旋转涂覆光刻胶;
在95℃下,热板前烘1分钟;
采用阳版的接近式曝光,剂量为10;
显影60秒;
在氧气环境下扫底膜8分钟;
采用RIE刻蚀多晶硅,厚度为1.5微米,每排多晶硅条组包括并排布置的多根多晶硅条,多晶硅条的长度为900微米,宽度为35微米。


5.根据权利要求1所述的一种基于热电堆的无线温度传感器的生产工艺,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:张巧杏张国珠姜岩峰
申请(专利权)人:无锡豪帮高科股份有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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