倒装晶片流量传感器制造技术

倒装晶片流量传感器具有在衬底顶部上的电元件，例如温度传感器和加热器，并具有在衬底底部中形成的通道。该通道通过衬底材料的隔膜与衬底的顶部分隔开。流过通道的流体通过隔膜与加热器、上游温度传感器、下游温度传感器、结合垫片和引线结合隔开。由于隔膜是薄的，热量容易流过隔膜。同样地，流量传感器的电元件、结合垫片和引线与流过通道的流体物理隔离，但由于它们没有被热隔离，因此可以正确运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流量传繊和传感器系统，本专利技术还涉及在加热器的任意一侧 上4顿温度传感器以测量流体的流动。
技术介绍
流 动的测量在制造、医学、环境监控和其他领域是重要的。 一种类型的流量传SS糧M加热器的流体的 鹏升高。越小的a^上升对应于趟決的流动。气体和液体都是流体，并且它们的^I可以舰包括纟鹏传繊禾咖 热器的流量传感器测量。现有技术提供使用公知的半导体处理技术用于制造纟驢传感器和加热器 的系统和方法。半导体制造领域的技术人员熟悉这些系统和方法，例如光刻、 沉积、气相沉积、嫩U、湿法蚀刻、等离子体蚀刻、反应离Tt虫刻以及众多的 其他方法。由于某些传lifl材料与流体相接触并且由于它们是易发生反应的，因而很 多可测量的流体和气体与流体流量传 和结合垫片发生化学反应。财卜，暴 驗被观懂的气体或液体的表面上制作的弓战结合可能与流动相互影响，或者 可能被流动材料腐蚀。本专利技术的各方面i!51防止流体与易发生反应的传感器材 半 触而直接解决了现有技术的缺点。
技术实现思路
提供下面的概述用于易于理解对于实施例才有的一些创新性特征，但并不意味着完整的说明。完整的理解实施例的各个方面可fflii将全部说明书、权利要求书、附图以及摘要作为一个整体来获得。因此，实施例的一个方面是提供衬底，例如典型地用在半导体处理中的晶片。该衬底可以是硅晶片、玻璃晶片、石英晶片、绝缘体上硅(SOI)晶片，或者另一种类型的晶片。该衬底具有顶部和底部。半导体处理技术可以用于形成上游纟鹏传感器、下游 鹏传繊和加热 器。流过在衬底底部形成的通道的流体具有流动方向，使流体从入口到出口。同样地，流1拟荒入入口，首先经肚游纟鹏传繊，然后是加热器，然后是下 游 ，传感器，最后从出口流出。流量传感器可以具有用于测量流^ttA口处的温度的入口温度传感器。流量传感器还可具有远离M定位的衬底温度传感 器。'皿传自和加热器位于衬底的顶部，fflit形成在衬底的底部中。形鹏衬底的底部中的鹏的顶部通过衬底材料的隔膜与该衬底隔开。由 于它们在隔膜的另一侧上，流舰道的流体不能与上游传感器、加热器、下游 传感器、结合垫片和引线结合接触。衬底材料可以具有高的导热性能。理想上，热可以轻易的流过隔膜。然而， 流过衬底的其他部分的热可以斷氐流量传感器的灵敏度、准确度和精度。隔膜 周围的热屏障可以保护传感器免受寄生的热流动影响。附图说明附图中，贯穿不同视图的同样的附图标记指示同样的或功能类似的元件， 且附图结舒说明书并形成说明书的一部分，进一步阐明实施例的各个方面， 并且附图与专利技术的背景、专利技术的简要推诚以皿明的详细说明一起解释实施例 的原理。图1阐明了根据实施例各方面的衬底的侧视图2阐明了根据实施例各方面的流量传麟的侧视图3阐明了根据实施例各方面的流量传繊的顶视图4阐明了根据某些实施例各方面的绝缘体上硅衬底的侧视图5阐明了根据某些实施例各方面的绝缘体上硅衬底上的流量传感器的侧视图6阐明了依据实施例各方面的具有热屏障的流量传繊的侦舰图； 图7阐明了依据确定的实施例各方面的具有热屏障的流量传感器的顶视图8阐明了依据确定的实施例各方面的具有梯形通直的衬底的顶视图； 图9阐明了依据确定的实施例各方面的具有梯形通道的衬底的剖视亂 图10阐明了依据确定的实施例各方面的具有围绕隔膜的热屏障的流量传 感器的顶视图11阐明了依据实施例各方面的制造流量传繊的高水平流程图。 具体实施例方式5在这些非限定示例中所讨论的具体值和结构可以变化，且它们仅仅被弓间 来阐明至少一个实施例，且并不意味着限定它的范围。总体来说，附图是不成 比例的。图1阐明了依据实施例各方面的衬底101的侧视图。衬底可以是硅晶片、 玻璃晶片、石英晶片或者在半导体制造中通常4顿的其他材料的晶片。图2阐明了依据实施例各方面的流量传繊的侧视图。衬底IOI的底部中 的通道2013til隔膜205与衬底顶部隔开。衬底^M传感器202远离于通道201 被定位。其他传/i^元件203位于隔膜205的顶部。歸巨离204^f专感器元 件203和Mit201的边缘分隔开。隔膜必须足够厚至,理地坚固，并且必须足够薄到允许热容易地在fflit禾口 衬底顶部之间传递。实验结果显示，使用具有厚度从0.02mm到0.08mm范围的 隔膜的硅和石英隔膜。更薄和更厚的隔膜可以用于满足其他传 需求，例如 增加坚固性。当4顿基于硅的处理时，依靠t喊啲各向异性结晶的定向可以用于制造倾 斜的鹏侧壁。典型地，^f顿湿纟封虫亥仿法，例如KOH方法、TMAH方法、 EDA方法或者EDP方法。深反应离ffil刻可以用于制造几乎垂直于衬底表面的 侧壁。KOH是氢氧化钾，TMAH是氢氧化三甲氨，EDA是乙二胺，以及EDP是邻苯二酚乙二胺。等离子体 何以用于在二氧化硅基玻璃衬底上形成通道。可以用氢氟酸 和无水HF各向异性蚀刻单晶條英。HF是氟化氢。图3阐明了依据实施例各方面的流量传litl的顶视图。流体可以穿MMit 流入入口 301，以及从出口 302流出。流动方向307是流体流动的方向。入口温 度传感器303可以用于观懂当流体itAiM时流体的《鹏。上游 鹏传麟304 用于测量在流体到达加热器306之前的即时流術，。下游^j^传感器305用 于测量流体流过加热器306之后的即时流^^jg。衬底^J^传感器202远离通 道被定位。图3阐明了俯视图2的系统的视图。力口热器可以是当电流流过其中时加热的电阻元件。加热器可以包括例如钼、 铁镍合金(NiFe)、铬硅(CrSi)、掺杂的硅薄膜电阻器或者其他类型的硅基电阻 器、镍铬、钽和镍的材料。当加热或冷却时以可重复和可预示的方式重复和预示地改变电阻的材料可以用用作为 鹏传麟。？鹏传繊可以包括例如钼、铁镍合金(NiFe)、铬硅 (CrSi)、掺杂的硅薄膜电阻器或者其他类型的硅基电阻器、镍铬、钽和镍的材料。图4阐明了依据某些实施例各方面的绝缘体上硅(SOI)衬底的侧视图。SOI 衬底可以包括处理机衬底401、绝缘层402和上层403。例如，硅晶片可以用于 作为处理机衬底401，绝缘层可以是热绝缘体402，例如二氧化硅或氮化硅，上 层403可以是硅层。氮化硅绝缘层可以具有氧化^Jl层。使用SOI衬底的主要 优势是可以跨过,衬底精确地控制绝缘层和上层的厚度。这些层的每一个可 以被用作蚀刻停止层以产生均匀的和可重复的隔膜的厚度。半导体制造领域的 技术人员知晓SOI衬底的多种变化。图5阐明了依据某些实施例的各方面的绝缘体上硅衬底上的流量传感器的 侧视图。图5与图2类似， 一些地方除外。隔膜501包括来自上层403的材料。 l!iS—步阐明，传 元件203和衬底t显度传自202被定位在上层403上。 也可以通过蚀刻穿处层403和绝缘层402的孔以及将衬底'鹏传繊202定 位在该孔中而将衬底MS传感器202定位在处理机衬底401上。图6阐明了依据实施例的各方面的具有热屏障601的流量传感器的侧视图。 热屏障601可以使用光刻和氧化工艺来制造。热屏障601也可以使用光刻、蚀 刻和填充工艺来制造。当使用蚀刻工艺制造热屏障时，应当在热屏障601之后 制造通道，这是因为否则的话隔膜可能在处理过程中从衬底101脱离出。热屏障可以包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：　具有衬底顶部和衬底底部的衬底；　在衬底顶部上的上游温度传感器和在衬底顶部上的下游温度传感器，其中，下游温度传感器沿着流动方向比上游温度传感器更远；　在衬底顶部上的加热元件，其被定位在上游温度传感器和下游温 度传感器之间；和　在衬底底部中的通道，其沿着流动方向并且在上游温度传感器、下游温度传感器和加热器的下面，以使得流体能够在流动方向流过该通道，其中气体和液体是流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SE贝克，G莫雷尔斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]