热式流量传感器及其制作方法技术

本申请公开了一种热式流量传感器及其制作方法，所述热式流量传感器包括：上游热敏元件和下游热敏元件，分立形成在基底的表面；加热电阻，形成在基底的表面并位于上游热敏元件和下游热敏元件之间，用于通电加热上游热敏元件和下游热敏元件；通孔，沿垂直于基底的表面的方向，形成在加热电阻中，以使加热电阻形成第一电阻和第二电阻，第一电阻位于加热电阻面向上游热敏元件的一端，第二电阻位于加热电阻面向下游热敏元件的一端，第一电阻和第二电阻对称且并联。本申请可以解决现有热式流量传感器因热量扩散不均匀而影响测量精度的问题，同时可以提高传感器的灵敏度。时可以提高传感器的灵敏度。时可以提高传感器的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
热式流量传感器及其制作方法


[0001]本申请属于传感
，具体涉及一种热式流量传感器及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们对传感器的要求越来越高，例如，要求传感器具有体积小、响应时间快、性能稳定等特点，而热分布式MEMS流量传感器可以满足上述需求。热式流量传感器主要有一路加热电阻与两路测温元件组成，通过保持加热电阻的恒定功率，根据不同流速下，上下游的测温元件反应的温度差来进行流量的测量。为了保证测量精度，热分布式MEMS流量传感器对工艺要求较高，但是仍然会因为工艺偏差等原因导致加热电阻的热量扩散不均匀，导致两路测温元件温度偏差，从而影响测量精度。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的是提供一种热式流量传感器及其制作方法，以解决现有热式流量传感器检测因热量扩散不均匀而影响测量精度的问题，同时可以提高传感器的灵敏度。
[0004]根据本申请实施例的第一方面，提供一种热式流量传感器，包括：
[0005]上游热敏元件和下游热敏元件，分立形成在基底的表面；
[0006]加热电阻，形成在所述基底的表面并位于所述上游热敏元件和所述下游热敏元件之间，用于通电加热所述上游热敏元件和所述下游热敏元件；
[0007]通孔，沿垂直于基底的表面的方向，形成在所述加热电阻中，以使所述加热电阻形成第一电阻和第二电阻，所述第一电阻位于所述加热电阻面向所述上游热敏元件的一端，所述第二电阻位于所述加热电阻面向所述下游热敏元件的一端，所述第一电阻和所述第二电阻对称且并联。<br/>[0008]可选地，所述第一电阻与所述上游热敏元件之间及所述第二电阻与所述下游热敏元件之间均设有导热层。
[0009]可选地，所述导热层的材料为氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化镁或氮化硼。
[0010]可选地，所述基底的背面设有腔体，所述加热电阻位于所述基底的对应所述腔体的位置。
[0011]可选地，所述基底包括衬底，所述衬底的表面设有支撑层，所述上游热敏元件、所述下游热敏元件和所述加热电阻位于所述支撑层的表面，所述衬底的背面设有所述腔体并暴露所述支撑层。
[0012]可选地，所述基底的表面还设有环境电阻，用于通电发热形成高温，以去除热式流量传感器表面的水汽和气体残留。
[0013]可选地，所述环境电阻包括上游蛇形电阻和下游蛇形电阻，所述上游蛇形电阻位于所述上游热敏元件的上游，所述下游蛇形电阻位于所述下游热敏元件的下游。
[0014]根据本申请实施例的第二方面，提供一种热式流量传感器的制作方法，包括：
[0015]提供基底；
[0016]在所述基底的表面上形成加热电阻以及位于所述加热电阻相对两侧的上游热敏元件和下游热敏元件；
[0017]沿垂直于基底的表面的方向，在所述加热电阻中形成有通孔，以使所述加热电阻形成第一电阻和第二电阻，所述第一电阻位于所述加热电阻面向所述上游热敏元件的一端，所述第二电阻位于所述加热电阻面向所述下游热敏元件的一端，所述第一电阻和所述第二电阻对称且并联。
[0018]可选地，所述提供基底，包括：
[0019]提供衬底；
[0020]在所述衬底的表面形成氧化硅层；
[0021]在所述氧化硅层表面形成氮化硅层；
[0022]刻蚀所述衬底的背面对应所述加热电阻的位置以形成腔体。
[0023]可选地，所述在所述基底的表面上形成加热电阻以及位于所述加热电阻相对两侧的上游热敏元件和下游热敏元件，包括：
[0024]在所述基底的表面沉积多晶硅，并掺杂形成N+形多晶硅层；
[0025]图形化所述N+形多晶硅层，形成加热电阻以及位于所述加热电阻相对两侧的上游热敏元件和下游热敏元件。
[0026]本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0027]本申请实施例的热式流量传感器，其加热电阻中形成有通孔，使加热电阻形成对称且并联的第一电阻和第二电阻，一方面，第一电阻、第二电阻产生的热量相同且各自对上游热敏元件、下游热敏元件加热，有利于热量均匀扩散至两侧热敏元件，从而可以降低工艺偏差等原因对测量精度的影响，另一方面，两个电阻并联，在电压不变的情况下，可以使加热电阻的功率增加，发热量变大，从而有利于提高测量灵敏度。
附图说明
[0028]图1是本申请一示例性实施例中一种热式流量传感器的结构示意图；
[0029]图2是本申请一示例性实施例中一种热式流量传感器的剖视图；
[0030]图中，100、基底；110、衬底；120、氧化硅层；130、氮化硅层；140、腔体；200、上游热敏元件；300、下游热敏元件；321、N+型多晶硅热电偶；322、P+型多晶硅热电偶；400、加热电阻；410、第一电阻；420、第二电阻；430、通孔；500、导热层；600、第一绝缘层；700、第二绝缘层；800、导线结构；1、第一电极；2、第二电极；3、第三电极；4、第四电极；5、第五电极；6、第六电极。
具体实施方式
[0031]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。
[0032]在附图中示出了根据本申请实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制
的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0033]显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0036]图1是本申请一示例性实施例中一种热式流量传感器的结构示意图；图2是本申请一示例性实施例中一种热式流量传感器的剖视图。
[0037]如图1
‑
2所示，本申请实施例提供一种热式流量传感器，包括：基底100；上游热敏元件200和下游热敏元件300，分立形成在基底100的表面；加热电阻400，形成在基底100的表面并位于上游热敏元件200和下游热敏元件300之间，用于通电加热上游热敏元件200和下游热敏元件300；通孔430，沿垂直于基底100的表面的方向，形成在加热电阻400中，以使加热电阻400形成第一电阻410和第二电阻420，第一电阻410位于加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热式流量传感器，其特征在于，包括：上游热敏元件和下游热敏元件，分立形成在基底的表面；加热电阻，形成在所述基底的表面并位于所述上游热敏元件和所述下游热敏元件之间，用于通电加热所述上游热敏元件和所述下游热敏元件；通孔，沿垂直于基底的表面的方向，形成在所述加热电阻中，以使所述加热电阻形成第一电阻和第二电阻，所述第一电阻位于所述加热电阻面向所述上游热敏元件的一端，所述第二电阻位于所述加热电阻面向所述下游热敏元件的一端，所述第一电阻和所述第二电阻对称且并联。2.根据权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，所述第一电阻与所述上游热敏元件之间及所述第二电阻与所述下游热敏元件之间均设有导热层。3.根据权利要求2所述的热式流量传感器，其特征在于，所述导热层的材料为氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化镁或氮化硼。4.根据权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，所述基底的背面设有腔体，所述加热电阻位于所述基底的对应所述腔体的位置。5.根据权利要求4所述的热式流量传感器，其特征在于，所述基底包括衬底，所述衬底的表面设有支撑层，所述上游热敏元件、所述下游热敏元件和所述加热电阻位于所述支撑层的表面，所述衬底的背面设有所述腔体并暴露所述支撑层。6.根据权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，所述基底的表面还设有环境电阻，用于通电发热形...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨绍松，刘同庆，曹锦云，柳雪，
申请(专利权)人：无锡芯感智半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：