一种FET加热的插指气敏传感器及其加工方法技术

本发明专利技术涉及传感器技术领域，公开一种FET加热的插指气敏传感器及其加工方法。其中FET加热的插指气敏传感器包括：衬底，其上设有隔热腔室，隔热腔室内设有硅岛，硅岛与衬底间隔设置；绝缘层，设置在硅岛和衬底的同一侧；FET加热组件，包括源极、栅极及漏极，源极和漏极间隔形成在硅岛内，栅极位于源极和漏极之间，源极和漏极导通时能够产生热量；插指敏感电极，形成在绝缘层上；气敏层，覆盖在插指敏感电极上，气敏层的电阻率变化能够通过插指敏感电极输出。本发明专利技术公开的FET加热的插指气敏传感器，结构简单，易于加工，具有加热均匀、功耗低及寿命长的特点，利于FET加热的插指气敏传感器的小型化和集成化设计。小型化和集成化设计。小型化和集成化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种FET加热的插指气敏传感器及其加工方法


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种FET加热的插指气敏传感器及其加工方法。

技术介绍

[0002]现有的气敏传感器需要单独设计加热线圈和敏感电极，这种结构的气敏传感器存在加热不均匀、金属原子迁移及出现膜裂纹的问题，降低了气敏传感器的稳定性，此外，还需要考虑多层金属的加工工艺，增加了气敏传感器的加工难度，不利于气敏传感器的批量化生产。

技术实现思路

[0003]基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种FET加热的插指气敏传感器及其加工方法，解决了现有技术存在的加热不均匀、金属原子迁移及出现膜裂纹的问题，降低了FET加热的插指气敏传感器的加工难度，利于FET加热的插指气敏传感器的批量化生产。
[0004]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种FET加热的插指气敏传感器，包括：衬底，其上设有隔热腔室，所述隔热腔室内设有硅岛，所述硅岛与所述衬底间隔设置；绝缘层，设置在所述硅岛和所述衬底的同一侧；FET加热组件，包括源极、栅极及漏极，所述源极和所述漏极间隔形成在所述硅岛内，所述栅极位于所述绝缘层内且位于所述源极和所述漏极之间，所述源极和所述漏极导通时能够产生热量；插指敏感电极，形成在所述绝缘层上；气敏层，覆盖在所述插指敏感电极上，所述气敏层的电阻率变化能够通过所述插指敏感电极输出。
[0006]作为一种FET加热的插指气敏传感器的优选方案，所述插指敏感电极为铂电极、金电极或者氮化钛电极。
[0007]作为一种FET加热的插指气敏传感器的优选方案，所述隔热腔室的侧壁沿所述衬底的轴线方向延伸，或者所述隔热腔室的侧壁与所述衬底的轴线方向呈夹角设置。
[0008]作为一种FET加热的插指气敏传感器的优选方案，所述绝缘层包括绝缘层本体和连接层，所述连接层沿所述绝缘层本体的一端向外延伸，所述连接层的延长线经过所述绝缘层本体的中心。
[0009]作为一种FET加热的插指气敏传感器的优选方案，所述栅极形成在所述硅岛和所述绝缘层之间且为多晶硅电极。
[0010]一种适用于以上任一技术方案所述的FET加热的插指气敏传感器的加工方法，包括：
[0011]提供衬底，在所述衬底的局部区域渗入离子，形成硅岛；
[0012]在所述硅岛上形成绝缘层、源极、漏极及栅极，所述源极和所述漏极间隔排布在所述硅岛内，所述栅极位于所述绝缘层内且位于所述源极和所述漏极之间；
[0013]在所述衬底上加工出隔热腔室，所述硅岛与所述衬底间隔设置；
[0014]在所述绝缘层上形成插指敏感电极；
[0015]在所述插指敏感电极上形成用于检测敏感气体含量的气敏层，形成半成品；
[0016]将所述半成品进行退火并冷却，形成FET加热的插指气敏传感器。
[0017]作为一种FET加热的插指气敏传感器的加工方法的优选方案，所述栅极为多晶硅电极，形成所述多晶硅电极时，包括：
[0018]在所述硅岛和所述衬底上形成第一子绝缘层；
[0019]在所述第一子绝缘层上形成多晶硅层；
[0020]在所述多晶硅层上形成第一止挡层；
[0021]图形化所述第一止挡层，形成刻蚀开口；
[0022]刻蚀正对所述刻蚀开口的所述多晶硅层；
[0023]去除图形化后的所述第一止挡层，剩余的所述多晶硅层形成所述多晶硅电极。
[0024]作为一种FET加热的插指气敏传感器的加工方法的优选方案，在所述绝缘层内形成所述插指敏感电极时，包括：
[0025]在所述衬底、所述硅岛、所述第一子绝缘层及所述栅极上形成第二子绝缘层，所述第一子绝缘层和所述第二子绝缘层组成绝缘层；
[0026]在所述绝缘层上形成第二止挡层；
[0027]图形化所述第二止挡层，形成填充开口；
[0028]刻蚀正对所述填充开口的所述绝缘层，形成电极槽；
[0029]向所述电极槽内溅射或者化学气相淀积导电材料；
[0030]去除图形化后的所述第二止挡层，填充在所述电极槽内的所述导电材料形成所述插指敏感电极。
[0031]作为一种FET加热的插指气敏传感器的加工方法的优选方案，采用丝网印刷方法将气敏材料滴涂在所述插指敏感电极上，或者采用蒸镀方法使气敏材料成型在所述插指敏感电极上，形成所述气敏层。
[0032]作为一种FET加热的插指气敏传感器的加工方法的优选方案，所述衬底为P型硅，所述硅岛为在所述P型硅上掺杂有磷离子的N阱硅岛，所述源极和所述漏极通过在所述N阱硅岛上掺杂硼离子形成。
[0033]本专利技术的有益效果为：
[0034]本专利技术公开的FET加热的插指气敏传感器，集成了FET加热组件和插指敏感电极，结构简单，利于气敏传感器的批量化生产，利用FET加热组件的场效应晶体管的焦耳热对气敏层进行加热，加热更加均匀，能够降低系统功耗，由于不含有金属原子，加热过程中不会金属原子迁移的问题，增加了FET加热的插指气敏传感器的稳定性，降低FET加热的插指气敏传感器出现膜裂纹的概率，促进了FET加热的插指气敏传感器的小型化和集成。
[0035]本专利技术公开的FET加热的插指气敏传感器的加工方法，工艺简单，利于气敏传感器的批量化生产，加工而成的FET加热的插指气敏传感器具有加热均匀、功耗低及寿命长的特点，利于FET加热的插指气敏传感器的小型化和集成化设计。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所
需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0037]图1是本专利技术具体实施例提供的FET加热的插指气敏传感器的剖视图；
[0038]图2是本专利技术具体实施例提供的FET加热的插指气敏传感器的FET加热组件的俯视图；
[0039]图3是本专利技术具体实施例提供的FET加热的插指气敏传感器的插指敏感电极的俯视图；
[0040]图4是本专利技术具体实施例提供的FET加热的插指气敏传感器的绝缘层的俯视图；
[0041]图5是本专利技术第一个其他实施例的FET加热的插指气敏传感器的剖视图；
[0042]图6是本专利技术第二个其他实施例的FET加热的插指气敏传感器的剖视图；
[0043]图7是本专利技术具体实施例提供的FET加热的插指气敏传感器的加工方法的流程图；
[0044]图8至图24是本专利技术具体实施例提供的FET加热的插指气敏传感器的加工方法的过程图。
[0045]图中：
[0046]1、衬底；10、隔热腔室；11、硅岛；
[0047]2、绝缘层；20、电极槽；201、第一子绝缘层；202、第二子绝缘层；21、绝缘层本体；22、连接层；
[0048]3、FET加热组件；31、源极；3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FET加热的插指气敏传感器，其特征在于，包括：衬底，其上设有隔热腔室，所述隔热腔室内设有硅岛，所述硅岛与所述衬底间隔设置；绝缘层，设置在所述硅岛和所述衬底的同一侧；FET加热组件，包括源极、栅极及漏极，所述源极和所述漏极间隔形成在所述硅岛内，所述栅极位于所述绝缘层内且位于所述源极和所述漏极之间，所述源极和所述漏极导通时能够产生热量；插指敏感电极，形成在所述绝缘层上；气敏层，覆盖在所述插指敏感电极上，所述气敏层的电阻率变化能够通过所述插指敏感电极输出。2.根据权利要求1所述的FET加热的插指气敏传感器，其特征在于，所述插指敏感电极为铂电极、金电极或者氮化钛电极。3.根据权利要求1所述的FET加热的插指气敏传感器，其特征在于，所述隔热腔室的侧壁沿所述衬底的轴线方向延伸，或者所述隔热腔室的侧壁与所述衬底的轴线方向呈夹角设置。4.根据权利要求1所述的FET加热的插指气敏传感器，其特征在于，所述绝缘层包括绝缘层本体和连接层，所述连接层沿所述绝缘层本体的一端向外延伸，所述连接层的延长线经过所述绝缘层本体的中心。5.根据权利要求1所述的FET加热的插指气敏传感器，其特征在于，所述栅极形成在所述硅岛和所述绝缘层之间且为多晶硅电极。6.一种适用于权利要求1至5任一项所述的FET加热的插指气敏传感器的加工方法，其特征在于，包括：提供衬底，在所述衬底的局部区域渗入离子，形成硅岛；在所述硅岛上形成绝缘层、源极、漏极及栅极，所述源极和所述漏极间隔排布在所述硅岛内，所述栅极位于所述绝缘层内且位于所述源极和所述漏极之间；在所述衬底上加工出隔热腔室，所述硅岛与所述衬底间隔设置；在所述绝缘层上形成插...

【专利技术属性】
技术研发人员：任青颖，柳俊文，史晓晶，李卫，胡引引，
申请(专利权)人：南京元感微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：