一种铂电阻温度传感器芯片的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种铂薄膜电阻温度传感器芯片的生产工艺，通过金属剥离和磁控溅射相结合可以大规模生产该芯片，步骤一：在氧化铝陶瓷衬底上旋涂光刻胶，然后通过光刻将设计的图案转移到衬底上面；步骤二：使用磁控溅射设备在氧气气氛下轰击Pt靶材，可以在具有图案化的衬底上沉积PtO薄膜；步骤三：磁控溅射结束后在700℃

【技术实现步骤摘要】
一种铂电阻温度传感器芯片的生产工艺


[0001]本专利技术涉及铂薄膜电阻温度传感器
，尤其涉及一种铂薄膜电阻温度传感器芯片的生产工艺。

技术介绍

[0002]铂薄膜电阻温度传感器为一种将铂金属为导电材料绘制电路图的温度传感器，铂薄膜电阻温度传感器其芯片将铂电阻接入电路中，通过观察电流的变化就可以知道电阻的变化，在根据电阻的变化推测出温度的数值，应用的高温可以到达约1100℃，为一种高精度的温度传感器，在航天和电动汽车领域必不可少的温度检查元件；现阶段比较成熟的铂薄膜电阻温度传感器生产工艺多依赖激光剥离方式得到图案化的Pt图案化薄膜，该工艺由于激光剥离效率较低，成本较高，且激光存在衰减，剥离过程容易产生明显过渡区损伤层导致实际生产中存在较多问题，为了推进铂薄膜电阻温度传感器的大规模生产，降低生产成本提升生产效率和良率，本专利技术结合半导体金属剥离工艺、磁控溅射工艺和退火工艺可较容易实现该温度传感器的大规模生产。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中的激光只能一点一点对Pt进行剥离，生产效率非常缓慢且易产生芯片损伤导致不良，两者导致无法形成高效率的芯片生产线，由于激光剥离效率较低，成本较高，且激光存在衰减，剥离过程容易产生明显过渡区损伤层导致实际生产中存在较多问题，影响铂电阻的品质的问题，从而提出一种铂电阻温度传感器芯片的生产工艺。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种铂薄膜电阻温度传感器芯片的生产工艺，其步骤包括：步骤一：在氧化铝陶瓷衬底上旋涂光刻胶，然后进行光刻将设计的图案转移到衬底上面；步骤二：使用磁控溅射设备在氧气气氛下轰击Pt靶材，可以在具有图案化的衬底上沉积PtO薄膜；步骤三：磁控溅射结束后在700℃
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800℃进行退火，可以将图案化的PtO薄膜转化成图案化的Pt薄膜。
[0005]进一步优选的，所述步骤三：退火温度为线性升温过程温度范围节点为两个250℃
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300℃和700℃
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800℃。
[0006]进一步优选的，所述步骤三：退火过程中升温到250℃，并使温度保持10min
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15min。
[0007]进一步优选的，所述步骤三：退火高温为700℃
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800℃。
[0008]进一步优选的，所述步骤三：退火的高温保温时间为30min
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60min。
[0009]本专利技术的有益效果是：光刻胶在衬底预留出设计的电路图案，再将PtO喷涂到芯片
表面将光刻胶覆盖，最后在逐步加热，使光刻胶裂解得到设计的电路图案，在将PtO加热分解，得到Pt电路图，可以一步得到设计图案，大大提高芯片生产效率，并且无需使用激光，大大节省能耗，可以装配成高效率低能耗的芯片生产线；在退火的步骤中，在氧化铝陶瓷衬底上薄膜为PtO薄膜，与氧化铝的结合强度远远大于Pt薄膜，同时在PtO退火的过程中，不仅仅是再结晶致密化的过程，在600℃以上铂的氧化物发生分解形成氧和纯铂金属的化学反应，排出的氧可以带着在溅射过程中掺入薄膜中的C、S等杂质，同时由于磁控溅射的沉积速率高，在薄膜上还会存在大量晶格不整齐的效应，通过高温退火后可以使得铂之间的晶格形状更加整齐，同时这可以增加薄膜与衬底之间的结合强度。
附图说明
[0010]图1为本专利技术的铂薄膜电阻温度传感器芯片的生产工艺的流程示意。
实施方式
[0011]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0012]一种铂薄膜电阻温度传感器芯片的生产工艺，其步骤包括：S1：采用半导体金属剥离工艺，在氧化铝陶瓷衬底上旋涂光刻胶，然后进行光刻将设计的图案转移到陶瓷衬底上面；S2：使用磁控溅射设备在氧气气氛下轰击Pt靶材，可以在具有图案化的衬底上沉积PtO薄膜；S3：磁控溅射结束后在700℃
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800℃进行退火，可以将图案化的PtO薄膜转化成图案化的Pt薄膜。
[0013]优选的，S3：退火温度为线性升温过程温度范围节点为两个250℃
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300℃和700℃
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800℃，光刻胶在250℃开始裂解，随着温度的升高光刻胶的裂解速率也增加，使光刻胶和PtO依次进行退火。
[0014]优选的，S3：退火过程中升温到250℃，并使温度保持10min
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15min，光刻胶开始裂解，但PtO并不会受热分解，250℃时停留10min就可以使芯片表面的光刻胶全部裂解，防止光刻胶的裂解和PtO的受热分解同时发生。
[0015]优选的，S3：退火高温为700℃
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800℃，退火温度可以为700℃，700℃为PtO分解的最低温度，700℃
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800℃时PtO就开始分解，随着温度的升高PtO分解成Pt的效率也随着增加。
[0016]优选的，S3：退火的高温保温时间为30min
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60min，PtO经过30min分解后可以全部完成，得到完成的设计图案。
[0017]其中，光刻胶在氧化铝陶瓷衬底上的厚度需要达到3μm
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5μm，Pt的设计厚度为1μm
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2μm，光刻胶与PtO的具有1μm
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3μm的高度差，可以防止PtO在光刻胶的边缘粘连，使PtO的边缘平整，得到的Pt传感器芯片品质更佳，光刻胶选择耐高温的负性光刻胶，这样可以保证磁控溅射过程中PtO薄膜层品质，且剥离后能够得到完成的设计图案。
实施例
[0018]在氧化铝陶瓷衬底上旋涂3μm光刻胶，然后进行光刻将设计的图案转移到衬底上面；使用磁控溅射设备在氧气气氛下轰击Pt靶材，可以在具有图案化的衬底上沉积1μm的PtO薄膜；磁控溅射结束后升温到250℃，并使温度保持10min，光刻胶开始裂解，在光刻胶裂解后升温至800℃，并至少保持30min，确保将图案化的PtO薄膜转化成图案化的Pt薄膜，得到Pt传感器芯片。
实施例
[0019]在氧化铝陶瓷衬底上旋涂2μm光刻胶，然后进行光刻将设计的图案转移到衬底上面；使用磁控溅射设备在氧气气氛下轰击Pt靶材，可以在具有图案化的衬底上沉积2μm的PtO薄膜；磁控溅射结束后升温到250℃，并使温度保持10min，光刻胶开始裂解，在光刻胶裂解后升温至800℃，并至少保持30min，确保将图案化的PtO薄膜转化成图案化的Pt薄膜，得到Pt传感器芯片。
实施例
[0020]在氧化铝陶瓷衬底上旋涂3μm光刻胶，然后进行光刻将设计的图案转移到衬底上面；使用磁控溅射设备在惰性气体气氛下轰击Pt靶材，可以在具有图案化的衬底上沉积1μm的Pt薄膜；得到Pt传感器芯片。
[0021]对比例1：采用现有的铂薄膜电阻温度传感器生产工艺，通过直流溅射将Pt膜覆在基底上，并且采用激光剥离形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铂薄膜电阻温度传感器芯片的生产工艺，其特征在于，其步骤包括：步骤一：采用半导体金属剥离工艺，在氧化铝陶瓷衬底上旋涂光刻胶，然后进行光刻将设计的图案转移到陶瓷衬底上面；步骤二：使用磁控溅射设备在氧气气氛下轰击Pt靶材，可以在具有图案化的衬底上沉积PtO薄膜；步骤三：磁控溅射结束后在700℃
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800℃进行退火，可以将图案化的PtO薄膜转化成图案化的Pt薄膜。2.根据权利要求1所述的铂薄膜电阻温度传感器芯片的生产工艺，其特征在于，所述步骤三：退火温度为线性升温过程温度范围节点为两个250℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：涂亮亮，王祥，牛琳，
申请(专利权)人：南昌三盛半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：