【技术实现步骤摘要】
本技术涉及流量传感器，尤其是指一种双热源mems气体流量芯片。
技术介绍
1、微流道mems（microelectromechanical systems，微电子机械系统）气体流量芯片是一种基于微机电系统技术制作的气体流量传感器，主要应用于气体流量测量和流量控制。与传统的气体流量计相比，微流道mems气体流量芯片具有结构紧凑、量程大、对微小流量响应迅速等优点，因此在工业自动化、能源管理、环境监测等领域中应用广泛。如在电力电子领域中，微流道mems气体流量芯片可以用于流量控制和冷却，提高电子系统的性能和可靠性。在环境领域中，用于设备的气体泄漏的监测。生命科学领域中，微流道mems气体流量芯片可以用于生物反应器中气体的流量控制，保证生物反应器中的气体营养物质和气体排出物的均衡，为生物反应器的培养和研究提供技术支撑。
2、然而，在实际应用中，一些微小的流量变化可能会未能被传感器准确检测到，同时，目前的气体流量传感器的测量量程限制了其适用范围。另外，当前环境中可能存在的干扰源包括温度变化、湿度变化、压力变化等，这些因素可能会对传感器的测量结果产生影响。
3、因此，现有气体流量传感器的微流量检测的灵敏度、测量量程和抗干扰能力有待进一步提高。
技术实现思路
1、为此，本技术提供一种双热源mems气体流量芯片，提高了微流量检测的灵敏度且测量范围广以及抗干扰能力强。
2、为解决上述技术问题，本技术提供一种双热源mems气体流量芯片，包括：
3、硅衬底
4、热电堆，设置于所述硅衬底上，所述热电堆包括上游热电堆下层热电偶、下游热电堆下层热电偶以及设置与所述上游热电堆下层热电偶和所述下游热电堆下层热电偶之间的中心热源；其中，所述上游热电堆下层热电偶包括沿芯片第一轴（y-y`）向剖面对称设置的上游热电堆测温负电极和上游热电堆测温正电极；
5、所述下游热电堆下层热电偶包括沿芯片第一轴（y-y`）向剖面对称设置的下游热电堆测温负电极和下游热电堆测温正电极；
6、所述上游热电堆测温负电极和所述下游热电堆测温负电极沿芯片第二轴（x-x`）向剖面对称设置；所述上游热电堆测温正电极和所述下游热电堆测温正电极沿芯片第二轴（x-x`）向剖面对称设置；
7、所述中心热源包括第一组中心热源和第二组中心热源，所述第一组中心热源包括沿芯片第二轴（x-x`）向剖面对称设置且位于所述上游热电堆测温负电极和所述下游热电堆测温负电极中心的第一中心热源加热负电极和第一中心热源加热正电极，所述第二组中心热源包括沿芯片第二轴（x-x`）向剖面对称设置且位于所述上游热电堆测温正电极和所述下游热电堆测温正电极中心的第二中心热源加热负电极和第二中心热源加热正电极；
8、第一绝缘层，覆盖于所述热电堆且包括多个冷热端连接通孔；
9、导线结构，通过所述冷热端连接通孔与所述热电堆相接触。
10、在本技术的一种实施方式中，所述硅衬底包括硅片以及包括沿所述硅片的第表面依次设置的一层第一氧化硅支撑层、一层氮化硅支撑层和一层第二氧化硅支撑层。
11、在本技术的一种实施方式中，所述导线结构包括分别通过所述冷热端连接通孔与上游热电堆下层热电偶、所述下游热电堆下层热电偶和所述中心热源相接触的上游热电堆下层热电偶导线结构、下游热电堆下层热电偶导线结构和中心热源导线结构。
12、在本技术的一种实施方式中，还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层设置于所述第一绝缘层上并覆盖所述上游热电堆下层热电偶导线结构、所述下游热电堆下层热电偶导线结构和所述中心热源导线结构。
13、在本技术的一种实施方式中，还包括钝化层，所述钝化层设置于所述第二绝缘层上。
14、在本技术的一种实施方式中，所述热电堆的材料为p型多晶硅。
15、在本技术的一种实施方式中，所述导线结构的材质为铝。
16、在本技术的一种实施方式中，所述硅衬底上相对于所述热电堆的一面设置有背面释放腔。
17、本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
18、本技术采用中心双热源结构，提高了测量的准确性和稳定性，双热源结构采用两组独立的p型多晶硅半导体中心热源，优势如下：
19、当对第一组中心热源供电时，此铂电阻当作热源，第二组中心热源可以用来做测试温度电阻，可以通过测试其阻值r2来检测第一组中心热源的产生的温度，以及上下游热电堆的输出值u1与u2，进而算出△v1=u1-u2，同理，当第二组中心热源供电时，其电阻当作热源，第一组中心热源可以用来做测试温度电阻，可以通过测试第一组中心热源r1检测第二组中心热源作为中心热源的产生的温度，以及上下游热电堆的输出值u3与u4，进而算出△v2=u3-u4，通过上述方式，可以检测晶圆代工工艺的一致性，即两组铂电阻的发热量是否一致，通过计算△r=r1-r2，△v=△v1-△v2是否分别符合阈值△δ、△ε以内，作为两组热源的单组自检测及测温热电堆的自检测的评价，双热源的设计可以作为双自检测的一个理论依据；
20、可以提高器件的普适性，用于不同量程检测：当只对其中一组中心热源进行供电时，单组热源可以测的的量程为x，而当给双热源组同时供电时，则可测量量程能达到1.5x~2x，单组热源的因只需给单组热源进行供电功耗更低，响应时间更快，双热源结构因中心热源产生的热量更多，当受到流量的变化时，上下游热量的改变速度更快，灵敏度更高，上下游热量的改变值，即导致的温差绝对值亦会更大，扩大了线性测量范围，所以双热源结构设计，可以使器件量程更大，可以满足用户应对不用应用场景的不同需求；
21、增强了抗干扰能力：双热源结构可以通过多重温度差的合并，降低电源、温度和流体纵向均匀性方面的误差，增强了热式流量计的抗干扰能力。
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1.一种双热源MEMS气体流量芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种双热源MEMS气体流量芯片，其特征在于，所述硅衬底（1）包括硅片（11）以及包括沿所述硅片（11）的第表面依次设置的一层第一氧化硅支撑层（12）、一层氮化硅支撑层（13）和一层第二氧化硅支撑层（14）。
3.根据权利要求1所述的一种双热源MEMS气体流量芯片，其特征在于，所述导线结构包括分别通过所述冷热端连接通孔（251）与上游热电堆下层热电偶（22）、所述下游热电堆下层热电偶（23）和所述中心热源（24）相接触的上游热电堆下层热电偶导线结构（261）、下游热电堆下层热电偶导线结构（262）和中心热源导线结构（263）。
4.根据权利要求3所述的一种双热源MEMS气体流量芯片，其特征在于，还包括第二绝缘层（27），所述第二绝缘层（27）设置于所述第一绝缘层（25）上并覆盖所述上游热电堆下层热电偶导线结构（261）、所述下游热电堆下层热电偶导线结构（262）和所述中心热源导线结构（263）。
5.根据权利要求4所述的一种双热源MEMS气体流量芯片，其特
6.根据权利要求1所述的一种双热源MEMS气体流量芯片，其特征在于，所述热电堆的材料为P型多晶硅。
7.根据权利要求1所述的一种双热源MEMS气体流量芯片，其特征在于，所述导线结构的材质为铝。
8.根据权利要求1所述的一种双热源MEMS气体流量芯片，其特征在于，所述硅衬底（1）上相对于所述热电堆的一面设置有背面释放腔（15）。
...【技术特征摘要】
1.一种双热源mems气体流量芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种双热源mems气体流量芯片，其特征在于，所述硅衬底（1）包括硅片（11）以及包括沿所述硅片（11）的第表面依次设置的一层第一氧化硅支撑层（12）、一层氮化硅支撑层（13）和一层第二氧化硅支撑层（14）。
3.根据权利要求1所述的一种双热源mems气体流量芯片，其特征在于，所述导线结构包括分别通过所述冷热端连接通孔（251）与上游热电堆下层热电偶（22）、所述下游热电堆下层热电偶（23）和所述中心热源（24）相接触的上游热电堆下层热电偶导线结构（261）、下游热电堆下层热电偶导线结构（262）和中心热源导线结构（263）。
4.根据权利要求3所述的一种双热源mems气体流量芯片，其特征在于，还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨绍松，李文卿，
申请(专利权)人：无锡芯感智半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：
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