【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及流量測(cè)量，尤其是涉及一種流量傳感器及其制作方法。
技術(shù)介紹
1、流量傳感器是一種將流量/流速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。按照技術(shù)路線可分為熱式、電磁式、科里奧利式、超聲式等。其中，熱式流量傳感器因?yàn)槠渲谱鞴に囅鄬?duì)容易且成熟、量程覆蓋面廣、成本低等優(yōu)勢(shì)成為了商業(yè)化程度最高、應(yīng)用最廣泛的流量傳感器。
2、公布號(hào)為cn214471098u的中國(guó)技術(shù)專利公開了一種真空隔熱的mems流量傳感器，該流量傳感器包括：襯底，設(shè)有真空密閉腔體體；第一介質(zhì)層，形成于襯底的上表面；加熱元件、感溫元件及金屬電極，形成于第一介質(zhì)層的上表面，其中感溫元件對(duì)稱分布在加熱元件的兩側(cè)，加熱元件及感溫元件局部位于腔體體的上方；第二介質(zhì)層，覆蓋加熱元件、感溫元件、金屬電極及腔體，且局部刻蝕出開口。該技術(shù)的mems流量傳感器利用低壓力化學(xué)氣相連接法的“保形效應(yīng)”形成真空密閉腔體體，一方面可提高腔體的隔熱性能，另一方面可減少被測(cè)流體與腔體體之間的對(duì)流熱損失，從而有利于降低器件功耗，并增大上下游感溫元件之間的溫差，有效提高器件靈敏度。但是該專利從生產(chǎn)的角度有兩方面缺陷，第一：低壓力化學(xué)氣相連接法的“保形效應(yīng)”并非常規(guī)半導(dǎo)體工藝，需要一定的開發(fā)成本及開發(fā)周期去研究其工藝參數(shù)（例如通氣量、氣體比例）和設(shè)計(jì)參數(shù)（腔體的尺寸、形狀、數(shù)量、排布）；第二：該專利在完成腔體密封后需要在表面進(jìn)行刻蝕工藝形成開口以使得金屬電極暴露出來供電連接，但是此時(shí)腔體體上方已經(jīng)形成薄膜，在整個(gè)刻蝕工藝（包括涂膠、光刻、顯影、刻蝕、去膠）中容易對(duì)薄膜組件形成物理傷害，增加破膜的概
3、如何使用低成本常規(guī)工藝形成真空腔體的同時(shí)減少生產(chǎn)過程中的破膜概率從而降低成本是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為此，本專利技術(shù)提供一種使用低成本常規(guī)工藝形成真空腔體的同時(shí)減少生產(chǎn)過程中的破膜概率從而降低成本的流量傳感器及其制作方法。
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種流量傳感器，包括：
3、第一襯底，所述第一襯底設(shè)有沿第一方向貫通的腔體，所述腔體具有分別位于所述第一襯底的正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊牡谝磺豢诤偷诙豢冢?/p>
4、薄膜組件，所述薄膜組件連接于所述第一襯底的正面?zhèn)?，所述薄膜組件包括第一薄膜區(qū)和第二薄膜區(qū)，所述第一薄膜區(qū)與所述腔體在垂直所述第一方向的投影面上的正投影相互重合，所述第一薄膜區(qū)包括第一絕緣支撐層和敏感層，所述第一絕緣支撐層密封所述第一腔口，所述敏感層連接于所述第一絕緣支撐層朝向所述腔體外部的表面上，所述第二薄膜區(qū)連接于所述第一襯底的背面?zhèn)龋龅诙∧^(qū)與所述腔體在垂直所述第一方向的投影面上的正投影相互錯(cuò)開，所述第二薄膜區(qū)包括第二絕緣支撐層和電極層，所述第二絕緣支撐層覆蓋所述第一襯底的正面?zhèn)缺砻?，所述電極層連接于所述第二絕緣支撐層背離所述第一襯底的表面上，所述第一薄膜區(qū)朝向所述腔體外部的第一薄膜自由表面相對(duì)所述第二薄膜區(qū)背離所述第一襯底的第二薄膜自由表面向內(nèi)凹陷；
5、第二襯底，所述第二襯底連接于所述第一襯底的背面?zhèn)?，所述第二襯底密封所述第二腔口。
6、進(jìn)一步地，所述第一襯底的正面設(shè)有凹槽，所述第一腔口貫通所述凹槽的槽底，所述第一薄膜區(qū)的至少一部分嵌入所述凹槽中。
7、進(jìn)一步地，所述第一薄膜區(qū)嵌入所述凹槽內(nèi)的部分的厚度在5nm-5um之間。
8、進(jìn)一步地，所述第一薄膜區(qū)和所述第二襯底將所述腔體密封為真空腔體。
9、進(jìn)一步地，所述第一薄膜區(qū)還包括第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層連接于所述敏感層背離所述第一絕緣支撐層的表面上。
10、進(jìn)一步地，所述第二薄膜區(qū)還包括第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層連接于所述電極層背離所述第二絕緣支撐層的表面上，所述第二保護(hù)層上設(shè)有露出至少部分所述電極層的開口。
11、本專利技術(shù)還提供了所述的流量傳感器的制作方法，包括依次進(jìn)行的如下步驟：
12、第一沉積步驟，在所述第一襯底的正面沉積絕緣支撐材料以形成所述第一絕緣支撐層和所述第二絕緣支撐層；
13、鍍膜步驟，在所述第一絕緣支撐層的自由表面濺射或蒸發(fā)熱敏電阻材料以形成所述敏感層，在所述第二絕緣支撐層的自由表面濺射或蒸發(fā)電極材料以形成所述電極層；
14、腔體蝕刻步驟，在所述第一襯底的背面蝕刻出所述腔體；
15、襯底鍵合步驟，將所述第二襯底鍵合連接于所述第一襯底的背面上。
16、進(jìn)一步地，還包括在所述第一沉積步驟之前進(jìn)行的如下步驟：
17、凹槽蝕刻步驟，在所述第一襯底的正面制備所述的流量傳感器的凹槽。
18、進(jìn)一步地，所述鍵合步驟中，在真空環(huán)境下，將所述第二襯底鍵合連接于所述第一襯底的背面上以形成所述的流量傳感器的真空腔體。
19、進(jìn)一步地，還包括在所述鍍膜步驟和所述腔體蝕刻步驟之間依次進(jìn)行的如下步驟：
20、第二沉積步驟，在所述敏感層和所述電極層的自由表面?zhèn)瘸练e保護(hù)材料以形成所述的流量傳感器的第一保護(hù)層和所述的流量傳感器的第二保護(hù)層；
21、開口蝕刻步驟，在所述第二保護(hù)層上蝕刻出所述的流量傳感器的開口。
22、本專利技術(shù)的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
23、1）本專利技術(shù)所述的流量傳感器及其制作方法，通過設(shè)置第二襯底和采用低成本常規(guī)工藝，能夠密封腔體，腔體的隔熱性能得到進(jìn)一步提高，可有效減少熱損失，有利于降低器件功耗，提高器件靈敏度；第二薄膜自由表面相對(duì)第二薄膜自由表面向內(nèi)凹陷，能夠避免在第一襯底與第二襯底的鍵合工藝過程中對(duì)第一薄膜區(qū)造成物理損傷，減少生產(chǎn)過程中的破膜概率，從而降低成本；
24、2）本專利技術(shù)所述的流量傳感器及其制作方法，通過在第一襯底上設(shè)置凹槽，第一薄膜區(qū)嵌入凹槽中，一方面，便于在第一薄膜自由表面和第二薄膜自由表面形成落差，另一方面，能夠減小流量傳感器的厚度；
25、3）本專利技術(shù)所述的流量傳感器及其制作方法，第一薄膜區(qū)嵌入凹槽中的部分的厚度在5nm-5um之間，第一薄膜自由表面和第二薄膜自由表面形成的落差和流量傳感器的厚度均比較合適；
26、4）本專利技術(shù)所述的流量傳感器及其制作方法，腔體為真空腔體，具有優(yōu)秀的隔熱性能；
27、5）本專利技術(shù)所述的流量傳感器及其制作方法，還包括第一保護(hù)層，能夠有效保護(hù)敏感層；
28、6）本專利技術(shù)所述的流量傳感器及其制作方法，還包括第二保護(hù)層，能夠有效保護(hù)電極層。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種流量傳感器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一襯底的正面設(shè)有凹槽，所述第一腔口貫通所述凹槽的槽底，所述第一薄膜區(qū)的至少一部分嵌入所述凹槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一薄膜區(qū)嵌入所述凹槽內(nèi)的部分的厚度在5nm-5um之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一薄膜區(qū)和所述第二襯底將所述腔體密封為真空腔體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一薄膜區(qū)還包括第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層連接于所述敏感層背離所述第一絕緣支撐層的表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，所述第二薄膜區(qū)還包括第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層連接于所述電極層背離所述第二絕緣支撐層的表面上，所述第二保護(hù)層上設(shè)有露出至少部分所述電極層的開口。
7.權(quán)利要求1至6任一所述的流量傳感器的制作方法，其特征在于，包括依次進(jìn)行的如下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量傳感器的制作方法，其特征在于，還包括在所述第一沉
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量傳感器的制作方法，其特征在于，所述鍵合步驟中，在真空環(huán)境下，將所述第二襯底鍵合連接于所述第一襯底的背面上以形成權(quán)利要求4所述的流量傳感器的真空腔體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量傳感器的制作方法，其特征在于，還包括在所述鍍膜步驟和所述腔體蝕刻步驟之間依次進(jìn)行的如下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種流量傳感器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一襯底的正面設(shè)有凹槽，所述第一腔口貫通所述凹槽的槽底，所述第一薄膜區(qū)的至少一部分嵌入所述凹槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一薄膜區(qū)嵌入所述凹槽內(nèi)的部分的厚度在5nm-5um之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一薄膜區(qū)和所述第二襯底將所述腔體密封為真空腔體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一薄膜區(qū)還包括第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層連接于所述敏感層背離所述第一絕緣支撐層的表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，所述第二薄膜區(qū)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：溫賽賽，張?jiān)ＨA，汝俊，李景明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州億波達(dá)微系統(tǒng)技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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