[发明专利]倒装晶片流量传感器

说明书

技术领域

本发明涉及流量传感器和传感器系统，本发明还涉及在加热器的任意一侧 上使用温度传感器以测量流体的流动。

背景技术

流体流动的测量在制造、医学、环境监控和其他领域是重要的。一种类型 的流量传感器测量流过加热器的流体的温度升高。越小的温度上升对应于越快 的流动。气体和液体都是流体，并且它们的流速可以通过包括温度传感器和加 热器的流量传感器测量。

现有技术提供使用公知的半导体处理技术用于制造温度传感器和加热器 的系统和方法。半导体制造领域的技术人员熟悉这些系统和方法，例如光刻、 沉积、气相沉积、蚀刻、湿法蚀刻、等离子体蚀刻、反应离子蚀刻以及众多的 其他方法。

由于某些传感器材料与流体相接触并且由于它们是易发生反应的，因而很 多可测量的流体和气体与流体流量传感器和结合垫片发生化学反应。此外，暴 露在被测量的气体或液体的表面上制作的引线结合可能与流动相互影响，或者 可能被流动材料腐蚀。本发明的各方面通过防止流体与易发生反应的传感器材 料接触而直接解决了现有技术的缺点。

发明内容

提供下面的概述用于易于理解对于实施例才有的一些创新性特征，但并不 意味着完整的说明。完整的理解实施例的各个方面可通过将全部说明书、权利 要求书、附图以及摘要作为一个整体来获得。

因此，实施例的一个方面是提供衬底，例如典型地用在半导体处理中的晶 片。该衬底可以是硅晶片、玻璃晶片、石英晶片、绝缘体上硅(SOI)晶片，或 者另一种类型的晶片。该衬底具有顶部和底部。

半导体处理技术可以用于形成上游温度传感器、下游温度传感器和加热 器。流过在衬底底部形成的通道的流体具有流动方向，使流体从入口到出口。 同样地，流体流入入口，首先经过上游温度传感器，然后是加热器，然后是下 游温度传感器，最后从出口流出。流量传感器可以具有用于测量流体在入口处 的温度的入口温度传感器。流量传感器还可具有远离通道定位的衬底温度传感 器。温度传感器和加热器位于衬底的顶部，通道形成在衬底的底部中。

形成在衬底的底部中的通道的顶部通过衬底材料的隔膜与该衬底隔开。由 于它们在隔膜的另一侧上，流过通道的流体不能与上游传感器、加热器、下游 传感器、结合垫片和引线结合接触。

衬底材料可以具有高的导热性能。理想上，热可以轻易的流过隔膜。然而， 流过衬底的其他部分的热可以降低流量传感器的灵敏度、准确度和精度。隔膜 周围的热屏障可以保护传感器免受寄生的热流动影响。

附图说明

附图中，贯穿不同视图的同样的附图标记指示同样的或功能类似的元件， 且附图结合于说明书并形成说明书的一部分，进一步阐明实施例的各个方面， 并且附图与发明的背景、发明的简要概述以及发明的详细说明一起解释实施例 的原理。

图1阐明了根据实施例各方面的衬底的侧视图；

图2阐明了根据实施例各方面的流量传感器的侧视图；

图3阐明了根据实施例各方面的流量传感器的顶视图；

图4阐明了根据某些实施例各方面的绝缘体上硅衬底的侧视图；

图5阐明了根据某些实施例各方面的绝缘体上硅衬底上的流量传感器的侧 视图；

图6阐明了依据实施例各方面的具有热屏障的流量传感器的侧视图；

图7阐明了依据确定的实施例各方面的具有热屏障的流量传感器的顶视 图；

图8阐明了依据确定的实施例各方面的具有梯形通道的衬底的顶视图；

图9阐明了依据确定的实施例各方面的具有梯形通道的衬底的剖视图；

图10阐明了依据确定的实施例各方面的具有围绕隔膜的热屏障的流量传 感器的顶视图；

图11阐明了依据实施例各方面的制造流量传感器的高水平流程图。

具体实施方式

在这些非限定示例中所讨论的具体值和结构可以变化，且它们仅仅被引用 来阐明至少一个实施例，且并不意味着限定它的范围。总体来说，附图是不成 比例的。

图1阐明了依据实施例各方面的衬底101的侧视图。衬底可以是硅晶片、 玻璃晶片、石英晶片或者在半导体制造中通常使用的其他材料的晶片。