[发明专利]基于减薄工艺的热式风速风向传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于减薄工艺的热式风速风向传感器，其特征在于，包括减薄硅芯片（21），所述减薄硅芯片（21）的背面通过导热胶（22）连接有陶瓷基板（23），在减薄硅芯片（21）的正面设有N阱（7），在N阱（7）上设有氧化层（11），在N阱（7）的中部设有4个扩散电阻加热元件（9）及4个热传感测温元件（15），4个热传感测温元件（15）为热电偶测温元件且分布于4个扩散电阻加热元件（9）的四周，在氧化层（11）的边缘区域设有电引出焊盘（14），4个扩散电阻加热元件（9）的电引出焊盘（18）及4个热传感测温元件（15）的电引出焊盘（13）分别通过金属引线与电引出焊盘（14）连接，在4个扩散电阻加热元件（9）和4个热传感测温元件（15）之间设置有热隔离槽（16），所述热隔离槽（16）深及减薄硅芯片（21）衬底中。

2.一种权利要求1所述的基于减薄工艺的热式风速风向传感器的制备方法，其特征在于：

第一步，硅芯片的制备

步骤1，在硅芯片（1）表面热生长第一热氧化层（2）；

步骤2，在第一热氧化层（2）上化学气相淀积氮化硅层（3）；

步骤3，利用RIE技术对硅芯片（1）进行刻蚀，定义有源区（4）；

步骤4，化学气相淀积第二氧化层（5）；

步骤5，利用CMP技术对硅芯片（1）进行抛光处理；

步骤6，湿法腐蚀去除氮化硅层（3），制备完成场氧化层（6）；

步骤7，磷离子注入，制备N阱（7）；

步骤8，热生长栅氧化层（8）；

步骤9，硼离子注入，制备加热元件（9）和热传感测温元件（15）的一个端（10）；

步骤10，化学气相淀积第三氧化层，其中第一热氧化层（2）、第二氧化层（5）和第三氧化层合并为氧化层（11）；

步骤11，利用干法刻蚀工艺制备热传感测温元件（15）上通孔（12）和加热元件（9）上通孔（17）；

步骤12，利用溅射工艺制备电引出用铝焊盘（14）和热传感测温元件（15）的另一个端（13）以及加热元件（9）电引出焊盘（18）；

步骤13，利用干法刻蚀工艺在加热元件（9）和热传感测温元件（15）之间制备热隔离槽（16）；

第二步，减薄和封装

步骤1，在硅芯片（1）的正面悬涂石蜡层（19）；

步骤2，在80℃环境温度下通过石蜡层（19）在硅芯片（1）的正面粘附载玻片（20）；

步骤3，利用减薄工艺对硅芯片（1）的衬底进行减薄直至衬底厚度为80微米到100微米范围，得到减薄硅芯片（21）；

步骤4，在减薄硅芯片（21）背面悬涂导热胶（22），并贴敷陶瓷基板（23），在环境温度100℃下对导热胶进行固化；

步骤5，在80℃环境温度下去除载玻片（20）和石蜡层（19）；

第三步，划片，完成风速风向传感器的制备。