[发明专利]具有传感器的集成电路和制造这种集成电路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路(IC)，包括：衬底，承载多个电路元件；金属化叠层，将所述电路元件互连，所述金属化叠层包括已构图的上部金属化层，所述上部金属化层包括第一金属部分；钝化叠层，覆盖所述金属化叠层；以及传感器。

本发明还涉及一种制造这种IC的方法。

背景技术

当前，集成电路(IC)可以包括诸多的传感器，例如气体传感器、相对湿度(RH)传感器、特定分析物检测传感器等等。由于多种原因，可以将这些传感器包括在IC设计中。

例如，可以将气体传感器包括在IC中，用于检测添加了芯片的产品的环境条件中的变化，使得通过监测芯片的传感器读数可以实现产品质量控制。例如，这可以用于精确地预测例如易腐食品原料等产品的剩余保存期。例如，气体传感器可以适用于确定环境大气中的CO₂含量的变化。替代地，气体传感器可以用于检测诸如建筑物之类的大型环境的气体成分中的变化，或者可以用于医疗应用领域，例如在呼吸器械中。

特别相关的是诸如用于产品监测的RF标签之类的大量销售的应用，可以利用有限的附加成本将气体传感器功能添加到IC，因为在这些IC上存在较大的价格压力；即必须便宜地生产这些IC以便商业上具有吸引力。

清楚的是需要按照节省成本的方式将诸如气体传感器之类的多个传感器集成到IC上。

发明内容

本发明设法提供一种包括气体传感器的IC，可以使用标准IC制造方法容易地提供所述气体传感器。

本发明还设法提供一种制造这种IC的方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种集成电路，包括：衬底，承载多个电路元件；金属化叠层，将所述电路元件互连，所述金属化叠层包括已构图的上部金属化层，所述上部金属化层包括第一金属部分和第二金属部分；钝化叠层，覆盖所述金属化叠层；气体传感器，包括所述钝化叠层上的感测材料部分；第一导电部分，延伸通过所述钝化叠层，将所述感测材料部分的第一区域与所述第一金属部分相连；以及第二导电部分，延伸通过所述钝化叠层，将所述感测材料部分的第二区域与所述第二金属部分相连。

本发明是基于这样的认识：可以使用标准处理技术将气体感测材料沉积到钝化叠层的顶部上，并且与金属化叠层中的触点相连。在实施例中，所述感测材料包括多孔层，所述多孔层包括至少一种金属氧化物。例如，这种多孔层可以是利用所述至少一种金属氧化物实现的多孔衬底层，可以使用标准处理步骤形成所述多孔层；可以通过标准刻蚀技术形成所述孔，并且可以使用诸如ALD、CVD、PE-CVD等之类的标准沉积技术形成金属氧化物。替代地，所述多孔衬底层包括阳极氧化铝，可以通过铝沉积接着是阳极氧化步骤来形成所述阳极氧化铝，从而形成迄今为止已知的自对准纳米多孔材料。

所述感测材料部分可以具有T形，使得凹陷部分位于所述感测材料部分和所述钝化叠层之间。如果通过金属部分的氧化形成所述感测材料部分，则这是特别有利的，其中不完全氧化可能引起例如在感测部分面对钝化叠层的表面处，金属轨道在第一和第二导电部分之间延伸，从而将感测材料短路。所述凹陷部分防止了残余的金属轨道到达导电部分，从而防止了感测材料的短路。

替代地，可以通过相应的电绝缘侧壁间隔物将感测材料部分的侧壁与第一和第二导电部分相分离来防止这种短路。

在另外的替代实施例中，第一和第二导电部分包括相应的接合引线，其不与感测部分的侧壁接触，从而也防止了上述短路。

所述集成电路还可以包括：在所述金属化叠层的金属化层中的加热元件，所述加热元件的位置与所述感测材料部分相对。这具有以下优势：可以控制气体传感器的工作温度，从而促进了对只能在升高的温度下进行检测的气体的检测以及气体传感器的反应和恢复时间的加速。优选地，收纳所述加热元件的金属化层是上部金属化层。

根据本发明的另一个方面，提出了一种制造集成电路的方法，包括：提供衬底，所述衬底承载多个电路元件；形成金属化叠层，将所述电路元件互连，所述金属化叠层包括已构图的上部金属化层，所述上部金属化层包括第一金属部分和第二金属部分；形成钝化叠层，覆盖所述金属化叠层；形成气体传感器，包括所述钝化叠层上的感测材料部分；将所述钝化叠层开口以暴露出第一金属部分和第二金属部分；以及形成位于所述感测材料部分的第一区域和第一金属触点之间的第一导电部分以及位于所述感测材料部分的第二区域和第二金属触点之间的第二导电部分。

这种方法促进了按照标准制造工艺形成气体传感器，具体地是标准CMOS工艺。