[发明专利]复合结构的微加热板及其制作方法

说明书

本发明公开了一种复合结构的微加热板及其制作方法。所述的制作方法包括：于一第一衬底的第二表面加工形成空腔结构；于一第二衬底表面依次生长形成隔热层和第一绝缘层；将所述第一绝缘层与所述第一衬底的第一表面键合，所述第一表面与第二表面相背对，之后去除所述第二衬底；在所述隔热层上依次形成加热层、第二绝缘层和测试层。其中第一、第二衬底可以分别采用石英衬底、单晶硅衬底。本发明提供的复合结构的微加热板的结构简单、牢固，可靠性高，稳定性好，尤其是具有高效率的加热性能，同时其制备工艺简单易于操作，可以利用MEMS工艺快速实施，适于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种微加热板及其制作方法，特别涉及一种复合结构的微加热板及其制作方法，属于半导体微纳加工技术领域。

背景技术

现阶段气敏传感器主要有半导体式、电化学式、催化燃烧式等几种，其中半导体式气体传感器最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。目前成熟的半导体式气敏传感器以微加热板为基础，在其上面涂覆敏感材料，使敏感材料在一定温度下工作，可以实现半导体式气敏传感器的良好工作。

目前常用的微加热板主要以陶瓷基底或硅基底为主，陶瓷基底主要用于传统的高温敏感材料进行加热，相对体积较大，用于传统气体传感器的较多。硅基微加热板主要以悬空结构为主，在背面开腔体，表面用氮化硅、氧化硅形成复合层，用于绝缘和隔热层。从美国最早提出MEMS微加热板以来，国内外很多研究学者都对其进行了大量的研究，例如，在一些文献中报道了以SOI硅为基底进行的微加热板研究。但目前MEMS硅基微加热板还存在良率低、难以抗高温、支撑薄膜容易损坏等方面的缺点。具体来说，现有的MEMS硅基微加热板一般采用背面形成空腔，表面用氮化硅、氧化硅等形成支撑层、绝热绝缘层，然后在上面形成加热结构，但是，一方面硅本身是热的良导体，在工作过程中热量损失会影响工作效率，另一方面在刻蚀硅背腔的时候，经常会损害表面氧化硅和氮化硅薄膜，影响其器件良率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种复合结构的微加热板，其制作工艺简单、能在高温下工作、使用寿命长，从而克服了现有技术的不足。

本发明的另一目的在于提供一种制作所述复合结构的微加热板的方法。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种复合结构的微加热板，其包括第一衬底以及依次设置在第一衬底第一表面的第一绝缘层、隔热层、加热层、第二绝缘层和测试层，所述第一衬底的第二表面形成有空腔结构，所述第二表面与第一表面相背对设置。

本发明实施例还提供了一种复合结构的微加热板的制作方法，其包括：

于一第一衬底的第二表面加工形成空腔结构；

于一第二衬底表面依次生长形成隔热层和第一绝缘层；

将所述第一绝缘层与所述第一衬底的第一表面键合，所述第一表面与第二表面相背对，之后去除所述第二衬底；

在所述隔热层上依次形成加热层、第二绝缘层和测试层。

在一些实施方案中，前述第一衬底采用石英衬底，特别是高纯度石英衬底。

在一些实施方案中，前述第二衬底采用单晶硅衬底(即，硅晶圆)。

本发明实施例还提供了所述复合结构的微加热板于制备微加热传感器中的应用。

与现有技术相比，本发明提供的复合结构的微加热板的结构简单牢固，可靠性高，稳定性好，尤其是具有高效率的加热性能，同时其制备工艺简单易于操作，可以利用MEMS工艺快速实施，适于进行工业化生产。

附图说明

图1是本发明一典型实施例中一种复合结构的微加热板的结构示意图；