[发明专利]一种正面感风背面引线的膜式风速风向传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种正面感风背面引线的膜式风速风向传感器制造方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，深硅刻蚀：重掺杂的硅晶圆作为衬底，即重掺杂硅衬底，对重掺杂硅衬底进行深硅刻蚀，在重掺杂硅衬的表面形成柱状凸起；

步骤2，键合：清洁刻蚀后的重掺杂硅衬底表面，通过阳极键合将玻璃衬底和重掺杂硅衬底表面的柱状凸起键合在一起；

步骤3，玻璃回流：将键合在一起的玻璃衬底与重掺杂硅衬底放置于高温炉内，玻璃衬底变为熔融态，在玻璃衬底上下表面压差的作用下熔融态的玻璃覆盖在硅衬底表面，当重掺杂硅衬底表面被熔融态的玻璃全覆盖后，冷却至室温，玻璃衬底重新固化，玻璃衬底形成玻璃厚膜，玻璃厚膜和重掺杂硅衬底共同构成硅-玻璃复合衬底；

步骤4，减薄抛光：对硅-玻璃复合衬底的玻璃面进行减薄，直至在玻璃面露出重掺杂硅衬底表面的柱状凸起，之后进行抛光，确保表面平整度在后续工艺的容限范围之内；

步骤5，加工加热元件和测温元件：利用金属溅射或蒸发的方式，将热敏金属材料淀积在硅-玻璃复合衬底的玻璃面，之后经过光刻和腐蚀将多余金属去除，形成加热元件、四个测温元件以及金属导线；所述加热元件为圆形，位于玻璃厚膜表面的中心位置，所述四个测温元件结构相同，且呈中心对称的分布在加热元件的周围，所述金属导线分别用于加热元件与柱状凸起的连接、以及每个测温元件与柱状凸起的连接；

步骤6，加工传感器正面电极：在硅-玻璃复合衬底的玻璃面旋涂光刻胶后曝光并淀积金属Au，利用剥离工艺去除多余的Au，在金属导线与柱状凸起连接处的表面形成传感器正面电极；

步骤7，钝化层保护：在硅-玻璃复合衬底的玻璃面淀积钝化层薄膜，覆盖加热元件、四个测温元件、正面电极和玻璃厚膜的正面；

步骤8，加工传感器背面压焊点：在硅-玻璃复合衬底的重掺杂硅衬底面，也就是硅-玻璃复合衬底的背面，旋涂光刻胶后，通过背面套刻曝光，之后淀积金属Au，利用剥离工艺去除多余的Au，形成传感器芯片背面的压焊点，背面压焊点的位置和数量与正面电极的位置和数量对应；

步骤9，背面深硅刻蚀：背面套刻，图形化光刻胶，以光刻胶为掩膜对背面的重掺杂硅衬底的进行深硅刻蚀，去除加热元件和测温元件下方的重掺杂硅材料使得重掺杂硅衬底形成圆形凹槽，以圆形凹槽的圆心为中心刻蚀出隔热环、所述隔热环的半径大于圆形凹槽的半径，去除背面压焊点四周的重掺杂硅材料形成导电柱，背面压焊点位于导电柱的表面，刻蚀停止层均为玻璃衬底。

2.根据权利要求1所述一种正面感风背面引线的膜式风速风向传感器制造方法，其特征在于，步骤1中所述柱状凸起有八或十二个，呈中心对称分布。

3.根据权利要求2所述一种正面感风背面引线的膜式风速风向传感器制造方法，其特征在于，步骤9中所导电柱有八个，呈中心对称分布在测温元件周围；其中加热元件的正极连接一个位于导电柱端面的正面电极，加热元件的负极连接位于另一个导电柱端面的正面电极，测温元件通过正面电极与剩余的导电柱连接，每个测温元件连接两个正面电极，测温元件的正极连接一个导电柱端面的正电电极，测温元件的负极连接位于另一个导电柱端面的正面电极，其中测温元件的负极两两共用一个正面电极。

4.根据权利要求2所述一种正面感风背面引线的膜式风速风向传感器制造方法，其特征在于，步骤9中导电柱有十二个，呈中心对称分布在测温元件周围；加热元件通过正面电极连接四个导电柱，其中加热元件的正极同时连接两个导电柱端面的正面电极，加热元件的负极同时连接另外两个导电柱端面的正面电极，剩余的八个导电柱中，每个测温元件连接两个导电柱，测温元件的正极连接一个导电柱端面的正面电极，测温元件的负极连接另一个导电柱端面的正面电极。

5.根据权利要求1所述一种正面感风背面引线的膜式风速风向传感器制造方法，其特征在于，步骤2中高温炉中的温度为850℃，使玻璃衬底变为熔融态。

6.根据权利要求1所述一种正面感风背面引线的膜式风速风向传感器制造方法，其特征在于，加热元件的中心位置、四个测温元件的对称中心、以及柱状凸起围成图形的对称中心位于同一直线上，且所述直线与硅-玻璃复合衬底表面垂直。