[发明专利]一种MEMS流量传感器及制备方法

权利要求书

1.一种MEMS流量传感器，其特征在于，包括：硅衬底(6)、热电堆(1)、第一加热电阻(21)、第二加热电阻(22)、第一压焊块(31)、第二压焊块(32)和第三压焊块(33)、氧化硅保护层(7)、氮化硅保护层(8)和氧化硅绝缘层(9)；

所述硅衬底(6)内部设有密闭空腔(5)，所述硅衬底(6)上铺设有所述氧化硅绝缘层(9)，所述氧化硅绝缘层(9)上设有所述热电堆(1)、所述第一加热电阻(21)和所述第二加热电阻(22)；所述第一加热电阻(21)和所述第二加热电阻(22)分别位于所述热电堆(1)的两侧，且以所述热电堆(1)的中心线为对称轴对称设置，所述第一加热电阻(21)的两端分别设置有所述第一压焊块(31)，所述第二加热电阻(22)的两端分别设置有所述第二压焊块(32)，所述热电堆(1)的两端分别设置有所述第三压焊块(33)；所述热电堆(1)、所述第一加热电阻(21)和所述第二加热电阻(22)的上方覆盖所述氧化硅绝缘层(9)，所述氧化硅绝缘层(9)上方覆盖所述氮化硅保护层(8)；所述热电堆(1)、所述第一加热电阻(21)和所述第二加热电阻(22)构成的整体结构的外围设有隔热槽(4)；所述隔热槽(4)的槽底上依次铺设有所述氧化硅保护层(7)和所述氮化硅保护层(8)；所述第一压焊块(31)一侧与所述氧化硅绝缘层(9)贴合，另一侧裸露在空气中；所述第二压焊块(32)一侧与所述氧化硅绝缘层(9)贴合，另一侧裸露在空气中；所述第三压焊块(33)一侧与所述氧化硅绝缘层(9)贴合，另一侧裸露在空气中。

2.根据权利要求1所述的MEMS流量传感器，其特征在于，所述热电堆(1)包括多个热电偶，各所述热电偶相互串联，所述热电偶包括一个半导体臂(12)和一个金属臂(11)，所述半导体臂(12)的一端与所述金属臂(11)的一端通过金属导线(13)连接。

3.根据权利要求2所述的MEMS流量传感器，其特征在于，所述半导体臂(12)与所述金属臂(11)在同一平面水平设置。

4.根据权利要求2所述的MEMS流量传感器，其特征在于，所述金属臂(11)设置在所述半导体臂(12)上方，所述金属臂(11)与所述半导体臂(12)之间通过绝缘介质层隔开。

5.根据权利要求1所述的MEMS流量传感器，其特征在于，所述隔热槽(4)的下表面为矩形框。

6.一种MEMS流量传感器制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1-5任意一项所述MEMS流量传感器的制备，包括：

在硅衬底上刻蚀出凹槽；

在所述凹槽上生长一层单晶硅，使所述凹槽形成密闭空腔；

在内部形成密闭空腔的硅衬底上生长一层氧化硅，形成氧化硅绝缘层；

通过光刻、离子注入多晶硅和金属溅射，在氧化硅绝缘层上形成第一加热电阻、第二加热电阻和热电堆，所述第一加热电阻的两端分别形成第一压焊块，所述第二加热电阻的两端分别形成第二压焊块，所述热电堆的两端分别形成第三压焊块；所述第一加热电阻和所述第二加热电阻分别位于所述热电堆的两侧，且以所述热电堆的中心线为对称轴对称设置；

采用体深刻蚀技术在所述热电堆、所述第一加热电阻和所述第二加热电阻构成的整体结构的外围形成隔热槽，所述隔热槽的底部伸入到所述硅衬底；

在所述隔热槽、所述热电堆、所述第一加热电阻和所述第二加热电阻的上方沉积并光刻氧化硅，形成氧化硅保护层，且使所述第一压焊块、所述第二压焊块和所述第三压焊块上表面裸露在空气中；

在所述氧化硅保护层上方沉积并光刻氮化硅，形成氮化硅保护层。

7.根据权利要求6所述的MEMS流量传感器制备方法，其特征在于，所述在硅衬底上刻蚀出凹槽，具体包括：

采用各向异性反应离子刻蚀方法在所述硅衬底上刻蚀出初始凹槽；

在所述初始凹槽底部采用各向同性腐蚀方法继续刻蚀，形成所述凹槽。