[发明专利]具有散热结构的传感器芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种具有散热结构的传感器芯片，其特征在于，包括：

传感器芯片基体，所述传感器芯片基体中含有应变电阻区；以及，

高导热结构层，所述高导热结构层覆盖于所述应变电阻区所对应位置的所述传感器芯片基体表面。

2.根据权利要求1所述的具有散热结构的传感器芯片，其特征在于，所述高导热结构层包括：

基底层，所述基底层覆盖于所述传感器芯片基体表面；以及

凸台阵列结构，所述凸台阵列结构位于所述基底层背向所述传感器芯片基体的一侧。

3.根据权利要求2所述的具有散热结构的传感器芯片，其特征在于：

所述凸台阵列结构中的凸台为圆柱形凸台和/或棱柱型凸台。

4.根据权利要求1所述的具有散热结构的传感器芯片，其特征在于：

所述高导热结构层的材料为硅、多晶硅、硅化金属、氮化金属、金属、合金中的一种或者至少两种的组合。

5.根据权利要求4所述的具有散热结构的传感器芯片，其特征在于：

所述高导热结构层的材料为硼掺杂多晶硅。

6.根据权利要求1所述的具有散热结构的传感器芯片，其特征在于，所述传感器芯片基体包括：

衬底，所述衬底中含有所述应变电阻区，其中，所述应变电阻区从所述衬底的表面向所述衬底的内部延伸；

层间介质层，所述层间介质层覆盖于所述衬底和所述应变电阻区的表面；

第一接触孔，所述第一接触孔开设于所述层间介质层，并位于所述层间介质层的重叠于所述应变电阻区的区域，并且所述第一接触孔避让所述高导热结构层；

金属互联层，所述金属互联层位于所述层间介质层上并通过所述第一接触孔与所述应变电阻区连接；

钝化保护层，所述钝化保护层覆盖于所述层间介质层和所述金属互联层的表面；

焊盘孔，所述焊盘孔开设于所述钝化保护层，所述金属互联层位于所述焊盘孔的底部；

背腔，所述背腔开设于所述衬底与所述高导热结构层相对的另一侧，并且所述背腔的底部的尺寸和位置分别与所述应变电阻区的尺寸和位置相匹配；

其中，所述钝化保护层在所述高导热结构层区域形成避开所述高导热结构层的散热窗口。

7.根据权利要求6所述的具有散热结构的传感器芯片，其特征在于，所述具有散热结构的传感器芯片还包括：

第二接触孔，所述第二接触孔开设于所述层间介质层，并位于所述层间介质层的非重叠于所述应变电阻区的区域；

金属导热层，所述金属导热层与所述高导热结构层连接并通过所述第二接触孔与所述衬底连接；

其中，所述钝化保护层覆盖于所述金属导热层的表面。

8.根据权利要求7所述的具有散热结构的传感器芯片，其特征在于：

所述衬底为单晶硅材料；

所述层间介质层为氧化硅、氮化硅或者氧化硅与氮化硅复合层材料；

所述金属互联层和所述金属导热层为铝硅合金材料；

所述钝化保护层为氧化硅、氮化硅或者氧化硅与氮化硅复合层材料。

9.根据权利要求6所述的具有散热结构的传感器芯片，其特征在于，所述传感器芯片中：

所述应变电阻区为四组，四组所述应变电阻区之间通过所述金属互联层电连接组成惠斯通电桥；

其中：

对应覆盖于四组所述应变电阻区的所述高导热结构层之间互不连接；

或者，

所述高导热结构层同时覆盖于四组所述应变电阻区。

10.一种具有散热结构的传感器芯片的制造方法，用于制造如权利要求1至9任一项所述的具有散热结构的传感器芯片，包括：

提供衬底；

从所述衬底的第一表面向所述衬底进行离子注入，以在所述衬底中形成应变电阻区；

在包含所述应变电阻区的所述第一表面形成层间介质层；

在所述应变电阻区所对应位置的所述层间介质层表面形成高导热材料层；

在所述层间介质层开设第一接触孔和第二接触孔，其中，所述第一接触孔位于所述层间介质层的重叠于所述应变电阻区的区域，并且所述第一接触孔避让所述高导热材料层，所述第二接触孔位于所述层间介质层的非重叠于所述应变电阻区的区域；

在包含所述层间介质层和所述高导热材料层的表面制备金属互联层和金属导热层，其中，所述金属互联层位于所述层间介质层上并通过所述第一接触孔与所述应变电阻区连接，所述金属导热层与所述高导热材料层连接并通过所述第二接触孔与所述衬底连接；

在包含所述层间介质层、所述高导热材料层、所述金属互联层和所述金属导热层的表面制备钝化保护层；

对所述钝化保护层进行刻蚀，以形成焊盘孔和散热窗口，其中，所述金属互联层位于所述焊盘孔的底部，所述高导热材料层位于所述散热窗口的底部；

对所述散热窗口中的所述高导热材料层进行光刻刻蚀以形成高导热结构层。