[发明专利]具有散热结构的传感器芯片及其制造方法

说明书

本发明公开了一种具有散热结构的传感器芯片及其制造方法，该传感器芯片包括：传感器芯片基体，其中含有应变电阻区；高导热结构层，覆盖于应变电阻区所对应位置的传感器芯片基体表面。本发明中，高导热结构层与应变电阻区之间在结构上相层叠，在传感器芯片工作时，电流通过应变电阻区使得应变电阻区所产生的热量能够透过高导热结构层和应变电阻区之间的层间介质层而传导至高导热结构层，高导热结构层利用其高导热材料的性能和其中所设计的凸台阵列结构所增加的表面积，加快了热量通过散热窗口向外的散发，从而实现了对应变电阻区的有效散热，本发明能够有效地降低传感器芯片的热阻，增强了传感器芯片的热稳定性。

技术领域

本发明涉及传感器芯片制造领域，特别涉及一种具有散热结构的传感器芯片及其制造方法。

背景技术

扩散硅压力传感器是一种通过在单晶硅膜片上通过扩散工艺制作应变电阻，以感知外部压力变化的压力敏感器件。扩散硅的压阻系数高，所制造的压力传感器具备较高的灵敏度，因为采用IC(集成电路)工艺制造，兼具一致性好、批量大、成本低等特点，成为市场上的主流产品，占据较大市场份额。

扩散硅的应变电阻对应变具有较高的灵敏度，对温度也具有较高的灵敏度，因此这种传感器对温度变化敏感，具有较大的温度灵敏度系数，温度对压力测量会产生较大的干扰，降低了测量的准确性。

图1示出了现有的压力传感器芯片的剖视结构。现有的压力传感器芯片是在衬底101(单晶硅衬底)上面采用注入扩散工艺制造应变电阻区102，应变电阻区102上面覆盖层间介质层(ILD)103，在层间介质层103上面制造接触孔104，淀积导电金属并刻蚀电极图形形成金属互联层105，金属互联层105经由接触孔104连接到应变电阻区102，淀积钝化保护层106并制造焊盘孔107。

在图1所示的已有典型结构中，衬底101的导电类型一般为轻掺杂的N型或P型硅，应变电阻区102的导电类型与衬底101相反，层间介质层103材料一般为氧化硅。这种结构的问题主要在于层间介质层103和钝化保护层106的材料热导率低，其覆盖在应变电阻上面，增大了应变电阻的热阻，不利于应变电阻的散热，影响器件的上电稳定性和长期稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有散热结构的传感器芯片及其制造方法，以降低传感器芯片的热阻，提高传感器芯片的热稳定性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有散热结构的传感器芯片，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，所述高导热结构层的材料为硼掺杂多晶硅。

可选地，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；