[发明专利]一种带温度调制的三桥臂催化式微气体传感器制造方法

摘要

本发明提供的是一种带温度调制的气体传感器微加工制造方法。采用IC工艺对单晶硅片进行干法氧化后，沉积氮化硅介质隔离层和三氧化二铝介质过渡层，利用溅射工艺沉积铂膜；在单晶硅片另一侧复制图形，微加工硅杯；掩膜光刻并利用离子束刻蚀铂膜，形成气体敏感单元、气体补偿单元和温度敏感单元电阻；掩膜光刻，逐层湿法腐蚀三氧化二铝层、氮化硅层、氧化硅层和单晶硅，形成多个三桥臂的芯片单元；焊接内引线；涂敷并烧结三氧化二铝催化载体浆料；涂敷并高温热处理催化剂和去敏剂，形成气体敏感芯片。本发明解决了催化式气体传感器因手工操作而存在的问题，实现了传感器多敏感单元的集成问题，提高了传感器的一致性、可靠性和检测精度，降低了功耗。

主权项

一种带温度调制的三桥臂微气体传感器制造方法，其主要特征是：a.采用平面IC工艺在单晶硅片抛光面进行干法(或湿法)氧化后，在一侧面(正面)沉积氮化硅介质隔离层，在氮化硅层上利用溅射(等离子沉积或电子束蒸发)沉积三氧化二铝介质过渡层。b.采用平面薄膜溅射工艺，在三氧化二铝介质过渡层上沉积0.3‑2微米的铂膜。c.在单晶硅片抛光面的另一侧(背面)复制图形，湿法腐蚀而形成硅杯。d.在沉积的铂膜面，掩膜光刻复制图形，利用离子束(或等离子)刻蚀铂膜，形成敏感元件和补偿元件的加热电阻，阻值在2～100欧姆之间，同时形成温度敏感电阻，阻值在10‑1000欧姆之间。然后，在露出的三氧化二铝过渡层上，掩膜光刻复制图形，逐层湿法腐蚀三氧化二铝过渡层、氮化硅介质隔离层、氧化硅介质隔离层、单晶硅，在硅片上形成多个三个桥臂的芯片单元。e.在铂电极引出端利用镀膜工艺进行电极金化，用金丝球焊接法焊接外引线。f.在敏感单元和补偿单元的桥臂上分别涂敷纳米粉体粒度在20‑80纳米范围的三氧化二铝催化载体浆料，在600‑800℃下烧结。在烧结后的催化载体上分别涂敷催化剂和去敏剂，高温300‑800℃热处理后形成催化式气体传感器。