CN104614086B - 气压式温度传感器及其制作方法 - Google Patents

气压式温度传感器及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104614086B
CN104614086B CN201510100498.3A CN201510100498A CN104614086B CN 104614086 B CN104614086 B CN 104614086B CN 201510100498 A CN201510100498 A CN 201510100498A CN 104614086 B CN104614086 B CN 104614086B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cavity
layer
temperature sensor
pressure
vapour
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510100498.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104614086A (zh
Inventor
费跃
王旭洪
张颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Industrial Utechnology Research Institute
Original Assignee
Shanghai Industrial Utechnology Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Industrial Utechnology Research Institute filed Critical Shanghai Industrial Utechnology Research Institute
Priority to CN201510100498.3A priority Critical patent/CN104614086B/zh
Publication of CN104614086A publication Critical patent/CN104614086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104614086B publication Critical patent/CN104614086B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

本申请提供一种气压式温度传感器及其制作方法,该温度传感器包括:压力传感器1;红外吸收热敏层3,其通过键合封环2键合于压力传感器1的表面,以形成由红外吸收热敏层3、压力传感器1、以及键合封环2围合而成的第一空腔4a,并且该第一空腔中密封有工作气体4;密封的第二空腔10,其至少形成于红外吸收热敏层3的上方,第二空腔的底部至少包括红外吸收热敏层3,第二空腔10的侧壁包括介质层结构(6和11)的一部分,第二空腔10的顶部包括介质层结构(6和11)的另一部分、以及红外滤光片9,红外滤光片9与第一空腔4a的位置对应。根据本申请,该气压式温度传感器的集成度高、灵敏度高、测温范围广,并且制作成本低,具有良好的应用前景。

Description

气压式温度传感器及其制作方法
技术领域
本申请涉及半导体技术领域,尤其涉及一种气压式温度传感器及其制作方法。
背景技术
温度是表示物体冷热程度的物理量,也是人类时时刻刻需要感测的物理量。1593年意大利科学家伽利略发明第一支空气温度计,这种气体温度计是用一根细长的玻璃管制成的。它的一端制成空心圆球形;另一端开口,事先在管内装进一些带颜色的水,并将这一端倒插入盛有水的容器中。在玻璃管上等距离地标上刻度。利用气体热胀冷缩原理,当外界温度升高时,玻璃球内气体膨胀,使玻璃管中水位降低;反之,温度较低时,玻璃球内气体收缩,玻璃管中的水位就会上升。1654年,伽利略的学生斐迪南研制出了世界上第一支酒精温度计;1659年,法国天文学家布里奥首度制成水银温度计。随着科学技术的发展,人们对测温仪器的要求越来越高。到了19世纪末20世纪初,许多科学家运用各种物理原理,发明了多种形式的新型温度计,如电阻式温度计、辐射式高温计、光测高温计、氢温度计等。
其中,气体温度计是利用一定质量的气体作为工作物质的温度计。用气体温度计来体现理想气体温标为标准温标。用气体温度计所测得的温度和热力学温度相吻合。气体温度计是在容器里装有氢或氮气(多用氢气或氦气作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近于绝对零度,故它的测温范围很广,这种温度计精确度很高,多用于精密测量)。它们的性质可外推到理想气体。这种温度计有两种类型:定容气体温度计和定压气体温度计。定容气体温度计是气体的体积保持不变,压强随温度改变。定压气体温度计是气体的压强保持不变,体积随温度改变。
应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本申请提出一种气压式温度传感器及其制作方法,该气压式温度传感器为定容式气体温度计,这种气压式温度传感器工作原理可以简述为密闭于一定体积的腔体内的气体,受到其表面红外吸收层吸收红外辐射后热量增加,气体温度也随之升高。由于处于定容环境,气体压力会随之升高。这种压力的变化被集成于其上的压力传感器接受并感测,以电流或电压的形式输出。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种气压式温度传感器的制作方法,该方法包括:
在工作气体4的气氛中,将红外吸收热敏层3通过键合封环2键合于压力传感器1的表面,以形成由所述红外吸收热敏层3、所述压力传感器1、以及所述键合封环2围合而成的第一空腔4a,并且该第一空腔中密封有所述工作气体4;
形成至少位于所述红外吸收热敏层3上方的密封的第二空腔10,所述第二空腔10的底部至少包括所述红外吸收热敏层3,所述第二空腔10的侧壁包括介质层结构(6和11)的一部分,所述第二空腔10的顶部包括介质层结构(6和11)的另一部分、以及红外滤光片9,所述红外滤光片9与所述第一空腔4a的位置对应。
根据本申请实施例的另一个方面,其中,所述介质层结构(6和11)包括第一层介质层图形结构6和第二层介质层图形结构11,形成所述第二空腔10的方法包括:
形成覆盖所述红外吸收热敏层3的牺牲层图形5;
形成覆盖所述牺牲层图形5的第一层介质层图形结构6,所述第一层介质层图形结构6具有第一凹槽7以及第二凹槽8,其中,所述第一凹槽7使所述牺牲层图形5的边缘露出,所述第二凹槽8与所述第一空腔4a的位置对应;
形成覆盖所述第二凹槽8且露出所述第一凹槽7的红外滤光片结构9;
经由所述第一凹槽7释放所述牺牲层图形5,形成空腔10a;
形成填充所述第一凹槽7且露出所述所述红外滤光片结构9的第二层介质层图形结构11,以使所述空腔10a密封,形成密封的第二空腔10。
根据本申请实施例的另一个方面,其中,所述第二凹槽8的尺寸不小于所述第一空腔4a的尺寸。
根据本申请实施例的另一个方面,其中,所述第二空腔10内为真空。
根据本申请实施例的另一个方面,其中,所述压力传感器1是差压式压力传感器或绝压式压力传感器。
根据本申请实施例的另一个方面,其中,所述工作气体4是氢气、氮气、和/或稀有气体。
根据本申请实施例的另一个方面,其中,所述第一凹槽7的数量为至少一个。
根据本申请实施例的再一个方面,提供一种气压式温度传感器,包括,
压力传感器1;
红外吸收热敏层3,其通过键合封环2键合于压力传感器1的表面,以形成由所述红外吸收热敏层3、所述压力传感器1、以及所述键合封环2围合而成的第一空腔4a,并且该第一空腔中密封有工作气体4;
密封的第二空腔10,其至少形成于所述红外吸收热敏层3的上方,所述第二空腔的底部至少包括所述红外吸收热敏层3,所述第二空腔10的侧壁包括介质层结构(6和11)的一部分,所述第二空腔10的顶部包括介质层结构(6和11)的另一部分、以及红外滤光片9,所述红外滤光片9与所述第一空腔4a的位置对应。
根据本申请实施例的另一个方面,其中,所述第二空腔10内为真空。
根据本申请实施例的另一个方面,其中,所述压力传感器1是差压式压力传感器或绝压式压力传感器。
本申请的有益效果在于:该气压式温度传感器的集成度高、灵敏度高、测温范围广,并且制作成本低,具有良好的应用前景。
参照后文的说明和附图,详细公开了本申请的特定实施方式,指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解,本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本申请的实施方式,并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1是本申请实施例的气压式温度传感器的一个器件结构剖视图;
图2是本申请实施例的气压式温度传感器的另一个器件结构剖视图;
图3是本申请实施例的气压式温度传感器制作方法的一个流程示意图;
图4A-图4J是本申请实施例的气压式温度传感器制作方法的每一步对应的器件结构剖示图。
具体实施方式
参照附图,通过下面的说明书,本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中,具体公开了本申请的特定实施方式,其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式,应了解的是,本申请不限于所描述的实施方式,相反,本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
在本申请中,该气压式温度传感器集成有压力传感器。为了说明方便,将该压力传感器的用于键合的面称为“上表面”,将该压力传感器的与该“上表面”相对的面称为“下表面”,由此,“上”方向是指从“下表面”指向“上表面”的方向,“下”方向与“上”方向相反,并且,将“上”方向与“下”方向统称为“纵向”,将与该压力传感器的“上表面”平行的方向称为“横向”。需要说明的是,在本申请中,“上”和“下”的设定是相对而言,仅是为了说明方便,并不代表具体使用或制造该气压式温度传感器的方位。
实施例1
本申请实施例1提供一种气压式温度传感器。图1是该气压式温度传感器的一个器件结构剖视图,如图1所示,该气压式温度传感器包括压力传感器1、红外吸收热敏层3、以及密封的第二空腔10。
其中,该红外吸收热敏层3通过键合封环2键合于压力传感器1的表面,以形成由所述红外吸收热敏层3、所述压力传感器1、以及所述键合封环2围合而成的第一空腔4a,并且该第一空腔中密封有工作气体4。
密封的第二空腔10至少形成于所述红外吸收热敏层3的上方,所述第二空腔10的底部至少包括所述红外吸收热敏层3,所述第二空腔10的侧壁包括介质层结构6和11的一部分,所述第二空腔10的顶部包括介质层结构6和11的另一部分、以及红外滤光片9,所述红外滤光片9与所述第一空腔4a的位置对应。
在本实施例中,光线被红外滤光片9过滤,仅使被探测物体辐射出的红外波段的光穿过第二空腔10照射到红外吸收热敏层3,从而引起第一空腔4a内的工作气体4的温度升高,进而导致其压力升高,该压力被压力传感器1所感测,并可以以电压或电流的形式输出压力感测信号,该输出的压力感测信号可以用来表示被探测物体的温度。
在本实施例中,工作气体4的温度与压力的关系可以表示为P2/P1=T2/T1,其中T1、T2和P1、P2分别为温度变化前后的温度以及压力值,该公式可以转变为ΔP=(P1/T1)*ΔT,可以看出,在温度变化值一定以及初始环境温度值一定的情况下,工作气体4的初始压力越高,该气压式温度传感器的灵敏度越高。
在本实施例中,该第二空腔10内可以是真空,由此,可以保证红外吸收热敏层3能够吸收足够的红外辐射并减小其热损失。在图1所示的结构中,第一空腔4a和第二空腔10中空气的热导系数可以表达为Ggas=(λg1/d1+λg2/d2)*A,其中d1、d2分别为红外吸收热敏层3到红外滤光片9和到压力传感器1的距离,λg1和λg2分别为第二空腔10和第一空腔4a的热导系数,A是红外吸收热敏层3的面积。可以看出,当第二空腔10为真空环境时,红外吸收热敏层3产生的热量将几乎全部传导给工作气体4,并且工作气体4压力越大,其热导系数λg2必然越大,所以,第二空腔10内的低热导系数以及第一空腔4a内的高压环境可以提高该气压式温度传感器的灵敏度。当然,第二空腔10内是真空仅是举例,本实施例并不限于此,第二空腔10内也可以填充有具有较低压力的气体。
在本实施例中,该工作气体4可以是氢气、氮气、和/或稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe)等,这些气体的液化温度很低,接近于绝对零度,故其测温范围很广,可以在极低温的环境中使用而不使器件失效。但是本实施例并不限于此,工作气体4还可以是其他的气体。
在本实施例中,该介质层结构6和11可以是由两层或多层介质层形成的,例如,在图1中,该介质层结构可以包括第一层介质层图形结构6和第二层介质层图形结构11。当然,本实施例并不限于此,该介质层结构还可以是其他的结构,只要能与红外吸收热敏层3共同形成第二空腔10、并且在第二空腔10的顶部形成红外滤光片即可。
在本实施例中,如图1所示,该压力传感器1可以具有较薄的形变部1a,由此,其上下表面的压力差会导致该形变部1a变形,从而生成压力感测的信号,例如,可以在该形变部1a中配置压阻条,用以生成压力感测的信号。当然,本实施例并不限于此,该压力传感器1还可以具有其它的结构,只要能与键合封环2键合,并与键合封环2以及红外吸收热敏层3形成第一空腔4a,且检测工作气体4的压力即可。
此外,在本实施例中,如图1所示,该压力传感器1可以是差压式压力传感器,即由压力传感器1的形变部1a上下表面的压力差决定输出电压,其可以同时测量温度和压力,但其易受环境气压的变化影响,故实际工作中在某些情况下需要引入压力补偿。
在另一个具体实施方式中,该压力传感器可以是绝压式压力传感器,图2是该气压式温度传感器的另一个器件结构剖视图,其中,压力传感器具有下表面的第三空腔13,该第三空腔13内的其压力值固定,因此,压力检测的输出结果能够直接反映上表面的压力值。对于绝压式压力传感器,虽然其不具有同时测量温度和压力的功能,但由于其下表面压力固定,不受外界气压的影响,故其不需要压力补偿即可探测物体的温度,由此,可以使温度探测器的电路得到简化。
在本实施例中,第一层介质层图形结构6、第二层介质层图形结构11、键合封环等均可以选用氮化硅(Si3N4)、氧化硅(SiO2)、非晶硅(a-Si)等非导电性介质膜,并且,两层介质层6、11的材料可以相同或不同;红外吸收热敏层3可以是钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、金黑(Gold black)、硅黑(Silconblack)或者介质层复合膜,如氮化硅/非晶硅/氧化硅(Si3N4/a-Si/SiO2)等复合膜系等;红外滤光片9可以是锗(Ge)、Si(硅)、硅锗(SiGe)、硒化锌(ZnSe)、硫系玻璃(S)、碳化硅(SiC)、氟化钙(CaF2)、氟化钡(BaF2)、氟化镁(MgF2)等红外滤光材料。
根据本实施例,该气压式温度传感器具有集成的压力传感器,集成度高;并且红外吸收热敏层3上方具有低导热系数的空腔,因此,温度感测的灵敏度高;工作气体的液化温度低,因此该温度传感器的测温范围广。
实施例2
本申请实施例2提供一种气压式温度传感器的制作方法。图3是该气压式温度传感器的制作方法的一个流程示意图,图4是该气压式温度传感器的制作方法的每一步对应的器件结构的纵剖面示意图。下面,结合图3和图4,对本实施例的气压式温度传感器的制作方法进行说明。
S301:在压力传感器1的表面形成第一空腔4a,如图4A、4B所示。
在本实施例中,压力传感器的一个结构可以如图4A所示,关于该压力传感器1的说明,可以参考实施例1,此处不再赘述。
在本实施例中,可以在工作气体4的气氛中,将红外吸收热敏层3通过键合封环2键合于压力传感器1的表面,以形成由所述红外吸收热敏层3、所述压力传感器1、以及所述键合封环2围合而成的第一空腔4a,并且该第一空腔中密封有所述工作气体4。
在本实施例中,该红外吸收热敏层3可以被预先集成于该键合封环2。该工作气体4的气氛可以是常压或高压。该键合封环2与该压力传感器1的键合例如可以是阳极键合、熔硅键合或共晶键合等键合方法。
S302:形成至少位于所述红外吸收热敏层3上方的密封的第二空腔10,如图4C-4J所示。
在本实施例中,该第二空腔10的底部至少包括所述红外吸收热敏层3,所述第二空腔10的侧壁包括介质层结构(6和11)的一部分,所述第二空腔10的顶部包括介质层结构(6和11)的另一部分、以及红外滤光片9,所述红外滤光片9与所述第一空腔4a的位置对应。
在本实施例中,可以采用多种方法来形成该第二空腔10,如图4C-4J所示为其中的一种方法,下面,以图4C-4J为例,来说明该形成第二空腔10的方法,其中,所述介质层结构(6和11)包括第一层介质层图形结构6和第二层介质层图形结构11。需要说明的是,本实施例并不限于此,还可以采用其他的方法来形成第二空腔10。
在图4C-4J所示,形成该第二空腔10的方法如下:
(1)形成覆盖所述红外吸收热敏层3的牺牲层图形5。
在本实施例中,该步骤(1)可以包括如下的步骤:
S1,旋涂牺牲层,如图4C所示。
在键合完成的键合封环2以及红外吸收热敏层3的表面旋涂、高温固化一层牺牲层5a,该牺牲层用于制作红外吸收热敏层3上表面的第二空腔。
S2,形成牺牲层图形结构,如图4D所示。
通过掩模版光刻形成牺牲层图形,刻蚀该图形,形成牺牲层图形5。该牺牲层图形5可以在四周边缘露出一区域,供后续工艺中形成第二空腔10的侧壁使用。
(2)形成覆盖所述牺牲层图形5的第一层介质层图形结构6,所述第一层介质层图形结构6具有第一凹槽7以及第二凹槽8,其中,所述第一凹槽7使所述牺牲层图形5的边缘露出,所述第二凹槽8与所述第一空腔4a的位置对应。
在本实施例中该步骤(2)可以包括如下的步骤:
S1,沉积介质层第一层,如图4E所示。
在牺牲层图形5上沉积一层介质薄膜6a,作为该气压式温度传感器的第一层介质层。
S2,形成介质层第一层图形结构6,如图4F所示。
通过掩模版光刻形成介质层第一层图形,刻蚀该图形,形成介质层第一层图形结构6。该介质层第一层图形6露出位于牺牲层图形边缘的第一凹槽7和中央的第二凹槽8。该第一凹槽7的数量为至少一个,以作为牺牲层图形5的释放孔,例如,该第一凹槽7可以是两个。该第二凹槽8的尺寸不小于所述第一空腔4a的尺寸,例如,该第二凹槽8的宽度不小于该第一空腔的宽度。
(3)形成覆盖所述第二凹槽8且露出所述第一凹槽7的红外滤光片结构9。
在本实施例中,该步骤(3)可以包括如下的步骤:
S1,沉积红外滤光薄膜9a,如图4G所示。
沉积一层红外滤光薄膜9a,用于过滤入射光以使红外波长入射到红外吸收热敏层上。
S2,形成红外滤光薄膜图形结构,如图4H所示。
通过掩模版光刻形成红外滤光薄膜图形,刻蚀该图形,形成红外滤光片结构,该结构填充所述第二凹槽8,并使第一凹槽7露出。
(4)经由所述第一凹槽7释放所述牺牲层图形5,形成空腔10a,如图4I所示。在本实施例中,可以采用氧等离子灰化射频或微波释放的方法释放牺牲层图形5,形成空腔10a。
(5)形成填充所述第一凹槽7且露出所述所述红外滤光片结构9的第二层介质层图形结构11,以使所述空腔10a密封,形成密封的第二空腔10。
在本实施例中,该步骤(5)可以包括如下的步骤:
S1,沉积介质层第二层。
沉积第二层介质薄膜,使其覆盖第一凹槽7。
S2,形成介质层第二层图形结构,如图4J所示。
通过掩模版光刻形成介质层第二层图形,刻蚀该图形,形成介质层第二层图形结构11,使其覆盖第一凹槽7并露出红外滤光片9。
在本实施例中,牺牲层材料可选用聚酰亚胺(PI)、非晶硅(a-Si)、多晶硅(polySi)、氧化硅(SiO2)、光刻胶(PR)等MEMS微加工常用的牺牲层;第一层介质层图形结构6、第二层介质层图形结构11和键合封环2可选用氮化硅(Si3N4)、氧化硅(SiO2)、非晶硅(a-Si)等非导电性介质膜,两层介质层的材料可以相同或不同;红外吸收热敏层3可以是钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、金黑(Gold black)、硅黑(Silcon black)或者介质层复合膜,如氮化硅/非晶硅/氧化硅(Si3N4/a-Si/SiO2)等复合膜系等等;红外滤光片9可以是锗(Ge)、Si(硅)、硅锗(SiGe)、硒化锌(ZnSe)、硫系玻璃(S)、碳化硅(SiC)、氟化钙(CaF2)、氟化钡(BaF2)、氟化镁(MgF2)等红外滤光材料;工作气体4可以是氢气、氮气和/或稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe)等。
根据上述说明可知,本申请采用MEMS微加工技术,形成压力式温度传感器,该传感器将红外吸收热敏层吸收的被测物体的温度转换成热量,传导至工作气体,通过定容气体压力的变化,被压力传感器感测到,转换成电压或电流输出。该方法制作成本低,适合大批量制造和生产。
下面,结合具体实例和图4,详细说明本实施例的制作方法的一个具体实施方式,在本具体实施方式中,牺牲层图形5采用聚酰亚胺(PI),第一层和第二层介质层图形结构均采用氮化硅(Si3N4),键合封环2采用SiO2,红外吸收热敏层3采用氮化钛(TiN),红外滤光片9采用锗(Ge),工作气体选用Ar气。
具体步骤如下:
1)如图4A、图4B所示,在高压Ar气氛围中,在压力传感器1表面上用硅-玻璃键合的方法将集成氮化钛红外吸收热敏层3的键合封环2键合到压力传感器1之上,以形成第一空腔4a,并在其内密封形成常压或高压Ar气体,作为工作气体4。
2)如图4C、4D所示,在键合封环2和红外吸收热敏层3上滴胶、甩胶、高温固化一层聚酰亚胺,作为温度传感器的牺牲层5a;通过掩模版光刻形成光刻胶图形,用RIE或IBE或ICP刻蚀该图形,形成牺牲层图形5。
3)如图4E、4F所示,在牺牲层图形5上用LPCVD或PECVD的方法沉积一层氮化硅薄膜,作为温度传感器的第一层介质层6a,该介质层6a覆盖整个牺牲层图形5;通过掩模版光刻涂覆在第一层介质层6a上的光刻胶图形,用RIE或IBE刻蚀该图形,形成第一层介质层图形结构6;该第一层介质层图形6露出位于牺牲层图形边缘的两个第一凹槽7和中央的第二凹槽8,该两个第一凹槽7为牺牲层的释放孔;第二凹槽8宽度不小于工作气体4空腔的宽度。
4)如图4G、4H所示,用蒸发或溅射的方法沉积一层锗薄膜9a;通过掩模版光刻涂覆在锗薄膜9a上的光刻胶图形,用RIE或IBE刻蚀该图形,形成红外滤光片结构9,该结构露出第一凹槽7,并覆盖第二凹槽8。
5)如图4I所示,用氧等离子灰化射频或微波释放的方法释放牺牲层图形5,形成空腔10a。
6)如图4J所示,在真空环境下,用LPCVD或PECVD的方法沉积沉积一层氮化硅薄膜;通过掩模版光刻涂覆在氮化硅薄膜上的光刻胶图形,用RIE或IBE刻蚀该图形,形成第二层介质层图形结构11。该第二层介质层图形结构11露出红外滤光片9的表面,并且填充第一凹槽8,以形成真空空腔10。
7)切割晶圆,气压式温度传感器制作完成。
以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述,但本领域技术人员应该清楚,这些描述都是示例性的,并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改,这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (10)

1.一种气压式温度传感器的制作方法,该方法包括:
在工作气体(4)的气氛中,将红外吸收热敏层(3)通过键合封环(2)键合于压力传感器(1)的表面,以形成由所述红外吸收热敏层(3)、所述压力传感器(1)、以及所述键合封环(2)围合而成的第一空腔(4a),并且该第一空腔中密封有所述工作气体(4);
形成至少位于所述红外吸收热敏层(3)上方的密封的第二空腔(10),所述第二空腔(10)的底部至少包括所述红外吸收热敏层(3),所述第二空腔(10)的侧壁包括介质层图形结构的一部分,所述第二空腔(10)的顶部包括介质层图形结构的另一部分、以及红外滤光片(9),所述红外滤光片(9)与所述第一空腔(4a)的位置对应。
2.如权利要求1所述的气压式温度传感器的制作方法,其中,所述介质层图形结构包括第一层介质层图形结构(6)和第二层介质层图形结构(11),形成所述第二空腔(10)的方法包括:
形成覆盖所述红外吸收热敏层(3)的牺牲层图形(5);
形成覆盖所述牺牲层图形(5)的第一层介质层图形结构(6),所述第一层介质层图形结构(6)具有第一凹槽(7)以及第二凹槽(8),其中,所述第一凹槽(7)使所述牺牲层图形(5)的边缘露出,所述第二凹槽(8)与所述第一空腔(4a)的位置对应;
形成覆盖所述第二凹槽(8)且露出所述第一凹槽(7)的红外滤光片(9);
经由所述第一凹槽(7)释放所述牺牲层图形(5),形成空腔(10a);
形成填充所述第一凹槽(7)且露出所述红外滤光片(9)的第二层介质层图形结构(11),以使所述空腔(10a)密封,形成密封的第二空腔(10)。
3.如权利要求2所述的气压式温度传感器的制作方法,其中,
所述第二凹槽(8)的尺寸不小于所述第一空腔(4a)的尺寸。
4.如权利要求1所述的气压式温度传感器的制作方法,其中,
所述第二空腔(10)内为真空。
5.如权利要求1所述的气压式温度传感器的制作方法,其中,
所述压力传感器(1)是差压式压力传感器或绝压式压力传感器。
6.如权利要求1所述的气压式温度传感器的制作方法,其中,
所述工作气体(4)是氢气、氮气、和/或稀有气体。
7.如权利要求2所述的气压式温度传感器的制作方法,其中,
所述第一凹槽(7)的数量为至少一个。
8.一种气压式温度传感器,包括,
压力传感器(1);
红外吸收热敏层(3),其通过键合封环(2)键合于压力传感器(1)的表面,以形成由所述红外吸收热敏层(3)、所述压力传感器(1)、以及所述键合封环(2)围合而成的第一空腔(4a),并且该第一空腔中密封有工作气体(4);
密封的第二空腔(10),其至少形成于所述红外吸收热敏层(3)的上方,所述第二空腔的底部至少包括所述红外吸收热敏层(3),所述第二空腔(10)的侧壁包括介质层图形结构的一部分,所述第二空腔(10)的顶部包括介质层图形结构的另一部分、以及红外滤光片(9),所述红外滤光片(9)与所述第一空腔(4a)的位置对应。
9.如权利要求8所述的气压式温度传感器,其中,
所述第二空腔(10)内为真空。
10.如权利要求8所述的气压式温度传感器,其中,
所述压力传感器(1)是差压式压力传感器或绝压式压力传感器。
CN201510100498.3A 2015-03-06 2015-03-06 气压式温度传感器及其制作方法 Active CN104614086B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510100498.3A CN104614086B (zh) 2015-03-06 2015-03-06 气压式温度传感器及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510100498.3A CN104614086B (zh) 2015-03-06 2015-03-06 气压式温度传感器及其制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104614086A CN104614086A (zh) 2015-05-13
CN104614086B true CN104614086B (zh) 2017-05-03

Family

ID=53148635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510100498.3A Active CN104614086B (zh) 2015-03-06 2015-03-06 气压式温度传感器及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104614086B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109489843B (zh) * 2018-10-29 2020-03-24 武汉大学 高灵敏度传感器及其制备方法
CN110745774B (zh) * 2019-10-16 2022-12-16 武汉大学 一种悬臂梁结构的SiC温度传感器及其制造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4138285C2 (de) * 1991-11-21 1994-04-07 M & S Brugg Ag Brugg Hydraulische Abkantpresse
JP2639308B2 (ja) * 1992-11-19 1997-08-13 富士電機株式会社 力センサ,温度センサおよび温度・力センサ装置
JP3189653B2 (ja) * 1995-12-12 2001-07-16 株式会社村田製作所 赤外線センサの製造方法
EP0867701A1 (en) * 1997-03-28 1998-09-30 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw Method of fabrication of an infrared radiation detector and more particularly an infrared sensitive bolometer
JP3588446B2 (ja) * 2000-12-01 2004-11-10 長野計器株式会社 センサ
EP2015046A1 (en) * 2007-06-06 2009-01-14 Infineon Technologies SensoNor AS Vacuum Sensor
CN101183479A (zh) * 2007-11-09 2008-05-21 张陈 一种可熔融空气管式线型感温探测器
CN102279057A (zh) * 2011-07-16 2011-12-14 西南交通大学 一种压力式流体温度传感器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104614086A (zh) 2015-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104501970B (zh) 一种立体式温度探测器及其制造方法
US10317357B2 (en) Integrated multi-sensor module
CN101568813B (zh) 芯片温度传感器
CN101563591B (zh) 包括参考传感器元件的传感器
US7435964B2 (en) Thermal sensor with increased sensitivity
CN104781641B (zh) 迂回式红外传感器
Kong et al. Infrared micro-spectrometer based on a diffraction grating
US7692148B2 (en) Thermal sensor with thermal barrier
US20180090657A1 (en) Packaging Method and Semiconductor Device
CN106629574B (zh) 一种mems红外光源及其制作方法
JPH10274561A (ja) 熱型赤外線検出素子
US20150253194A1 (en) Infrared sensor module
CN103207021B (zh) 高性能mems热电堆红外探测器结构及其制备方法
CN104614086B (zh) 气压式温度传感器及其制作方法
Lee et al. CMOS-MEMS technologies for the applications of environment sensors and environment sensing hubs
CN102384790B (zh) 热电堆红外传感器及其制作方法
US9291507B1 (en) Differential capacitive readout system and method for infrared imaging
US20130206989A1 (en) Radiation Sensor
US8980676B2 (en) Fabrication of window cavity cap structures in wafer level packaging
US9360373B2 (en) Infrared sensor of rear surface irradiation type
TWI283297B (en) Fabrication method for integrated micro sensor, and micro sensor made with the same
CN1233855A (zh) 红外探测器
Lee et al. Design, fabrication and characterization of an integrated micro heat pipe
Reddy Fabrication of Cost Effective Microbolometer using front end bulk Micromachining
Chen et al. A novel CMOS-compatible polysilicon/titanium thermopile

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant