CN117419778A - 一种流体流量传感器芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流体流量传感器芯片及其制备方法，加热电阻的下方基底部分为空腔区域，减少加热电阻向着基底方向的热量损失，尽可能减少加热电阻和基底的热传导，以增强加热电阻和流体的对流换热，保证加热电阻产生的温度场范围中心更靠近流体流量传感器芯片的上表面，从而提升流体流量传感器芯片的测量精度、测量灵敏度和测量范围；感温电阻的下方基底部分也为空腔区域，减小环境温度对感温电阻的影响，加热电阻对应的空腔区域和感温电阻对应的空腔区域为独立的空腔区域，也可以减少加热电阻通过热传导对感温电阻的影响，使感温电阻的温度与流体温度尽量一致，从而提升流体流量传感器芯片的测量精度、测量灵敏度和使用场景温度范围。

Description

一种流体流量传感器芯片及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，更具体地说，涉及一种流体流量传感器芯片及其制备方法。

背景技术

手术进行过程、重症监护等临床使用场景中，尿量作为判断肾功能的一个敏感标志，可综合反映血流动力学、血容量、心功能和血管临床状态。优化尿量监测方法，降低尿量测量误差，简化尿量测量技术具有十分重要的临床意义。

在临床场景中通常会存在环境温度与流体温度不一致的情况，手术室、重症监护室温度一般控制在22℃-25℃，人体温度通常在36℃以上，尿液流出人体经过流体流量传感器芯片时，尿液温度通常会高于环境温度。当环境温度与流体温度一致时，流体流量传感器芯片中感温电阻的温度与环境温度和流体温度保持一致，流体流量传感器芯片中加热电阻的温度不变，通过测量感温电阻的电压值即可测量流体的流率；当环境温度与流体温度不一致时，比如环境温度低于流体温度的情况，环境温度减小，加热电阻的温度和环境温度之间的差值是一个固定值△T，加热电阻的温度也减小，使得加热电阻的电阻值减小，电压和电流分别减小和增大，而感温电阻受环境温度的影响，温度低于流体温度，所以会带来测量误差。

那么，如何优化流体流量传感器芯片的设计，以提升其测量精度和使用场景温度范围，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种流体流量传感器芯片及其制备方法，技术方案如下：

一种流体流量传感器芯片，所述流体流量传感器芯片包括：

基底，所述基底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底包括至少一个贯穿所述基底的第一空腔区域和至少一个贯穿所述基底的第二空腔区域；

位于所述第一表面一侧的第一介质层；

位于所述第一介质层背离所述基底一侧的至少一个感温电阻和至少一个加热电阻；

其中，所述第一空腔区域的数量与所述感温电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第一空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述感温电阻在所述基底所在平面上的正投影；所述第二空腔区域的数量与所述加热电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述加热电阻在所述基底所在平面上的正投影。

优选的，在上述流体流量传感器芯片中，所述流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第一介质层背离所述基底一侧的第二介质层，所述感温电阻和所述加热电阻位于所述第一介质层和所述第二介质层之间。

优选的，在上述流体流量传感器芯片中，所述流体流量传感器芯片还包括：位于所述第一介质层和所述第二介质层之间的焊盘；

所述第二介质层具有凹槽区域，所述凹槽区域暴露出所述焊盘的部分区域。

优选的，在上述流体流量传感器芯片中，所述流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第二表面一侧的第三介质层。

优选的，在上述流体流量传感器芯片中，所述流体流量传感器芯片还包括：

位于所述感温电阻和所述第一介质层之间的第一粘结层，和/或，位于所述加热电阻和所述第一介质层之间的第二粘结层。

优选的，在上述流体流量传感器芯片中，所述流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第二表面一侧的空腔密封层；

所述空腔密封层在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述第一空腔区域在所述基底所在平面上的正投影，以及所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影。

优选的，在上述流体流量传感器芯片中，所述第一空腔区域和所述第二空腔区域分别为真空区域。

优选的，在上述流体流量传感器芯片中，所述第一空腔区域内和所述第二空腔区域内分别填充有气体或液体。

优选的，在上述流体流量传感器芯片中，所述第一空腔区域和所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影图形为多边形；

其中，所述多边形的至少一个内角为圆角。

本申请还提供了一种流体流量传感器芯片的制备方法，所述流体流量传感器芯片的制备方法包括：

提供一基底，所述基底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底包括至少一个贯穿所述基底的第一空腔区域和至少一个贯穿所述基底的第二空腔区域；

在所述第一表面的一侧形成第一介质层；

在所述第一介质层背离所述基底的一侧形成至少一个感温电阻和至少一个加热电阻；其中，所述第一空腔区域的数量与所述感温电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第一空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述感温电阻在所述基底所在平面上的正投影；所述第二空腔区域的数量与所述加热电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述加热电阻在所述基底所在平面上的正投影。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

本发明提供的一种流体流量传感器芯片包括：基底，所述基底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底包括至少一个贯穿所述基底的第一空腔区域和至少一个贯穿所述基底的第二空腔区域；位于所述第一表面一侧的第一介质层；位于所述第一介质层背离所述基底一侧的至少一个感温电阻和至少一个加热电阻；其中，所述第一空腔区域的数量与所述感温电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第一空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述感温电阻在所述基底所在平面上的正投影；所述第二空腔区域的数量与所述加热电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述加热电阻在所述基底所在平面上的正投影。

也就是说，在该流体流量传感器芯片中加热电阻的下方基底部分为空腔区域，用于减少加热电阻向着基底方向的热量损失，尽可能减少加热电阻和基底的热传导，以增强加热电阻和流体的对流换热，保证加热电阻产生的温度场范围中心更靠近流体流量传感器芯片的上表面，从而提升流体流量传感器芯片的测量精度、测量灵敏度和测量范围；并且感温电阻的下方基底部分也为空腔区域，以减小环境温度对感温电阻的影响，加热电阻对应的空腔区域和感温电阻对应的空腔区域为独立的空腔区域，也可以减少加热电阻通过热传导对感温电阻的影响，使感温电阻的温度与流体温度尽量一致，从而提升流体流量传感器芯片的测量精度、测量灵敏度和使用场景温度范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种流体流量传感器芯片的截面示意图；

图2为本发明实施例提供的一种流体流量传感器芯片的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种流体流量传感器芯片的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种流体流量传感器芯片的截面示意图；

图5为本发明实施例提供的一种流体流量传感器芯片的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，热式流体流量传感器芯片主要分为热耗散式流体流量传感器芯片和热分布式流体流量传感器芯片。其中热耗散式流体流量传感器芯片是在流道中设置两个温度传感器，例如设置一个加热电阻和一个感温电阻，加热电阻用作加热器，感温电阻用来检测流体温度，提供温度补偿。通过给加热电阻提供一个激励源，使加热电阻升温，并且与流体之间保持恒温差，利用流体带走热量的原理，激励源提高电流来维持恒温差，由此可推算出流体流量。

但是，现有的流体流量传感器芯片中至少存在感温电阻工作时与基底之间具有较快的热量传导的问题，导致感温电阻的温度受环境温度和/或加热电阻的温度影响较大，进而影响最终的测量结果。

基于此，本发明实施例提供了一种流体流量传感器芯片及其制备方法，通过在基底上设置空腔区域，使感温电阻和加热电阻位于不同的空腔区域的上方，减少感温电阻和加热电阻工作时向基底的热传递，以提高流体流量传感器芯片的工作性能，提升流体流量传感器芯片的测量灵敏度和测量精度，以及可提高流体流量传感器芯片的使用场景温度范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种流体流量传感器芯片的截面示意图，参考图2，图2为本发明实施例提供的一种流体流量传感器芯片的俯视结构示意图，参考图3，图3为本发明实施例提供的另一种流体流量传感器芯片的俯视结构示意图，本发明实施例提供的流体流量传感器芯片包括：

基底11，所述基底11包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底11包括至少一个贯穿所述基底11的第一空腔区域100和至少一个贯穿所述基底的第二空腔区域200。也就是说，该第一空腔区域100和第二空腔区域200为独立的空腔区域。

位于所述第一表面一侧的第一介质层12。

位于所述第一介质层12背离所述基底11一侧的至少一个感温电阻13和至少一个加热电阻14。

其中，所述第一空腔区域100的数量与所述感温电阻13的数量相同，且在垂直于所述基底11所在平面的方向上一一对应设置，所述第一空腔区域100在所述基底11所在平面上的正投影至少完全覆盖所述感温电阻13在所述基底11所在平面上的正投影；所述第二空腔区域200的数量与所述加热电阻14的数量相同，且在垂直于所述基底11所在平面的方向上一一对应设置，所述第二空腔区域200在所述基底11所在平面上的正投影至少完全覆盖所述加热电阻14在所述基底11所在平面上的正投影。

需要说明的是，图1、图2和图3中以一个感温电阻13、一个加热电阻14、一个第一空腔区域100和一个第二空腔区域200为例进行说明，在本发明实施例中对感温电阻13、加热电阻14、第一空腔区域100和第二空腔区域200的数量并不作限定，可根据实际情况而定。

进一步需要说明的是，图2和图3中仅仅以加热电阻14和感温电阻13分别为线状结构的电阻为例进行说明。

具体的，在本发明实施例中设计了一种基于MEMS(英文全称：Micro-Electro-Mechanical System)技术的流体流量传感器芯片，更具体的说设计了一种小流量(流量范围为17mL/h-1200mL/h)流体的流体流量传感器芯片，主要是通过在加热电阻14和感温电阻13的下方分别设置空腔区域，以提升流体流量传感器芯片的测量精度、测量灵敏度和使用场景温度范围。

其中，基底11包括但不限定为硅基底、石英玻璃基底、聚酰亚胺基底或陶瓷基底等固体材料基底，在本发明实施例中加热电阻14和/或感温电阻13包括但不限定以薄膜的形式被形成在基底11上的第一介质层12上，若在不作任何优化的情况下时，大量热量会以热传导的形式从基底11散发出去，一方面从基底11散发出去的这部分热量会增大加热电路的功耗，另一方面根据流体流量传感器芯片的工作原理可知要尽可能减少加热电阻14和基底11之间的热传导，以增强加热电阻14和流体的对流换热，因此在本发明实施例中在基底11上设置独立的第一空腔区域100和第二空腔区域200，在垂直于所述基底11所在平面的方向上第一空腔区域100和感温电阻13一一对应设置，在垂直于所述基底11所在平面的方向上第二空腔区域200和加热电阻14一一对应设置，也就是说，在该流体流量传感器芯片中加热电阻14的下方基底11部分为空腔区域，用于减少加热电阻14向着基底11方向的热量损失，尽可能减少加热电阻14和基底11的热传导，以增强加热电阻14和流体的对流换热，保证加热电阻14产生的温度场范围中心更靠近流体流量传感器芯片的上表面，从而提升流体流量传感器芯片的测量精度、测量灵敏度和测量范围；并且感温电阻13的下方基底11部分也为空腔区域，以减小环境温度对感温电阻13的影响，进一步的在本发明实施例中一个空腔区域对应一个电阻，即感温电阻13和加热电阻14不可能同时对应一个空腔区域，也就是说加热电阻14对应的空腔区域和感温电阻13对应的空腔区域为独立的空腔区域，以此减少加热电阻14通过热传导对感温电阻13的影响，使感温电阻13的温度与流体温度尽量一致，从而提升流体流量传感器芯片的测量精度、测量灵敏度和使用场景温度范围。

相比较现有技术中至少两个电阻对应一个空腔区域的技术方案而言，例如两个感温电阻13对应一个空腔区域、两个加热电阻14对应一个空腔区域、一个感温电阻13和一个加热电阻14对应一个空腔区域的技术方案而言，在本发明实施例中一个电阻对应一个独立的空腔区域，可以有效隔绝两个电阻之间的温度干扰，并且一个电阻对应一个空腔区域，这个空腔区域也无需设计的很大，显然也可以相对提高基底11的支撑能力。

总的来说，具有空腔区域的基底11不但为流体流量传感器芯片提供了一个结构支撑，还可以减少电阻工作时向基底11的热传递，以此提高流体流量传感器芯片的工作性能，降低了加热电路的功耗，解决了感温电阻13受环境温度影响大的问题，实现了提高环境温度与流体温度不一致时流量检测精度性能的目的。

可选的，在本发明另一实施例中，如图1所示，本发明实施例提供的流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第一介质层12背离所述基底11一侧的第二介质层15，所述感温电阻13和所述加热电阻14位于所述第一介质层12和所述第二介质层15之间。

具体的，在本发明实施例中第一介质层12包括第一甲介质层12a和第一乙介质层12b，第一甲介质层12a位于第一表面的一侧，第一乙介质层12b位于第一甲介质层12a背离基底11的一侧，该第一甲介质层12a包括但不限定于厚度为300nm-800nm的SiN层，第一乙介质层12b包括但不限定于厚度为300nm-800nm或1200nm-1600nm的SiO层，该第一介质层12主要用于起到承载加热电阻14和感温电阻13的作用。

第二介质层15包括第二甲介质层15a和第二乙介质层15b，第二甲介质层15a位于第一乙介质层12b和第二乙介质层15b之间，第二甲介质层15a包括但不限于厚度为200nm-700nm或1200nm-2000nm的SiO层，第二乙介质层15b包括但不限于厚度为100nm-600nm或300nm-800nm的SiN层，该第二介质层15主要起到封装绝缘加热电阻14和感温电阻13的作用。

需要说明的是，在一些可选实施例中第一介质层12也可以为一层膜层或N层层叠设置的膜层结构，第二介质层15也可以为一层膜层或N层层叠设置的膜层结构，N＞2，且N为正整数，在本发明实施例中以第一介质层12包括两层层叠设置的膜层结构为例进行说明，以第二介质层15包括两层层叠设置的膜层结构为例进行说明。

可选的，在本发明另一实施例中，如图1所示，本发明实施例提供的流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第二表面一侧的第三介质层16。

具体的，在本发明实施例中第三介质层16包括但不限定于厚度为300nm-800nm的SiN层，第三介质层16主要为工艺作用，例如在第二表面的一侧形成空腔区域时，即在背部开腔时，第三介质层16可作为腐蚀掩膜，起到阻挡腐蚀药水的作用；比如LPCVD(LowPressure Chemical Vapor Deposition，低压化学气相沉积)生长的SiN层可作为KOH腐蚀Si基底时的掩膜。

需要说明的是，在一些可选实施例中第三介质层16也可以为M层层叠设置的膜层结构，M≥2，且M为正整数，在本发明实施例中以第三介质层16为一层膜层为例进行说明。

可选的，在本发明另一实施例中，如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供的流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第一介质层12和所述第二介质层15之间的焊盘17。

所述第二介质层15具有凹槽区域18，所述凹槽区域18暴露出所述焊盘17的部分区域。

具体的，在本发明实施例中焊盘17的数量并不作限定，图2中焊盘17与加热电阻14和感温电阻13的连接仅仅是示例性的连接，也不进行限定，焊盘17通常与加热电阻14和感温电阻13位于同一层，通过凹槽区域18暴露出焊盘17的部分区域，以实现外部电连接。

可选的，在本发明另一实施例中，如图1所示，本发明实施例提供的流体流量传感器芯片还包括：

位于所述感温电阻13和所述第一介质层12之间的第一粘结层19，和/或，位于所述加热电阻14和所述第一介质层12之间的第二粘结层20。

具体的，在本发明实施例中通过在感温电阻13和第一介质层12之间设置第一粘结层19，可提高感温电阻13的结构稳定性，防止感温电阻13与第一介质层12之间出现剥离的风险；在加热电阻14和第一介质层12之间设置第二粘结层20，可提高加热电阻14的结构稳定性，防止加热电阻14与第一介质层12之间出现剥离的风险；显然在一些可选实施例中焊盘17与第一介质层12之间也是可以设置粘结层的，以提高焊盘17的结构稳定性。

其中，感温电阻13的材料包括但不限定于镍、铂、金、铝、铜或者多晶硅等材料，例如感温电阻13的材料为铂材料，厚度为100nm-500nm。

加热电阻14的材料包括但不限定于镍、铂、金、铝、铜或者多晶硅等材料，例如加热电阻14的材料为铂材料，厚度为100nm-500nm。

第一粘结层19的材料包括但不限定于钛、铬、镍、氧化钛或者钛钨合金等材料，例如第一粘结层19的材料为钛材料，厚度为5nm-20nm，或第一粘结层19的材料为铬材料，厚度为10nm-20nm。

第二粘结层20的材料包括但不限定于钛、铬、镍、氧化钛或者钛钨合金等材料，例如第二粘结层20的材料为钛材料，厚度为5nm-20nm，或第二粘结层20的材料为铬材料，厚度为10nm-20nm。

需要说明的是，为了简化工艺流程，在本发明实施例中以感温电阻13的材料和加热电阻14的材料相同为例进行说明，第一粘结层19的材料和第二粘结层20的材料相同为例进行说明，在一些可选实施例中感温电阻13的材料和加热电阻14的材料可以不同，第一粘结层19的材料和第二粘结层20的材料可以不同。

可选的，在本发明另一实施例中，参考图4，图4为本发明实施例提供的另一种流体流量传感器芯片的截面示意图，本发明实施例提供的流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第二表面一侧的空腔密封层21。

所述空腔密封层21在所述基底11所在平面上的正投影至少完全覆盖所述第一空腔区域100在所述基底11所在平面上的正投影，以及所述第二空腔区域200在所述基底11所在平面上的正投影。

具体的，在本发明实施例中该空腔密封层21包括但不限定于电路板，基于空腔密封层21、第一空腔区域100、第二空腔区域200和第一介质层12，使第一空腔区域100和第二空腔区域200形成一个密闭的空间，进而可以使所述第一空腔区域100和所述第二空腔区域200分别为真空区域，或在所述第一空腔区域100内和所述第二空腔区域200内分别填充满气体，或在所述第一空腔区域100内和所述第二空腔区域200内分别填充满液体。

也就是说，第一空腔区域100和第二空腔区域200可以进行真空密封或者使用导热系数极低的气体或液体填充满空腔区域，一方面可以很大程度上减少了感温电阻13与加热电阻14发热时的热量向底部传递，保证加热电阻14产生的温度场范围中心更靠近流体流量传感器芯片的上表面，另一方面可以减小环境温度对感温电阻13的影响，以及减少加热电阻14通过热传导对感温电阻13的影响，使感温电阻13的温度与流体温度尽量一致，从而提升流体流量传感器芯片的测量灵敏度和使用场景温度范围。

基于真空密封的方式而言，需要对流体流量传感器芯片做晶圆级封装，成本相对比较高，但是真空度越高导热系数就越低，所能实现的效果就会更佳。

基于填充气体或液体的方式而言，成本相对比较低，无需额外的操作，且空腔区域内的压力优于真空环境，利于压差平衡，但是导热系数又比较低。

因此，选取哪种方式对空腔区域进行优化可根据实际情况而定，在本发明实施例中并不进行限定。

可选的，在本发明另一实施例中，如图2和图3所示，本发明实施例提供的流体流量传感器芯片中的第一空腔区域100和第二空腔区域200在所述基底11所在平面上的正投影图形为多边形。

具体的，在本发明实施例中如图2所示，第一空腔区域100和第二空腔区域200在所述基底11所在平面上的正投影图形为多边形中的矩形，如图3所示对矩形的内角区域做弧形化处理，使多边形的至少一个内角变为圆角，将多边形内角区域处承担的较大的压力进行平均分散，以提高流体流量传感器芯片的可靠性。

需要说明的是，在本发明实施例中可按照加热电阻14与感温电阻13相对位置的不同，其结构布局可以呈上下分布或左右分布；相对应的，空腔区域的布局也对应呈上下分布或左右分布，在图2和图3中以上下分布为例进行说明。

可选的，基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种流体流量传感器芯片的制备方法，参考图5，图5为本发明实施例提供的一种流体流量传感器芯片的制备方法的流程示意图，本发明实施例提供的流体流量传感器芯片的制备方法包括：

S101：提供一基底11，所述基底11包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底11包括至少一个贯穿所述基底11的第一空腔区域100和至少一个贯穿所述基底11的第二空腔区域200。

S102：在所述第一表面的一侧形成第一介质层12。

S103：在所述第一介质层12背离所述基底11的一侧形成至少一个感温电阻13和至少一个加热电阻14；其中，所述第一空腔区域100的数量与所述感温电阻13的数量相同，且在垂直于所述基底11所在平面的方向上一一对应设置，所述第一空腔区域100在所述基底11所在平面上的正投影至少完全覆盖所述感温电阻13在所述基底11所在平面上的正投影；所述第二空腔区域200的数量与所述加热电阻14的数量相同，且在垂直于所述基底11所在平面的方向上一一对应设置，所述第二空腔区域200在所述基底11所在平面上的正投影至少完全覆盖所述加热电阻14在所述基底11所在平面上的正投影。

具体的，在本发明实施例中以两种不同的制备方法对制备流体流量传感器芯片的工艺流程进行简要说明：

制备方法示例一，将晶圆硅片清洗烘干后作为基底11，在基底11的第一表面通过LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低压化学气相沉积)沉积形成厚度为300nm-800nm的SiN作为第一甲介质层12a，并在基底11的第二表面通过LPCVD沉积形成厚度为300nm-800nm的SiN作为第三介质层16；在第一甲介质层12a背离基底11的一侧通过PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子增强化学气相沉积)沉积形成厚度为300nm-800nm的SiO作为第一乙介质层12b；在第一乙介质层12b背离基底11的一侧进行金属溅射，形成厚度为5nm-20nm的Ti作为粘结层，Pt作为金属电极材料，进一步进行光刻、刻蚀工艺，形成100nm-500nm的金属电路，主要包括感温电阻13、加热电阻14和焊盘17；继续沉积厚度为1200nm-2000nm的SiO作为第二甲介质层15a，继续沉积厚度为300nm-800nm的SiN作为第二乙介质层15b，形成第二介质层15；在第二介质层15表面进行光刻、AOE(Advanced Oxide Etch，氧气增强等离子刻蚀)刻蚀，形成凹槽区域18，暴露出所述焊盘17的部分区域；在第三介质层16的表面上使用背套光刻，在感温电阻13及加热电阻14所对应的区域形成多边形窗口，经过RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)刻蚀，去除多边形窗口内的第三介质层16，使用腐蚀夹具对流体流量传感器芯片的正面结构进行保护，在KOH溶液中腐蚀形成第一空腔区域100和第二空腔区域200，之后形成空腔密封层21，之后再选择性的对空腔区域进行处理，例如抽真空处理或填充满气体或填充满液体。

制备方法示例二，将晶圆硅片清洗烘干后作为基底11，在基底11的第一表面通过LPCVD沉积形成厚度为300nm-800nm的SiN作为第一甲介质层12a，并在基底11的第二表面通过LPCVD沉积形成厚度为300nm-800nm的SiN作为第三介质层16；在第一甲介质层12a背离基底11的一侧通过PECVD沉积形成厚度为1200nm-1600nm的SiO作为第一乙介质层12b；在第一乙介质层12b表面使用AZ5214光刻胶进行反转曝光光刻之后进行金属溅射，形成厚度为10nm-20nm的Cr作为粘结层，Pt作为金属电极材料，在丙酮溶液中进行浸泡清洗，形成100nm-500nm的金属电路，主要包括感温电阻13、加热电阻14和焊盘17；继续沉积厚度为200nm-700nm的SiO作为第二甲介质层15a，继续沉积厚度为100nm-600nm的SiN作为第二乙介质层15b，形成第二介质层15；在第二介质层15表面进行光刻、AOE刻蚀，形成凹槽区域18，暴露出所述焊盘17的部分区域；在第三介质层16的表面匀涂厚胶使用背套光刻，在感温电阻13及加热电阻14所对应的区域形成多边形窗口，经过RIE刻蚀，去除多边形窗口内的第三介质层16，接着通过ICP(Inductively Coupled Plasma，电感耦合等离子体刻蚀)刻蚀实现空腔区域的弧形化处理，形成第一空腔区域100和第二空腔区域200，之后形成空腔密封层21，之后再选择性的对空腔区域进行处理，例如抽真空处理或填充满气体或填充满液体。

以上对本发明所提供的一种流体流量传感器及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种流体流量传感器芯片，其特征在于，所述流体流量传感器芯片包括：

基底，所述基底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底包括至少一个贯穿所述基底的第一空腔区域和至少一个贯穿所述基底的第二空腔区域；

位于所述第一表面一侧的第一介质层；

位于所述第一介质层背离所述基底一侧的至少一个感温电阻和至少一个加热电阻；

其中，所述第一空腔区域的数量与所述感温电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第一空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述感温电阻在所述基底所在平面上的正投影；所述第二空腔区域的数量与所述加热电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述加热电阻在所述基底所在平面上的正投影。

2.根据权利要求1所述的流体流量传感器芯片，其特征在于，所述流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第一介质层背离所述基底一侧的第二介质层，所述感温电阻和所述加热电阻位于所述第一介质层和所述第二介质层之间。

3.根据权利要求2所述的流体流量传感器芯片，其特征在于，所述流体流量传感器芯片还包括：位于所述第一介质层和所述第二介质层之间的焊盘；

所述第二介质层具有凹槽区域，所述凹槽区域暴露出所述焊盘的部分区域。

4.根据权利要求1所述的流体流量传感器芯片，其特征在于，所述流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第二表面一侧的第三介质层。

5.根据权利要求1所述的流体流量传感器芯片，其特征在于，所述流体流量传感器芯片还包括：

位于所述感温电阻和所述第一介质层之间的第一粘结层，和/或，位于所述加热电阻和所述第一介质层之间的第二粘结层。

6.根据权利要求1-5任一项所述的流体流量传感器芯片，其特征在于，所述流体流量传感器芯片还包括：

位于所述第二表面一侧的空腔密封层；

所述空腔密封层在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述第一空腔区域在所述基底所在平面上的正投影，以及所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影。

7.根据权利要求6所述的流体流量传感器芯片，其特征在于，所述第一空腔区域和所述第二空腔区域分别为真空区域。

8.根据权利要求6所述的流体流量传感器芯片，其特征在于，所述第一空腔区域内和所述第二空腔区域内分别填充有气体或液体。

9.根据权利要求1所述的流体流量传感器芯片，其特征在于，所述第一空腔区域和所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影图形为多边形；

其中，所述多边形的至少一个内角为圆角。

10.一种流体流量传感器芯片的制备方法，其特征在于，所述流体流量传感器芯片的制备方法包括：

提供一基底，所述基底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底包括至少一个贯穿所述基底的第一空腔区域和至少一个贯穿所述基底的第二空腔区域；

在所述第一表面的一侧形成第一介质层；

在所述第一介质层背离所述基底的一侧形成至少一个感温电阻和至少一个加热电阻；其中，所述第一空腔区域的数量与所述感温电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第一空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述感温电阻在所述基底所在平面上的正投影；所述第二空腔区域的数量与所述加热电阻的数量相同，且在垂直于所述基底所在平面的方向上一一对应设置，所述第二空腔区域在所述基底所在平面上的正投影至少完全覆盖所述加热电阻在所述基底所在平面上的正投影。