FR2933533A1 - Puce de detection de posture de niveau et son procede de fabrication, capteur de posture de niveau - Google Patents

Abstract

Puce de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz et son procédé de fabrication, ainsi qu'un capteur de posture de niveau. La puce comprend un substrat de semi-conducteur (30) ; deux ensembles de fusibles thermosensibles (21) de bras formés à la surface du substrat de semi-conducteur (30), chaque ensemble de fusibles thermosensibles (21) comprenant deux fusibles thermosensibles (21) parallèles l'un à l'autre, les deux ensembles de fusibles thermosensibles (21) étant verticaux l'un par rapport à l'autre ; et des électrodes (23) formées aux deux extrémités des fusibles thermosensibles (21). Pour la puce de détection de posture de niveau et le capteur de la présente invention, le parallélisme et la verticalité des fusibles thermosensibles (21) sont d'une précision élevée, ce qui permet d'obtenir une mesure plus précise.

Description

PUCE DE DETECTION DE POSTURE DE NIVEAU ET SON PROCEDE DE FABRICATION, CAPTEUR DE POSTURE DE NIVEAU DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine technique de la mesure de posture de niveau d'un support, et particulièrement une puce de détection de posture de niveau et son procédé de fabrication et un capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné. ART ANTÉRIEUR Le capteur de posture de niveau classique contient un style de pendule solide et un style de pendule liquide. Les deux styles de pendule de capteurs de posture de niveau présentent les inconvénients d'une structure complexe, d'une mauvaise performance antiimpact et d'un long temps de réponse, ainsi que d'autres inconvénients à divers degrés. Un capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz à une dimension utilisant un pendule de gaz au lieu d'un pendule solide ou d'un pendule liquide est proposé dans l'invention portant le numéro d'application 93 216 480.3 déposée par le présent demandeur auprès du Bureau chinois des brevets. Cet élément de détection de posture de niveau utilise généralement une structure à chambre unique et à deux fusibles comportant deux fusibles thermosensibles dans la chambre hermétique à travers laquelle s'écoulent des courants constants. Les fusibles thermosensibles chauffent le gaz dans la chambre en tant que source de chaleur, et en même temps les fusibles thermosensibles sont également utilisés en tant qu'éléments de mesure, 2 les deux fusibles thermosensibles composant deux bras d'un pont de détection de signal. Lorsque l'élément de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz à une dimension est dans un état horizontal, les flux d'air chauds générés par les deux fusibles thermosensibles sont tous les deux dans des directions verticales vers le haut, ils sont tous les deux sur un isotherme identique, les résistances des deux fusibles thermosensibles sont les mêmes, le pont est en équilibre, et la tension de sortie du circuit de détection est égale à zéro. Lorsque la chambre de détection est inclinée d'un degré d'angle par rapport à une surface horizontale, les deux fusibles thermosensibles se trouvent separément sur des isothermes différents, les résistances des éléments thermosensibles varient différemment, les résistances des deux fusibles thermosensibles sont inégales, le pont est déséquilibré, et une tension proportionnelle à l'angle d'inclinaison est délivrée.

Néanmoins, l'élément de détection de posture de niveau de structure à une dimension ne peut détecter une posture de niveau que dans une direction. Si une posture de niveau à deux dimensions doit être mesurée, deux capteurs montés verticalement doivent être utilisés de sorte que le volume est beaucoup plus grand que celui pour une seule dimension ; parallèlement, le couplage croisé des axes est souvent plus grand en raison de la plus grande difficulté du montage vertical. En outre, les fusibles thermosensibles fonctionnent tous les deux pour détecter la température et pour chauffer en même temps. Pour s'assurer que les fusibles 3 thermosensibles puissent avoir une sensibilité suffisamment élevée et une température de chambre, le courant s'écoulant dans les fusibles thermosensibles est généralement grand, la température des fusibles thermosensibles est élevée, et la performance de détection des fusibles thermosensibles est réduite à tel point que la stabilité du capteur devient mauvaise. Dans le but d'améliorer les performances et de réduire les coûts et le volume, le document du 13th Institute of CETC intitulé : Research on reliability of the MEMS convective accelerometer (Micronanoelectronic Technology, 2003, July-August, pages 317-320) présente une résistance de fusible de 3005210005.

Les processus utilisés dans le document intitulé : Micromachined Convective Accelerometer du Hebei Semiconductor Research Institute (Chinese Journal of Semiconductors, 2001, Vol.22, No.4, pages 465-468) sont : croissance thermique d'une couche de SiO2 sur (100) Si, dépôt d'une couche de polysilicium, puis photogravure, et diffusion par bore du polysilicium pour former des bandes de résistances, et enfin dépôt d'une couche de nitrure de silicium (SiNX) de manière à construire une résistance thermosensible de polysilicium et une résistance thermique. EXPOSÉ DE L'INVENTION Compte tenu de ce qui précède, la présente invention résout un problème technique en fournissant une puce de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz avec une précision de mesure élevée. 4 La puce de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz fournie par la présente invention comprend : un substrat de semi-conducteur ; deux ensembles de fusibles thermosensibles de bras formés sur la surface du substrat de semi-conducteur, chaque ensemble de fusibles thermosensibles comprenant deux fusibles thermosensibles parallèles l'un à l'autre, les deux ensembles de fusibles thermosensibles étant verticaux l'un par rapport à l'autre ; et des électrodes formées aux deux extrémités des fusibles thermosensibles. En outre, la puce de détection de posture de niveau de la présente invention comprend également : un fusible chauffant de bras formé sur la surface dudit substrat de semi-conducteur, ledit fusible chauffant étant disposé le long de la position symétrique du même ensemble de fusibles thermosensibles ; et des électrodes formées aux deux extrémités dudit fusible chauffant.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les deux ensembles de fusibles thermosensibles constituent un rectangle et partagent un fusible chauffant disposé sur une diagonale du rectangle.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque ensemble de fusibles thermosensibles a un fusible chauffant disposé le long de la portion du milieu du même ensemble de deux fusibles thermosensibles.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le substrat de semi-conducteur est un substrat de silicium, et lesdits fusibles thermosensibles et ledit fusible chauffant sont principalement composés de Pt. Les largeurs des fusibles thermosensibles et du fusible chauffant sont 5 de 40 à 60 pm, leurs longueurs sont de 1 200 à 1 600 pm, et les espaces entre les fusibles sont de 500 à 1 000 pm. Un autre problème résolu par la présente invention est la fourniture d'un capteur de posture de niveau de 10 style à pendule de gaz micro-usiné. Le capteur de postule de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné prévu par la présente invention comprend : un boîtier, une base, un gyroscope de vélocité angulaire, un circuit de traitement de signal, 15 et un élément de détection comprenant la puce de détection de posture de niveau décrite ci-dessus. La puce de détection et le gyroscope de vélocité angulaire sont montés sur la base. La puce de détection délivre un signal d'inclinaison au dit circuit de traitement de 20 signal, le gyroscope de vélocité angulaire délivre un signal de vélocité angulaire au dit circuit de traitement de signal, ledit circuit de traitement de signal traite ledit signal d'inclinaison et ledit signal de vélocité angulaire délivre un signal de 25 tension de posture de niveau. Un autre problème technique résolu par la présente invention est la fourniture d'un procédé de fabrication de puce de semi-conducteur. Le procédé de fabrication de puce de semi- 30 conducteur prévu par la présente invention comprend les étapes consistant à : former une couche de masque sur 6 une surface d'un substrat de semi-conducteur ; former des fusibles thermosensibles et un fusible chauffant sur ladite couche de masque ; former des électrodes aux extrémités desdits fusibles thermosensibles et dudit fusible chauffant ; et former un bras en gravant la zone du substrat de semi-conducteur où se trouvent lesdits fusibles thermosensibles et ledit fusible chauffant en combinant une méthode sèche et une méthode humide.

En outre, l'étape consistant à former les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant sur la couche de masque décrite ci-dessus comprend les étapes consistant à : former un premier motif sur ladite couche de masque par photogravure ; et former les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant composés de métal ou d'alliage sur ledit premier motif par pulvérisation cathodique ou évaporation. L'étape consistant à former des électrodes aux extrémités desdits fusibles thermosensibles et dudit fusible chauffant comprend les étapes consistant à : former un deuxième motif sur ladite surface du semi-conducteur par photogravure ; et former les électrodes sur ledit deuxième motif par évaporation, lesdites électrodes étant disposées aux extrémités desdits fusibles thermosensibles et dudit fusible chauffant. L'étape consistant à former le bras comprend les étapes consistant à : former un troisième motif autour desdits fusibles thermosensibles et dudit fusible chauffant sur la surface dudit semi-conducteur par photogravure ; former des cylindres de fusibles thermosensibles et un cylindre de fusible chauffant par 7 gravure de méthode sèche ; et former des fusibles thermosensibles de bras et un fusible chauffant de bras par gravure de méthode humide. En outre, elle comprend également l'étape consistant à : traiter thermiquement ladite puce de semi-conducteur à une température de 300 à 800 °C. Selon la puce de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz proposée par la présente invention, par la fabrication avec la technique de traitement micro-usinée, le degré de parallélisme et de verticalité des fusibles thermosensibles est d'une précision élevée, ce qui permet d'obtenir la plus grande précision de mesure. LISTE DES FIGURES La figure 1 est un diagramme illustratif schématique du principe de fonctionnement d'un capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné ; la figure 2 est un diagramme illustratif structurel d'un mode de réalisation d'une puce de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz selon la présente invention ; la figure 3 est un diagramme illustratif structurel d'un autre mode de réalisation de la puce de détection de posture de niveau selon la présente invention ; la figure 4 est un diagramme illustratif structurel d'un autre mode de réalisation de la puce de détection de posture de niveau selon la présente invention ; 8 la figure 5a est un diagramme illustratif d'un élément de détection de posture de niveau dans une structure rectangulaire ; la figure 5b est un diagramme illustratif d'un 5 élément de détection de posture de niveau dans une structure semi-circulaire ; la figure 6 est un organigramme d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication de la puce de détection de posture de niveau de style à pendule de 10 gaz selon la présente invention ; la figure 7 est un organigramme d'un autre mode de réalisation du procédé de fabrication de la puce de détection de posture de niveau selon la présente invention ; 15 la figure 8a est un diagramme illustratif d'une plaque de masque utilisée pour une première photogravure ; la figure 8b est un diagramme illustratif d'une plaque de masque utilisée pour une deuxième 20 photogravure ; la figure 8c est un diagramme illustratif d'une plaque de masque utilisée pour une troisième photogravure la figure 9 est une vue en coupe de positions de 25 parties de la puce pendant la fabrication de bras de puce du capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné la figure 10 est un organigramme du test de conditionnement de l'élément de détection de posture de 30 niveau de style à pendule de gaz micro-usiné ; 9 la figure 11 est un diagramme illustratif structurel d'un circuit d'obtention de signal du capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné ; la figure 12 est un diagramme illustratif structurel du capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné ; la figure 13 est un diagramme schématique d'un circuit de traitement de signal du capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné. La présente invention va être décrite en détail en référence aux dessins annexés sur lesquels des modes de réalisation illustratifs de la présente invention sont expliqués.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE La figure 1 est un diagramme illustratif schématique du principe de fonctionnement d'un capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro- usiné. Son principe consiste à utiliser la caractéristique de pendule du gaz naturel de convection dans une chambre hermétique dans laquelle deux fusibles thermosensibles sont disposés en parallèle sous la forme de deux bras d'un pont. Sur la figure 1, le numéro de référence 10 indique une source de chaleur, le numéro de référence 11 indique une ligne normale du plan où se trouvent les fusibles thermosensibles, et le numéro de référence 12 indique la direction du flux de gaz. Comme cela est représenté sur la figure la, lorsque le capteur est placé horizontalement, le flux de gaz chaud est vertical vers le haut par rapport au plan où se trouvent les fusibles thermosensibles, où 10 les quantités de chaleur absorbée par les deux fusibles thermosensibles sont égales, les températures sont égales, et le pont atteint l'équilibre. Comme cela est représenté sur la figure lb, lorsque le capteur s'incline d'un angle e, le flux de gaz chaud reste vertical vers le haut en raison de la caractéristique de pendule, mais il s'écarte d'une inclinaison e de la ligne normale du plan où se trouvent les fusibles thermosensibles de sorte que les quantités de chaleur absorbée par les fusibles thermosensibles sont différentes, les températures sont également différentes ce qui a pour résultat que le pont est déséquilibré, et un signal de tension proportionnel à l'inclinaison est délivré : =Ke (1)

K dans l'équation ci-dessus est un coefficient de mise à l'échelle (mv/°). Lorsque la direction de détection d'inclinaison est opposée, le symbole de la tension de sortie est également opposé. La figure 2 est un diagramme illustratif structurel d'un mode de réalisation d'une puce de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz selon la présente invention. Comme cela est représenté sur la figure 2, la puce de détection de posture de niveau comprend une tranche de silicium 20 en tant que substrat, deux ensembles de fusibles thermosensibles 21 et de fusible chauffant 22 parallèles l'un à l'autre sur la tranche de silicium 20, des électrodes 23 formées aux extrémités des fusibles 11 thermosensibles et du fusible chauffant et des chambres 24 et 25 formées sous chaque ensemble de fusibles thermosensibles. Des flèches 26 et 27 indiquent un axe de détection (parallèle à la direction des fusibles thermosensibles) de chaque ensemble de fusibles thermosensibles séparément, et une inclinaison d'un certain angle positif ou négatif peut être effectuée autour de l'axe. L'inclinaison dans deux directions verticales l'une par rapport à l'autre peut être mesurée par la structure représentée sur la figure 2. Les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant peuvent être principalement composés de platine (Pt), et un matériau ou alliage de résistance thermosensible comme du platine-lawrencium, du nickel-chrome-aluminium, etc. peut être également utilisé. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les largeurs des fusibles thermosensibles et du fusible chauffant sont de 40 à 60 pm, les longueurs de ceux-ci sont de 1 200 à 1 600 pm, et les espaces entre les fusibles sont de 500 à 1 000 pm. La figure 3 est un diagramme illustratif structurel d'un autre mode de réalisation de la puce de détection de posture de niveau selon la présente invention. Dans ce mode de réalisation, deux ensembles de fusibles thermosensibles partagent un fusible chauffant. Comme cela est représenté sur la figure 3, L et W indiquent séparément la direction de longueur et la direction de largeur de la puce, c'est-à-dire les directions de l'axe des ordonnées et de l'axe des abscisses. La puce de détection de posture de niveau sur la figure comprend un substrat 30, une électrode 31 12 formée sur le substrat, un fusible chauffant 32, des fusibles thermosensibles 33 et 34 le long de la direction de largeur de la puce et des fusibles thermosensibles 35 et 36 le long de la direction de longueur de la puce. Les fusibles thermosensibles du même ensemble sont disposés en parallèle, et les fusibles thermosensibles des ensembles différents sont disposés verticalement l'un par rapport à l'autre. Les deux ensembles de fusibles thermosensibles partagent le fusible chauffant identique 32, et le fusible chauffant se trouve le long de la position symétrique des fusibles thermosensibles. Par exemple, quatre fusibles thermosensibles forment un rectangle (par exemple, un carré), et le fusible chauffant est à la position de la diagonale du rectangle. Les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant sont formés dans des structures de bras par des processus de fabrication, et une chambre sous les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant est formée dans le substrat. L'électrode 31 sur le substrat peut être principalement composée de métal comme de l'or, de l'argent, du cuivre, de l'aluminium, etc. et elle peut également être composée d'un alliage. En plus de l'utilisation de silicium, le substrat peut également utiliser du germanium, du sélénium, etc. La figure 4 est un diagramme illustratif structurel d'un autre mode de réalisation de la puce de détection de posture de niveau selon la présente invention. Comme cela est représenté sur la figure 4, L et W indiquent séparément la direction de longueur et la direction de largeur de la puce. La puce de 13 détection de posture de niveau sur la figure comprend un substrat 40, une électrode 41 formée sur le substrat, des fusibles thermosensibles 43 et 44 et un fusible chauffant 42 le long de la direction de largeur de la puce et des fusibles thermosensibles 46 et 47 et un fusible chauffant 45 le long de la direction de longueur de la puce. Les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant du même ensemble sont parallèles l'un à l'autre, et les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant de différents ensembles sont verticaux l'un par rapport à l'autre. Le fusible chauffant 42 est disposé le long de la position du milieu des fusibles thermosensibles 43 et 44, et le fusible chauffant 45 est disposé le long de la position du milieu des fusibles thermosensibles 46 et 47. Les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant sont formés dans des structures de bras par des processus de fabrication, et une chambre formée sur la zone de substrat où se trouvent les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant. En utilisant le fusible chauffant, le signal de sortie peut être accru et le temps de stabilité peut être réduit. Si le fusible chauffant n'est pas utilisé, la sortie de signal de chaque ensemble des fusibles thermosensibles est petite. A la même inclinaison, le niveau de sensibilité des signaux de sortie en présence du fusible chauffant est augmenté de six à huit fois par rapport à celui sans la présence du fusible chauffant. Pour les puces de détection dans le même espace, les temps de stabilités des tensions de sortie sont différents en présence ou en l'absence du fusible chauffant, et le fusible chauffant peut permettre de réduire le temps de stabilité de la tension de sortie.

La résistance de fusibles thermosensibles R1 et la résistance de fusible chauffant R2 peuvent être

exprimées comme suit : P77 R1= '1 où P est la résistivité de Pt ; t et sont les longueurs des fusibles thermosensibles et du fusible chauffant séparément ; SI et S sont les coupes transversales des fusibles thermosensibles et du fusible chauffant séparément. Dans le cas où les coupes transversales des fusibles thermosensibles et du fusible chauffant sont rectangulaires, S = W x H, c'est-à-dire que la coupe transversale est égale au produit de la longueur par la largeur. Pour calculer la résistance requise par l'équation (2) et par l'équation (3), il faut tenir compte de la possibilité de la fabrication par micro-usinage et de la caractéristique mécaniste du fusible et de l'acquisition du signal de sortie requis. Par conséquent, les tailles optimales des fusibles thermosensibles et du fusible chauffant doivent être déterminées par expérience. Les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant de Pt sont un peu minces, et ils peuvent (2) (3) 15 vieillir pendant une longue période à une tension supérieure à la tension de fonctionnement pour accroître la stabilité de fonctionnement. Avant l'opération de mise sous tension, la puce subit un traitement thermique pendant deux heures à une température de 300 à 800 °C pour améliorer les réseaux de grains de cristaux des fusibles thermosensibles et du fusible chauffant de manière à accroître la stabilité de fonctionnement de la puce. Le tableau 1 ci-après représente le résultat de l'expérience des deux ensembles de fusibles en fonctionnement sous tension pendant 40 heures :

Tableau 1 Durée de Tension de l'ensemble A (V) Tension de l'ensemble B (V) fonction nement sous tension fusible fusible fusible fusible fusible fusible chauffant thermo thermo chauffant thermo thermo sensible sensible sensible sensible 1 2 1 2 0 1,638 1,489 2,789 1,339 1,314 2,514 1,585 1,490 2,786 1,340 1,316 2,511 1,576 1,482 2,778 1,330 1,308 2,501 24 1,573 1,479 2,777 1,330 1,316 2,509 40 1,581 1,488 2,791 1,326 1,308 2,501 15 Comme on peut le constater sur le tableau 1, après le fonctionnement continu sous tension pendant 40 heures, la variation de tension dans les fusibles est < 0,3%, ce qui indique que la variation de 20 résistance est très faible et la stabilité du capteur est particulièrement bonne à condition que les fusibles 16 thermosensibles et le fusible chauffant soient à la même température de fonctionnement. Dans le cas où des puces avec un seul fusible chauffant et des puces avec deux fusibles chauffants sont respectivement placées dans un boîtier identique, et dans la même condition, le niveau de sensibilité du signal de sortie de la puce avec un seul fusible chauffant est inférieur d'environ 20 à 30 % à celui de la puce avec deux fusibles chauffants.

La puce de détection de posture de niveau peut être montée dans différentes chambres. La figure 5 est un mode de réalisation de la chambre, dans lequel il y a une chambre dans une structure rectangulaire sur la figure 5a, dont la taille d'espace intérieur est de 2 cm x 1,8 cm x 0,4 cm, et le volume est de 1,44 cm3 . Sur la figure 5b, il y a une chambre dans une structure semi-circulaire, le diamètre de la chambre étant de 0,7 cm, sa hauteur étant de 0,5 cm, et son volume étant de 0,77 cm3.

Le tableau 2 ci-après indique le résultat de l'expérience de signaux de sortie (inclinaison de 80°) de différentes structures de chambre dans le cas où le premier niveau amplifiant un circuit de détection du même type est utilisé et le fusible chauffant est à différentes tensions de polarisation : Tableau 2 tension de tension de tension de structure structure semi- polarisation (V) rectangulaire (mV) circulaire (mV) 2,35 110 100 1,83 90 80 1,45 60 55 1,15 35 35 0,76 20 20 0,56 15 15 Comme on peut le constater à partir des données du tableau 2, des structures de chambre avec des formes différentes et des volumes différents n'ont que peu d'effet sur les signaux de sortie. La figure 6 est un organigramme d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication de la puce de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz selon la présente invention. Comme cela est représenté sur la figure 6, à l'étape 601, une couche de masque est formée sur un substrat de semi-conducteur. Par exemple, lorsque le substrat est une tranche de silicium 100, une croissance de SiO2 se déroule à la surface de la tranche de silicium de sorte qu'un masque puisse être formé à la surface de la tranche de silicium pour protéger la surface de la tranche de silicium et fournir des conditions de traitement pour les processus suivants. A l'étape 603, des fusibles thermosensibles et un fusible chauffant sont formés sur la couche de masque. 18 En utilisant le motif formé sur la couche de masque par photogravure, les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant sont formés par dépôt de métal (par exemple, du platine, etc.) ou d'alliage (platine- lawrencium, nickel-chrome-aluminium, etc.) sur la couche de masque en utilisant un processus de pulvérisation cathodique ou de vaporisation. A l'étape 605, des électrodes sont formées aux extrémités des fusibles thermosensibles et du fusible chauffant. En utilisant le motif d'électrodes formé sur la surface de la puce par photogravure, l'électrode est formée par pulvérisation cathodique. Le matériau de pulvérisation cathodique peut être du métal, comme de l'or, de l'argent, du cuivre, de l'aluminium, etc. ou un alliage. L'électrode peut également être formée par vaporisation. A l'étape 607, des cylindres de fusibles thermosensibles et un cylindre de fusible chauffant sont formés par gravure de méthode sèche.

A l'étape 609, des structures de bras sont formées au niveau des zones du substrat sous les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant par gravure de méthode humide. Après le traitement de cette étape, des corps de chambre sont formés au niveau des zones sous les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant, et les fusibles thermosensibles et le fusible chauffant forment les structures de bras. La figure 7 est un organigramme d'un autre mode de réalisation du procédé de fabrication de la puce de détection de posture de niveau selon la présente invention. 19 Comme cela est représenté sur la figure 7, à l'étape 701, une couche de dioxyde de silicium est formée sur la surface sélectionnée de la tranche de silicium par oxydation et la tranche de silicium peut être nettoyée avant de former la couche de dioxyde de silicium. Les coupes transversales de la surface oxydée de la tranche de silicium le long des lignes (A-A) et (B-B) sont représentées sur la figure 9(a). Aux étapes 703 et 705, la surface de la tranche de silicium est soumise à la première photogravure en utilisant une première plaque de masque comme cela est représenté sur la figure 8a, et à l'étape 705, le placage de Ti et Pt est terminé. Les coupes transversales le long des lignes (A-A) et (B-B) sont formées, comme cela est représenté sur la figure 9(b). Le placage de Ti sert de base pour améliorer les combinaisons de Pt et SiO2. Aux étapes 707 et 709, la surface de la tranche de silicium est soumise à la deuxième photogravure en utilisant une deuxième plaque de masque comme cela est représenté sur la figure 8b, et des électrodes composées de Ti et Au et correspondant aux fusibles thermosensibles et au fusible chauffant sont formées sur le motif de la surface de la tranche de silicium par pulvérisation cathodique. Le matériau de pulvérisation cathodique peut également être un autre métal comme du cuivre, de l'aluminium, de l'argent ou un autre matériau d'alliage. Après le placage de Ti et Au, les coupes transversales de la surface de la tranche de silicium le long des lignes (A-A) et (B-B) sont représentées sur la figure 9(c). 20 A l'étape 711, la surface de la tranche de silicium est soumise à la troisième photogravure en utilisant une troisième plaque de masque, et un motif correspondant est formé à la surface de la tranche de silicium. La plaque de masque utilisée est représentée sur la figure 8C. A l'étape 713, la gravure de profondeur de méthode sèche est effectuée. La profondeur de gravure peut être de 100 à 140 }gym. Les situations de la surface correspondante de la tranche de silicium après la gravure de profondeur de méthode sèche sont représentées sur la figure 9(d). La réalisation de la gravure de profondeur sert de fondement au traitement de bras ultérieur.

A l'étape 715, une structure de bras est formée par gravure de méthode humide. Les situations de bras correspondantes obtenues sont représentées dans les coupes transversales le long de la ligne (A-A) de la figure 9 (d) .

La vitesse d'alimentation, la largeur de découpage et le débit d'eau appropriés sont sélectionnés, et la tranche de silicium est découpée en petites puces. La puce de semi-conducteur peut être découpée en fonction de conditions après la formation des structures de bras.

Il est également possible de découper la puce de semi-conducteur avant l'étape 715 pour améliorer le rendement de produits finis. La figure 10 est un organigramme de test d'encapsulation de la puce de détection de posture de 30 niveau après le découpage de finition. 21 Comme cela est représenté sur la figure 10, à l'étape 1101, la puce dont le découpage est terminé est triée. A l'étape 1103, un adhésif est sélectionné, et la 5 puce est collée sur le boîtier. A l'étape 1105, des électrodes et des fils sont connectés, et il est procédé à la soudure et à l'assemblage. A l'étape 1107, la puce conditionnée est connectée 10 à un circuit de back-end, et le circuit assemblé est débogué. A l'étape 1109, le fonctionnement de l'élément de détection conditionné est testé en utilisant des instruments. 15 La figure 11 est un diagramme de circuit d'un circuit d'obtention de signal du capteur de posture de niveau selon la présente invention. Comme cela est représenté sur la figure 11, le circuit d'obtention de signal comprend un capteur d'inclinaison 121, un 20 premier amplificateur de niveau 122, un deuxième amplificateur de niveau 123 et un circuit de compensation 124. Sur la figure 1, le capteur d'inclinaison 121 comprend une résistance 1210 composée de fusibles thermosensibles et une résistance 1211 25 composée d'un fusible chauffant. La résistance 1110 composée de fusibles thermosensibles et deux résistances de référence extérieures R composent un pont, et lorsque le capteur s'incline par rapport au plan à niveau, deux fusibles thermosensibles dans le 30 pont détectent différentes températures avec pour résultat que le pont est en déséquilibre, en délivrant 22 un signal de tension correspondant à l'inclinaison de posture de niveau. Le premier amplificateur de niveau 122 et le deuxième amplificateur de niveau 123 comprennent respectivement des amplificateurs opérationnels 1221 et 1231, et amplifient le signal de tension délivré par le capteur d'inclinaison 121 pour l'ajuster à une tension définie Vo pour la compensation. La sortie finale est la tension Vont représentant l'inclinaison O.

La figure 12 est un diagramme illustratif structurel d'un mode de réalisation du capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné selon la présente invention. Comme cela est représenté sur la figure 12, le capteur comprend une base 131, un élément de détection de posture de niveau 132, un gyroscope de vélocité angulaire 133, un circuit de traitement de signal 134, un boîtier 135 et une douille 136. Sur la figure 12, l'élément de détection de posture de niveau 132 est configuré en conditionnant la puce de détection de posture de niveau de la présente invention. L'élément de détection de posture de niveau 132 est utilisé pour délivrer une tension d'inclinaison au circuit de traitement de signal 134. Le gyroscope de vélocité angulaire 133 est utilisé pour délivrer une tension de vélocité angulaire au circuit de traitement de signal 134. Le circuit de traitement de signal 134 traite la tension d'inclinaison reçue et la tension de vélocité angulaire, et peut obtenir deux tensions de sortie de posture de niveau de dimension et omniberaing après le traitement de signal et délivrer une tension d'inclinaison sans interférence et 23 une tension de vélocité angulaire. Le capteur de posture de niveau micro-usiné et le gyroscope de vélocité angulaire micro-usiné sont ainsi combinés pour éliminer l'interférence de la base mobile par le gyroscope de manière à obtenir la sortie de posture de niveau après élimination de l'interférence de la base mobile. La figure 13 est un diagramme schématique du principe d'un circuit de traitement de signal du capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné selon la présente invention. Comme cela est représenté sur la figure 13, le circuit comprend un élément de détection de posture de niveau à deux dimensions 141, un gyroscope de vélocité angulaire 142, un circuit de pont 143, un circuit d'amplification 144, un capteur de température 145, une puce unique 146 et un circuit d'amplification 147. Le gyroscope de vélocité angulaire 142 détecte la vélocité angulaire w et l'envoie au circuit de pont 143, l'élément de détection de posture de niveau à deux dimensions 141 détecte une inclinaison 0 et un angle d'interférence 0' et les envoie au circuit de pont 143, le circuit de pont 143 convertit les signaux reçus en signaux électriques et les envoie au circuit d'amplification 144 pour leur amplification et leur transfert à la puce unique pour leur traitement. Le capteur de température 145 envoie le signal de température détecté à la puce unique pour son traitement. La puce unique traite les signaux reçus puis les envoie au circuit d'amplification 147, et un signal de tension de vélocité angulaire et un signal de tension 24 d'inclinaison Ife sont délivrés par le circuit d'amplification. La puce unique comprend un module de mise à zéro et de compensation de sensibilité 1461, un module de linéarité et de sortie 1462, un module d'élimination d'interférence de posture 1463 et un module de compensation de signal de posture de niveau omniberaing 1464. Pour le capteur de posture de niveau, il peut être fait référence à la description correspondante dans la publication de brevet chinois N° CN 101 071 066 A. Les principaux critères techniques du capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné sont indiqués dans le tableau 3 ci-après : Tableau 3 Plage Temps Résolution Non- Rendement de de linéarité d'inhibition mesure réponse d'interférence 45° 80 ms 0,01° 1 % ? 95 % Dans le capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné proposé par la présente invention, la puce du capteur de posture de niveau est fabriquée selon une technologie de traitement de silicium micro-usiné, et le parallélisme et la verticalité des fusibles thermosensibles sont d'une précision élevée. La technologie de traitement de silicium pour le capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné, comme la photogravure, la gravure de profondeur, la pulvérisation cathodique, la gravure, etc., peut contrôler avec précision la 25 résistance des fusibles thermosensibles et fabriquer des puces avec de bonnes performances d'uniformité. La taille de puce du capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné peut être petite, d'une taille inférieure à 4 x 4 mm2, et sur une puce de 4 pouces, plus de 100 puces peuvent être fabriquées, ce qui facilite sa fabrication de masse. La description de la présente invention est présentée à des fins d'illustration et de description, et elle n'a pas vocation à être ni exhaustive ni limitative de la présente invention dans la forme divulguée. De nombreuses modifications et variations vont être évidentes à l'homme du métier. Des modes de réalisation ont été sélectionnés et décrits pour mieux expliquer la théorie et l'application pratique de la présente invention, et pour permettre à l'homme du métier de comprendre la présente invention de manière à concevoir divers modes de réalisation avec diverses modifications appropriées à des fins spécifiques.20

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Puce de détection de posture de niveau de style à pendule de gaz, caractérisée en ce qu'elle comprend : un substrat de semi-conducteur (30) ; deux ensembles de fusibles thermosensibles (21) de bras formés à la surface du substrat de semi- conducteur (30), chaque ensemble de fusibles thermosensibles (21) comprenant deux fusibles thermosensibles (21) parallèles l'un à l'autre, les deux ensembles de fusibles thermosensibles (21) étant verticaux l'un par rapport à l'autre ; et des électrodes (23) formées aux deux extrémités des fusibles thermosensibles (21).
2. 2. Puce de détection de posture de niveau selon la 15 revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend également : un fusible chauffant (22) de bras formé à la surface du substrat de semi-conducteur (30), le fusible chauffant (22) étant disposé le long de la position 20 symétrique du même ensemble de fusibles thermosensibles (21) ; et des électrodes (23) formées aux deux extrémités du fusible chauffant (22).
3. 3. Puce de détection de posture de niveau selon la 25 revendication 2, caractérisée en ce que les deux ensembles de fusibles thermosensibles (21) composent un rectangle et partagent un fusible chauffant (22) disposé sur une diagonale du rectangle.
4. 4. Puce de détection de posture de niveau selon la 30 revendication 2, caractérisée en ce que chaque ensemble 27 de fusibles thermosensibles (21) a un fusible chauffant (22) disposé le long de la position du milieu du même ensemble de deux fusibles thermosensibles (21).
5. 5. Puce de détection de posture de niveau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le substrat de semi-conducteur (30) est un substrat de silicium ou un substrat de germanium.
6. 6. Puce de détection de posture de niveau selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les fusibles thermosensibles (21) et/ou le fusible chauffant (22) sont principalement composés de Pt.
7. 7. Puce de détection de posture de niveau selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les largeurs des fusibles thermosensibles (21) et du fusible chauffant (22) sont de 40 à 60 pm, leurs longueurs sont de 1 200 à 1 600 pm, et les espaces entre les fusibles sont de 500 à 1 000 pm.
8. 8. Puce de détection de posture de niveau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les électrodes (23) sont composées d'or, d'argent, de cuivre ou d'aluminium
9. 9. Capteur de posture de niveau de style à pendule de gaz micro-usiné, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier, une base, un gyroscope de vélocité angulaire, un circuit de traitement de signal, un élément de détection comprenant la puce de détection de posture de niveau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, la puce de détection délivrant un signal d'inclinaison au circuit de traitement de signal, le gyroscope de vélocité angulaire délivrant un signal de vélocité 28 angulaire au circuit de traitement de signal, le circuit de traitement de signal traitant le signal d'inclinaison et le signal de vélocité angulaire pour délivrer un signal de tension de posture de niveau.
10. 10. Capteur de posture de niveau selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit de traitement de signal délivre également une tension de vélocité angulaire.
11. 11. Procédé de fabrication de puce de semi-10 conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : former une couche de masque sur une surface d'un substrat de semi-conducteur (30) ; former des fusibles thermosensibles (21) et un 15 fusible chauffant (22) sur la couche de masque ; former des électrodes (23) aux extrémités des fusibles thermosensibles (21) et du fusible chauffant (22) ; et former un bras en gravant la zone du substrat de 20 semi-conducteur (30) où se trouvent les fusibles thermosensibles (21) et le fusible chauffant (22).
12. 12. Procédé de fabrication de puce de semi-conducteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le substrat de semi-conducteur (30) est une tranche 25 de silicium, et la couche de masque est du dioxyde de silicium ou du nitrure de silicium.
13. 13. Procédé de fabrication de puce de semi-conducteur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'étape de formation des fusibles 30 thermosensibles (21) et du fusible chauffant (22) sur la couche de masque comprend les étapes consistant à : 29 former un premier motif sur la couche de masque par photogravure ; et former les fusibles thermosensibles (21) et le fusible chauffant (22) composés d'un métal ou d'un alliage sur le premier motif par pulvérisation cathodique ou évaporation.
14. 14. Procédé de fabrication de puce de semi-conducteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'alliage est du platine-lawrencium ou du nickel- chrome-aluminium.
15. 15. Procédé de fabrication de puce de semi-conducteur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'étape de formation des électrodes (23) aux extrémités des fusibles thermosensibles (21) et du fusible chauffant (22) comprend les étapes consistant à former un deuxième motif à la surface du semi-conducteur par photogravure ; et former les électrodes (23) sur le deuxième motif par évaporation, lesdites électrodes (23) étant disposées aux extrémités des fusibles thermosensibles (21) et du fusible chauffant (22).
16. 16. Procédé de fabrication de puce de semi-conducteur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'étape de formation du bras comprend les étapes consistant à : former un troisième motif autour des fusibles thermosensibles (21) et du fusible chauffant (22) à la surface du semi-conducteur par photogravure ; 30 former des cylindres de fusibles thermosensibles (21) et un cylindre de fusible chauffant (22) par gravure de méthode sèche ; et former des fusibles thermosensibles (21) de bras et un fusible chauffant (22) de bras par gravure de méthode humide.
17. 17. Procédé de fabrication de puce de semi-conducteur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à effectuer un traitement thermique de la puce de semi-conducteur à une température de 300 à 800 °C.