[发明专利]环境传感器的制造方法及使用该方法制造的环境传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器的制造方法，特别是一种环境传感器的制造方法及使用 该方法制造的环境传感器。

背景技术

用金属氧化物检测气体的传感器已经被研究多时，相关的专利也有申请和授予。 但是，因为气敏特性与湿度和温度有关，如果要精确利用金属氧化物电阻的气敏特 性检测气体，需要精确测量环境湿度和温度。因此，通常使用者必须在一个系统设 备中使用两个器体，一个湿度和温度传感器和一个气体传感器。或者把温度湿度气 体三类传感单元分别做在两个不同的芯片上，通过叠封的办法封装在同一个封装上。 环境的质量与人们的生活和工作舒适度，健康息息相关。近几年来，随着人们对环 境的要求越来越高，人们希望能有简单可靠，价格便宜的方法和产品检测环境空气 的质量，比如一氧化碳，可燃性气体，乙醇，NO₂等的不适或有毒气体在空气中的含 量。但是，利用金属氧化物气敏电阻来测量气体，其精度受环境湿度的影响。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种减少体积，降低成本，提高 产品的可靠性和测量精度的环境传感器的制造方法及使用该方法制造的环境传感 器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种环境传感器的制造方法，包括如下步骤：

步骤1，在硅片衬底上制备检测器件；

步骤2，在检测器件上制备温敏器件、气敏器件和湿敏器件并形成温度传感区、气 敏传感区和湿敏传感区；

步骤3，封装。

优选地，步骤2包括：

步骤2.1，在检测器件上淀积第四氧化层，在第四氧化层上设有贯穿第四氧化层的 第一接触孔，在第一接触孔内填充第一接触体；

步骤2.2，在第四氧化层上用物理气相沉积法淀积第四金属薄膜层，第一接触体连 接第四金属薄膜层与第三层金属薄膜层；

步骤2.3，对第四金属薄膜层进行光刻和干法刻蚀，刻出加热电阻层图形，；

步骤2.4，在第四金属薄膜层用等离子体增强化学气相沉积法淀积氮化硅层；

步骤2.5，对氮化硅层进行光刻和干法刻蚀，在氮化硅层上开设贯穿氮化硅层的第 二接触孔，在第二接触孔内填充第二接触体；

步骤2.6，在氮化硅层上用物理气相沉积法淀积第五金属薄膜层，第二接触体连接 第五金属薄膜层与在第四金属薄膜层；

步骤2.7，在第五金属薄膜层上用物理气相沉积法淀积第六金属薄膜层；

步骤2.8，对气敏传感区的第五金属薄膜层和第六金属薄膜层进行光刻和干法刻蚀， 在第五金属薄膜层和第六金属薄膜层上刻出第一图形；

步骤2.9，对气敏传感区的第六金属薄膜层进行光刻和干法刻蚀，在第六金属薄膜 层上刻出第二图形；

步骤2.10，在第五金属薄膜层和第六金属薄膜层上用等离子体增强化学气相沉积法 淀积氧化硅层；

步骤2.11，在氧化硅层上涂布光刻胶；

步骤2.12，在气敏传感区的氧化硅层上用光刻开设贯穿光刻胶、氧化硅层的第三接 触孔；

步骤2.13，在光刻胶上面用物理气相沉积法淀积金属氧化物薄膜层；

步骤2.14，使用溶剂去除光刻胶，位于第三接触孔内的金属氧化物薄膜层形成气敏 电阻；

步骤2.15，进行真空烘烤，使金属氧化物薄膜层结晶；

步骤2.16，在湿敏传感区的氧化硅层上涂布高分子湿敏材料；

步骤2.17，在高分子湿敏材料上用光刻做出湿敏电容的图形；

步骤2.18，进行真空烘烤，使高分子湿敏材料固化；

步骤2.19，对温度传感区的氧化硅层进行光刻及干法刻蚀，形成贯穿氧化硅层的第 四接触孔；

步骤2.20，连接线的一端伸入第四接触孔内与第六金属薄膜层连接。

优选地，第四金属薄膜层的厚度为200纳米～1微米，第四金属薄膜层的材质为金 属钨或钨钛合金；第五金属薄膜层的厚度为100纳米～1微米，第五金属薄膜层的材质 为金属钨或钨钛合金；第六金属薄膜层的厚度为100纳米～3微米，第六金属薄膜层的 材质为金属铝或铝铜合金。

优选地，加热电阻层的阻值为20欧姆～200欧姆。

优选地，氮化硅层的厚度为10纳米～200纳米。

优选地，氧化硅层的厚度为100纳米～500纳米。

优选地，光刻胶的厚度为500纳米～2微米。