[发明专利]一种新型结构MEMS微热板

说明书

本发明提供了一种新型结构MEMS微热板。该新型结构MEMS微热板包括硅基衬底、隔离支撑层、加热丝、介质保护层、测量电极、焊盘、隔热槽、腐蚀窗和滴涂槽。本发明提供一种新型结构MEMS微热板，测量区域上方有一滴涂槽，在用滴涂法制作微热版式传感器时只需将浆料液滴滴入槽内后干燥即可。与现有技术相比，滴涂槽内壁与液滴之间的张力作用可以使液滴表面呈平面，另一方面也可防止液滴溢出污染微热板非测量区域，使材料更加均匀地附着在测量区域。本发明的新型结构MEMS微热板可提升MEMS器件的测量精度和性能稳定。

技术领域

本技术发明实施例涉及MEMS技术，具体涉及一种新型结构MEMS微热板。

背景技术

基于MEMS工艺的微热板以其功耗低、体积小、热响应快、可集成等优点广泛应用在微型气体传感器等领域。工作温度对半导体气敏材料的响应/恢复时间、灵敏度等气敏性能有着极大影响，大多数半导体气敏材料因其工作环境温度、最佳工作温度等限制，一般需要在200℃～400℃的高温下工作，这就要求气敏材料需要维持恒定温度，随着器件集成化发展，低功耗、加热稳定等因素颇为重要，微热板式气体传感器已成为当前传感器领域研究热点。

然而，目前制作微热板式气体传感器通常采用滴涂法，即将气敏材料悬浊液滴涂在微热板测试电极表面后干燥。由于微热板表面呈平面，液体滴在表面后因表面张力作用会形成半球状，在静置干燥过程中液体边界逐渐向里收缩，导致材料涂覆不均匀、厚度不一，容易造成与电极表面接触不佳，测试信号不稳定等。

发明内容

本技术发明实施例提供一种新型结构MEMS微热板及其制造工艺，以有效改善滴涂法造成材料涂覆不均匀的问题。

本发明的技术方案：

一种新型结构MEMS微热板，包括：

硅基衬底；

隔离支撑层，位于所述硅基衬底的上、下表面，所述隔离支撑层为了避免硅基衬底与引线短路，在所述腐蚀窗和所述隔热槽制造完成后对加热区域和测量区域起到支撑作用；

加热丝，位于隔离支撑层上方，所述加热丝对应组成加热区域；

介质保护层，位于所述加热电极上方，与所述隔离支撑层对齐，所述介质保护层的功能是对所述加热丝进行保护和绝缘；

测量电极和焊盘，位于介质保护层上方，所述测量电极组成测量区域，所述测量区域位于所述加热区域正上方，所述焊盘若干与加热丝端点相连，所述焊盘若干与测量电极端点相连；

隔热槽，位于所述硅基衬底内部，开口向上，贯穿所述硅基衬底或全部位于所述硅基衬底内部，所述隔热槽的槽底中心位于所述加热电极正下方；

腐蚀窗，贯穿所述介质保护层和所述隔离支撑层，所述腐蚀窗垂直于所述硅基衬底表面，与所述隔热槽相通；

滴涂槽，位于所述测量区域正上方，所述滴涂槽的内壁紧密包围所述测量区域，所述滴涂槽不遮盖所述腐蚀窗。

进一步地，所述隔离支撑层和所述介质保护层，可选用SiO₂、Si₃N₄、SiO₂和Si₃N₄复合材料中的一种制造。所述隔离支撑层厚度为350nm～4000nm。所述介质保护层厚度为350nm～4000nm。

进一步地，所述加热丝的组成材料为铂金或者钨，所述加热丝的厚度50nm～300nm。

进一步地，所述测量电极和焊盘的组成材料为金，所述测量电极和焊盘的厚度50nm～300nm。

进一步地，位于所述连接加热丝焊盘下方的介质保护层有若干垂直于所述硅基衬底表面的贯通通道，所述通道填充金属铂或金以连通所述焊盘与底层加热丝。