[发明专利]热堆式气体质量流量传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种热堆式气体质量流量传感器，其特征在于，所述传感器包括：

（111）晶面单晶硅衬底，具有凹槽，所述凹槽开设于所述衬底的上表面；

隔热薄膜，覆盖于所述凹槽上方，且与所述衬底相连接，所述隔热薄膜与所述衬底共同围成一个隔热腔体；

单晶硅加热元件，位于所述隔热薄膜下表面，所述单晶硅加热元件沿111晶向；

一对呈“ ”状的热电堆，对称分布于所述单晶硅加热元件的两侧，每个所述热电堆的尖端处两条轮廓线的夹角为120°，每个所述热电堆由至少一对悬挂于所述隔热薄膜下表面的单晶硅热偶臂和位于所述隔热薄膜上表面的多晶硅热偶臂组成的单晶硅-多晶硅热偶对构成，每个所述单晶硅-多晶硅热偶对由位于所述隔热薄膜上的金属层通过所述隔热薄膜上的通孔实现互连，相邻两所述单晶硅-多晶硅热偶对中相邻的所述单晶硅热偶臂冷端与所述多晶硅热偶臂冷端之间由位于所述隔热薄膜上的所述金属层通过所述隔热薄膜上的通孔实现互连，其中，所述单晶硅热偶臂和所述多晶硅热偶臂沿110晶向；

所述单晶硅-多晶硅热偶对之间通过所述隔热薄膜上的第一隔离槽隔离，所述热电堆与所述单晶硅加热元件之间通过所述隔热薄膜上的第二隔离槽隔离；

单晶硅环境测温电阻，设置于其中一个所述热电堆冷端的外侧；

所述单晶硅热偶臂、所述单晶硅加热元件及所述单晶硅环境测温电阻为P⁺型离子掺杂，所述多晶硅热偶臂为N+型离子掺杂。

2.根据权利要求1所述的热堆式气体质量流量传感器，其特征在于：所述多晶硅热偶臂冷端延伸至所述衬底上，以使所述多晶硅热偶臂冷端与所述衬底充分接触。

3.根据权利要求1所述的热堆式气体质量流量传感器，其特征在于：还包括若干个引线焊盘，位于所述衬底上，且设置于所述单晶硅加热元件、所述单晶硅环境测温电阻及所述热电堆的两端，并与其电连接。

4.根据权利要求1所述的热堆式气体质量流量传感器，其特征在于：所述P⁺型离子掺杂为硼离子掺杂，所述N⁺型离子掺杂为磷离子掺杂。

5.根据权利要求1所述的热堆式气体质量流量传感器，其特征在于：所述P⁺型离子掺杂的掺杂浓度介于1.8*10¹⁹/cm³~2.2*10¹⁹/cm³之间，所述N⁺型离子掺杂的掺杂浓度介于1.8*10¹⁹/cm³~2.2*10¹⁹/cm³之间。

6.根据权利要求1所述的热堆式气体质量流量传感器，其特征在于：所述隔热薄膜的材料为氮化硅薄膜或氮化硅层和氧化硅层的复合薄膜，所述金属层为Ti/Pt/Au的复合金属层或Cr/Pt/Au的复合金属层。