[发明专利]一种全硅集成流量传感器及其制造方法

摘要

提出一种全硅集成流量传感器及其制造方法。其器件组成包括一块硅单晶衬底，其中嵌入一只多孔单晶硅阱，阱中排列两组热偶堆，由若干n－型掺杂单晶硅条和p－掺杂多晶硅条配对组成，还有p－型掺杂多晶硅加热元，p－型掺杂多晶硅测温元，以及无定形碳化硅钝化层。多孔单晶硅阱为加热元提供隔热基座，以便以较小的电功率消耗而建立起较大的温度梯度。高灵敏度的热偶堆用于检测流体平均流速改变引起的温度梯度变化。器件的主要组元均以硅为制材，因而可以用单纯的集成电路技术制造，适合规模生产，并利于降低成本。

主权项

1.一种全硅集成流量传感器，其特征在于该器件组元包括：一块p-型单晶硅衬底；一只矩形多孔单晶硅阱，其阱体嵌入单晶硅衬底内，其阱面与单晶硅衬底表面持平；两组热偶堆，以不同搀杂类型的硅条为其热偶配对材料，全都处于矩形多孔硅阱的上部区域，分别沿阱的长边方向相对平行排列，其中心结列占据阱区的中心部位，其边缘结列占据阱区的边缘部位；一只加热元，处于矩形多孔硅阱的上部区域，沿纵向方向排布于两组热偶堆的中心结列之间；两条散热片，分别覆盖一组热偶的边缘结列，并扩展到矩形多孔硅阱区以外的单晶硅衬底表面；一只测温元，处于硅单晶衬底表面，并且紧靠一组热偶堆的散热片；若干内部连线和压焊块，为热偶堆，加热元和测温元提供与外部电路连接的通道；以及一层钝化薄膜，覆盖所有热偶堆，加热元，散热片以及测温元，将其与流过的流体隔开。