一种微型热导检测器集成芯片及制造方法

摘要

本发明公开了一种微型热导检测器集成芯片及制造方法，该芯片包括硅和玻璃基底、微型热敏电阻、微型热导池、微型沟道以及微型温度传感器。首先在硅基底和玻璃基底上分别形成微型沟道和微型热导池，并在微型热导池中形成悬空的氧化硅-氮化硅-扩散硅三层或氧化硅-氮化硅双层结构支撑梁，再利用Pt或PTC或NTC等热敏材料在支撑梁的上表面形成微型热导检测器及微型温度传感器的热敏电阻，然后在玻璃基底上微型沟道两端形成气体进样、出样接口，再通过键合工艺将硅基底和玻璃基底对准键合密封，得到微型热导检测器集成芯片。本发明用于潜艇有害气体、矿井瓦斯、家居安全、大气质量监测、毒品检测、癌症诊断领域中的有害气体检测。

主权项

一种微型热导检测器集成芯片，包括微型热导池(1)、微型沟道(2)、微型热敏电阻(3)、微型温度传感器(4)以及气体进样接口(5)、出样接口(6)、基底，其特征在于：基底包括硅基底(9)和玻璃基底(8)；在硅基底(9)上通过深刻蚀工艺形成两条有间隔的相互平行的微型沟道，两微型沟道两端的直径大于中部的直径，然后在两微型沟道中各形成一悬空的支撑梁(7)，再以Pt材料在支撑梁(7)的上表面形成微型热导检测器和微型温度传感器(4)的微型热敏电阻(3)；微型热敏电阻(3)为六个，两微型沟道中各三个，位于两微型沟道两端宽部的，共四个微型热敏电阻(3)组成整个微型热导检测器，且四个微型热敏电阻(3)都通过支撑梁(7)悬浮在微型沟道中，形成四臂结构；分别位于两微型沟道中部的微型热敏电阻(3)，各构成独立的微型温度传感器(4)；在玻璃基底(8)上，通过深刻蚀工艺形成两条有间隔的相互平行的微型沟道，两微型沟道的形状与硅基底(9)上的两条微型沟道相适配，在两微型沟道的进样、出样口位置处分别形成气体进样接口(5)、出样接口(6)；通过键合工艺将硅基底(9)上的微型沟道与玻璃基底(8)上的微型沟道面对面对准键合封装，使形成四个微型热导池(1)和两个微型沟道(2)，得到微型热导检测器集成芯片；其中，所述微型温度传感器(4)的热敏电阻(3)与微型热导检测器的微型热敏电阻(3)不接触，微型温度传感器(4)的微型热敏电阻(3)通过支撑梁(7)的支撑，悬空在连接两端微型热导池(1)的微型沟道(2)中；所述支撑梁(7)为氧化硅‑氮化硅‑扩散硅三层结构，或氧化硅‑氮化硅双层结构。