微型氣體流量傳感器關(guān)鍵工藝研究.pdf

1、氣體流量一直是生產(chǎn)和科研領(lǐng)域重要的測量參數(shù)，氣體流量測量儀表在汽車、發(fā)電、冶金、航空航天、微電子制造、醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛使用。微型氣體流量傳感器尺寸小、功耗低，可以精確測量流速，其發(fā)展受到越來越多的關(guān)注。其中基于熱學(xué)原理的熱溫差型氣體流量傳感器應(yīng)用更加廣泛。
　　本文首先研究了熱溫差型氣體流量傳感器四種溫度檢測元件的工作原理及其制作工藝。對熱電阻接入惠斯頓電橋進行溫差檢測的工作原理作了說明，針對鉑電阻難以通過濕法腐蝕制作的問題，實現(xiàn)了

2、鉑電阻的剝離；研究了重摻雜多晶硅電阻的制作工藝；研究了熱電堆制作工藝，提出了制作熱電堆工藝中應(yīng)注意的幾個關(guān)鍵問題，使用鋁和多晶硅成功制作了熱電堆；介紹了微橋諧振梁的測溫原理，使用ICP刻蝕工藝進行正面釋放，通過硅的縱向和橫向刻蝕，最終成功制作了諧振梁。
　　選用鎳鉻硅作為氣體流量傳感器加熱元件的材料，介紹了薄膜電阻溫度系數(shù)的調(diào)整方法，采用磁控濺射、光刻、腐蝕等工藝制作了不同厚度的鎳鉻硅電阻，測量其電阻溫度系數(shù)，之后在不同溫度下進行

3、熱退火后，再次測量其電阻溫度系數(shù)，得到了低電阻溫度系數(shù)鎳鉻硅電阻的淀積和退火工藝。
　　考慮不同腐蝕液對部分元件材料的腐蝕性，對流片過程中濕法腐蝕工藝的進行了優(yōu)化設(shè)計，完成了熱膜式與諧振式氣體流量傳感器芯片的制作。研究了流片過程中的幾項關(guān)鍵工藝：
　?。?）通過厚度計算對分別具有壓、張應(yīng)力的二氧化硅和氮化硅薄膜進行應(yīng)力匹配，制備了雙層復(fù)合絕緣薄膜；
　?。?）研究了LPCVD氮化硅和PECVD氮化硅的ICP干法刻蝕工藝