一种空腔型铂薄膜温度传感器的制作方法

1.本实用新型涉及微机电系统温度传感技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种空腔型铂薄膜温度传感器。


背景技术：

2.随着智慧城市，智能家居和物联网的发展，对温度传感领域提出了更高的要求。mems温度传感器与传统温度传感器相比，具有小型化，灵敏度高，精度高，功耗低等优势，且具备批量生产的能力，成本低。mems温度传感器的优异性能，一方面源于其温度敏感材料铂薄膜具有热响应快、电阻温度系数高、线性度好等优点，另一方面要求温度敏感铂薄膜单元和衬底之间具有良好的热绝缘性。
3.在mems中，研究人员常常通过采用多孔硅、石英或高分子薄膜等低热导率材料实现热绝缘。也有研究人员将温度敏感铂薄膜单元制做在悬膜和悬臂梁上实现热绝缘，这种结构由于采用单一的低热导率材料，制作悬膜或悬臂梁结构时，释放牺牲层会发生悬膜结构与衬底粘附现象而降低了良率。
4.实用新型新型内容
5.为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种空腔型铂薄膜温度传感器，通过制作悬膜结构实现传感器优异的热绝缘性能，同时采用干法聚酰亚胺牺牲层释放的方式，避免释放过程中发生的粘附现象，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种空腔型铂薄膜温度传感器，所述的空腔铂薄膜温度传感器采用下至上依次设置的衬底、绝缘层、悬膜层、粘附层和铂薄膜层，所述绝缘层和悬膜层之间设置有空腔，所述悬膜层设置为桥式结构，且悬膜层两端部均与绝缘层相连接，所述悬膜层贯穿开设有若干个释放孔。
8.在一个优选地实施方式中，所述衬底为一种单晶硅材质的构件，所述绝缘层为热氧化二氧化硅材质的构件，所述绝缘层的厚度设置为100nm—500nm。
9.在一个优选地实施方式中，所述衬底为一种玻璃材质的构件，所述绝缘层为氮化硅的构件，所述绝缘层的厚度设置为100nm—500nm。
10.在一个优选地实施方式中，所述衬底为一种石英材质的构件，所述绝缘层为低应力化学气相淀积二氧化硅材质的构件，所述绝缘层的厚度设置为100nm—500nm。
11.在一个优选地实施方式中，所述空腔为聚酰亚胺材质的构件，所述空腔的高度设置为1000nm—3000nm
12.在一个优选地实施方式中，所述悬膜层为一种低应力化学气相淀积二氧化硅材质或氮化硅材质的构件，厚度设置为500nm—1000nm。
13.在一个优选地实施方式中，所述粘附层为金属钛或金属铬材质的构件，厚度设置为10nm—50nm。
14.根在一个优选地实施方式中，所述铂薄膜层为金属铂材质的构件，厚度设置为
100nm—500nm。
15.在一个优选地实施方式中，所述粘附层与所述铂薄膜层完全重合。
16.在一个优选地实施方式中，所述释放孔孔径大于5um。
17.本实用新型的技术效果和优点：
18.本实用新型通过设计悬膜结构，实现传感器优异的热绝缘性能，同时采用干法聚酰亚胺牺牲层释放的方式，避免释放过程中发生的粘附现象。
附图说明
19.图1为本实用新型提出的空腔铂薄膜温度传感器的整体结构示意图。
20.图2为本实用新型提出的空腔铂薄膜温度传感器的剖视图。
21.附图标记为：1、衬底；2、绝缘层；3、空腔；4、悬膜层；5、粘附层；6、铂薄膜层；7、释放孔。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.如附图1-2所示，一种空腔3铂薄膜温度传感器，所述的空腔3铂薄膜温度传感器采用下至上依次设置的衬底1、绝缘层2、空腔3、悬膜层4和粘附层5和铂薄膜层6，所述衬底1可选择为单晶硅材质、玻璃材质或石英材质的构件，所述绝缘层2可选择为热氧化二氧化硅材质或氮化硅材质的构件，所述绝缘层2的厚度设置为100nm—500nm，所述绝缘层2和悬膜层4之间设置有空腔3，所述空腔3为聚酰亚胺材质的构件，通过氧等离子与聚酰亚胺反应，从而产生产生空腔3结构；
24.所述空腔6的高度设置为1000nm—3000nm，所述悬膜层4设置为桥式结构，且悬膜层4两端部均与绝缘层2相连接，所述悬膜层4为一种低应力化学气相淀积二氧化硅材质或氮化硅材质的构件，应力低于200mpa,厚度设置为500nm—1000nm，所述悬膜层4贯穿开设有若干个释放孔7，所述释放孔7位于所述粘附层5和铂薄膜层6的间隙，粘附层5为利用蒸镀或溅射工艺制作而成的金属钛或铬材质的构件，厚度为10nm—50nm，铂薄膜层6为采用蒸镀或溅射工艺制作的金属铂材质的构件，厚度为100nm—500nm，释放孔7位于粘附层5和铂薄膜层6图形间隙，贯穿悬膜层4，孔径大于5um，释放孔7形成方式为反应离子刻蚀。
25.该实施方式具体解决了现有技术中存在的释放牺牲层会发生悬膜结构与衬底1粘附现象进而降低使用效果的问题。
26.最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
27.其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互
组合；
28.最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述的空腔型铂薄膜温度传感器采用下至上依次设置的衬底(1)、绝缘层(2)、悬膜层(4)、粘附层(5)和薄膜层(6)，所述绝缘层(2)和悬膜层(4)之间设置有空腔(3)，所述悬膜层(4)设置为桥状结构，且悬膜层(4)两端部均与绝缘层(2)相连接，所述悬膜层(4)、粘附层(5)和薄膜层(6)贯穿开设有若干个释放孔(7)。2.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述衬底(1)为一种单晶硅材质的构件，所述绝缘层(2)为热氧化二氧化硅材质的构件，所述绝缘层(2)的厚度设置为100nm—500nm。3.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述衬底(1)为一种玻璃材质的构件，所述绝缘层(2)为氮化硅的构件，所述绝缘层(2)的厚度设置为100nm—500nm。4.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述衬底(1)为一种石英材质的构件，所述绝缘层(2)为低应力化学气相淀积二氧化硅材质的构件，所述绝缘层(2)的厚度设置为100nm—500nm。5.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述空腔(3)的高度设置为1000nm—3000nm。6.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述悬膜层(4)为一种低应力化学气相淀积二氧化硅材质或氮化硅材质的构件，厚度设置为500nm—1000nm。7.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述粘附层(5)为金属钛或金属铬材质的构件，厚度设置为10nm—50nm。8.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述薄膜层(6)为金属铂材质的构件，厚度设置为100nm—500nm。9.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述粘附层(5)与所述薄膜层(6)完全重合。10.根据权利要求1所述的一种空腔型铂薄膜温度传感器，其特征在于：所述释放孔(7)孔径大于5um。

技术总结
本实用新型公开了一种空腔型铂薄膜温度传感器，具体涉及微机电系统温度传感技术领域，所述的空腔铂薄膜温度传感器采用下至上依次设置的衬底、绝缘层、悬膜层、粘附层和铂薄膜层，所述绝缘层和悬膜层之间设置有空腔，所述悬膜层设置为桥式结构，且悬膜层两端部均与绝缘层相连接，所述悬膜层贯穿开设有若干个释放孔。本实用新型通过设计悬膜结构，实现传感器优异的热绝缘性能，同时采用干法聚酰亚胺牺牲层释放的方式，避免释放过程中发生的粘附现象。象。象。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：苏州锐光科技有限公司
技术研发日：2021.06.17
技术公布日：2022/2/8