带一体化温度传感器的MEMS微加热器的制作方法

本发明涉及传感器应用技术，特别涉及气体检测用传感器应用技术，具体的，其展示一种带一体化温度传感器的mems微加热器。

背景技术：

在微加热器的使用过程中，不同的应用场景需要不同的工作温度，因此需要对加热器的温度精确监控。

现阶段使用红外热成像仪来分析工作状态下的微加热器的温度，但是这种方法需要专业的红外热成像仪设备，同时芯片不能完全封装；无法精确测量微加热器的温度状态，特别是在微加热器上涂覆了气敏材料或者黑体红外材料并且封装好之后，微加热器的真实温度测量难度高。

因此，有必要提供一种带一体化温度传感器的mems微加热器来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带一体化温度传感器的mems微加热器，其可以作为半导体氧化物（mos）气体传感器的气敏材料加热器，也可以作为非色散红外（ndir）气体传感器的红外光源加热器；体积小，功耗低，响应时间短，灵敏度高，重复性好，易于集成和阵列化。

技术方案如下：

一种带一体化温度传感器的mems微加热器，包括硅基底，依次设置于硅基底上进行多种mems加工过程制得的绝缘绝热层、绝缘层b、绝缘层a；

绝缘层a对应绝缘层b端平面开设有加热层容纳槽，绝缘层b背向绝缘层a端平面上开设有温度传感器容纳槽，加热层容纳槽和温度传感器容纳槽内分别设置有加热层和温度传感器；绝缘层a及加热层形成加热结构，温度传感器和绝缘层b形成温度检测结构。

进一步的，绝缘层a上还具有通过涂覆或者继续采用mems工艺添加的若干功能层。

进一步的，硅基底为中空结构，外围方框结构厚度为0.5-0.4mm。

进一步的，绝缘绝热层为氮化硅层、氧化硅层或者两者的复合层。

进一步的，绝缘绝热层中间悬空于硅基底的中空结构上，四周位于硅基底的外围方框结构上，厚度为1-3μm。

进一步的，温度性传感器由厚度范围在100-500纳米的折线形pt材料层构成。

进一步的，绝缘层b为氮化硅或者氧化硅材料，厚度为1-2μm。

进一步的，加热层为由多晶硅、pt、获得的w构成；由多晶硅材料构成时呈厚度0.2-1微米厚的圆盘或者方盘状，由pt或w材料构成时呈厚度在100-500纳米的折线形结构。

进一步的，绝缘层a为氮化硅材质层或者氧化硅材质层，厚度为0.5-2μm。

与现有技术相比，本发明能解决了mems微加热器工作时真实温度的测量需求；温度传感器结构融合在微加热器整体结构里面，整体结构简单，加工方便；在绝缘绝热层上再制作加热层，体积小，功耗低，响应时间短，灵敏度高，重复性好，易于集成和阵列化。

附图说明

图1是本发明的实施例的结构示意图之一。

图2是图1中a-a的剖视图。

具体实施方式

实施例：

请参阅图1至图2，本实施例展示一种带一体化温度传感器的mems微加热器，包括硅基底1，依次设置于硅基底1上进行多种mems加工过程制得的绝缘绝热层2、绝缘层b3、绝缘层a4；

绝缘层a4对应绝缘层b3端平面开设有加热层容纳槽，绝缘层b3背向绝缘层a4端平面上开设有温度传感器容纳槽，加热层容纳槽和温度传感器容纳槽内分别设置有加热层31和温度传感器41；绝缘层a3及加热层31形成加热结构，温度传感器4和绝缘层b41形成温度检测结构。

本实施例仅展示常用表现形式之一，在本实施例基础上可进一步得到不同功能的应用，即在绝缘层a4上通过涂覆或者继续采用mems工艺添加若干功能层，可得到不同功能的应用。

硅基底1为中空结构，外围方框结构厚度为0.5-0.4mm。

绝缘绝热层2为氮化硅层、氧化硅层或者两者的复合层。

绝缘绝热层2中间悬空于硅基底1的中空结构上，四周位于硅基底1的外围方框结构上，厚度为1-3μm。

温度性传感器31由厚度范围在100-500纳米的折线形pt材料层构成。

绝缘层b3为氮化硅或者氧化硅材料，厚度为1-2μm。

加热层41为由多晶硅、pt、获得的w构成；由多晶硅材料构成时呈厚度0.2-1微米厚的圆盘或者方盘状，由pt或w材料构成时呈厚度在100-500纳米的折线形结构。

绝缘层a4为氮化硅材质层或者氧化硅材质层，厚度为0.5-2μm。

与现有技术相比，本发明能解决了mems微加热器工作时真实温度的测量需求；温度传感器结构融合在微加热器整体结构里面，整体结构简单，加工方便；在绝缘绝热层上再制作加热层，体积小，功耗低，响应时间短，灵敏度高，重复性好，易于集成和阵列化。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明带一体化温度传感器的MEMS微加热器，包括硅基底，依次设置于硅基底上进行多种MEMS加工过程制得的绝缘绝热层、绝缘层B、绝缘层A；绝缘层A对应绝缘层B端平面开设有加热层容纳槽，绝缘层B背向绝缘层A端平面上开设有温度传感器容纳槽，加热层容纳槽和温度传感器容纳槽内分别设置有加热层和温度传感器；绝缘层A及加热层形成加热结构，温度传感器和绝缘层B形成温度检测结构。

技术研发人员：吴勐;褚旻;李知兰;张敏敏
受保护的技术使用者：翼捷安全设备（昆山）有限公司
技术研发日：2019.03.13
技术公布日：2019.05.28