一种应用于气体传感器的加热丝埋入式微热板研制

摘要

论文研制一种具有新型结构的加热丝埋入式微热板,该微热板可作为半导体型气体传感器的微型热源与传感器集成平台.在传统"三明治"夹层结构的基础上,微热板将加热丝埋入到基底绝缘层中,通过周围绝缘层介质对加热丝的约束作用,减小了Pt加热丝与基底以及覆盖层热膨胀系数失配所产生的热应力对器件稳定性造成的影响,从而提高微热板在高温工作时的稳定性.主要加工工艺流程为:利用热氧化方法以及LPCVD在4寸硅片两侧制备SiO2/Si3N4介质层,在待埋入加热丝的位置通过RIE制作出坑槽,然后利用剥离工艺制备出双曲螺旋形状Pt加热丝,在硅片的背部利用RIE干法刻蚀以及湿法刻蚀加工出绝热槽,最后在加热丝的上方沉积一层SiO2绝缘层并在引线盘位置开窗.通过实验验证,该微热板在350℃内可以稳定工作,微热板在有效面积内(5×5mm2)温度均匀性好,功率约为130mW(350℃时).其制作完成后,可满足典型半导体气体传感器工作需要.