[发明专利]用于温度和气体检测的红外热电堆传感器的制备方法

说明书

本发明涉及用于温度和气体检测的红外热电堆传感器的制备方法，包括以下步骤：硅片处理；挖槽；生长介质层，先热生长氧化硅层，再生长多晶硅层；离子注入；等离子对多晶硅刻蚀出第一层硅条；生成氧化硅隔离层；等离子对氧化硅刻蚀出第二层硅条；生长氧化硅层；刻蚀出引线孔；金属连接，溅射铝，光刻铝条，接着腐蚀成形，形成多晶硅与铝的热偶对结构；合金化；在惰性气体条件下蒸发一层镍层；光刻刻蚀开口；刻蚀腔体，干法刻蚀释放结构，根据刻蚀开口刻蚀硅衬底，形成悬浮吸收层，释放热电堆结构。本发明涉及一种传感器的制备方法，尤其是用于温度和气体检测的红外热电堆传感器的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种传感器的制备方法，尤其是用于温度和气体检测的红外热电堆传感器的制备方法。

背景技术

红外热电堆传感器是基于赛贝克效应机理工作的，两种具有不同逸出功的电导体材料相互串接构建的闭环回路(即一对热电偶)，两串接处中温度较高的一端通常被称作“热结”，较低的一端被称作“冷结”，材料中载流子沿着温度梯度降低的方向移动，引起电荷积累在冷结处，此时回路中便有热电势产生，该现象就是赛贝克效应。而多对热电偶相互串接就结合为一个热电堆。

现有的红外热电堆传感器由于工艺的原因造成响应率小、探测率低、响应时间长。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种响应率大、探测率高、响应时间短的用于温度和气体检测的红外热电堆传感器的制备方法，具体技术方案为：

用于温度和气体检测的红外热电堆传感器的制备方法，包括以下步骤：

S1、硅片处理，将硅片双面抛光，然后清洗烘干；

S2、挖槽，在硅片上光刻环形槽；

S3、生长介质层，先热生长氧化硅层，所述氧化硅层的厚度为0.5～0.6μm，再生长多晶硅层，所述多晶硅层的厚度为2μm；

S4、离子注入；

S5、第一层硅条，等离子对多晶硅刻蚀出第一层硅条；

S6、隔离层，生成氧化硅隔离层；

S7、第二层硅条，等离子对氧化硅刻蚀出第二层硅条；

S8、生长氧化硅层；

S9、刻蚀出引线孔；

S10、金属连接，溅射铝，光刻铝条，接着60℃浓硫酸腐蚀成形，形成多晶硅与铝的热偶对结构；

S11、合金化；

S12、吸收层，在惰性气体条件下蒸发一层镍层；

S13、光刻刻蚀开口；

S14、刻蚀腔体，干法刻蚀释放结构，根据刻蚀开口刻蚀硅衬底，形成悬浮吸收层，释放热电堆结构。

如果氧化硅先被刻蚀就会使第一层多晶硅的一部分暴露出来，在对第二层多晶硅刻蚀过程中会对底层造成过刻而损坏结构。

在第二层多晶硅首先进行刻蚀时，氧化硅对底层多晶硅热偶条形成了保护。在热偶条制作完成之后，隔离层需要曝光的部分并没有被上层热偶条挡住，因此对隔离层的光刻没有影响。只是隔离层刻蚀时需要注意采用定时而不是触发，因为隔离层下层接触的材料是氧化硅介质层，触发会使介质层受到严重破坏。

进一步的，所述步骤S1中硅片厚度为500±10μm，硅片晶向100，电阻率10～15Ω。

进一步的，所述步骤S2中曝光量为170，刻蚀气体为氯气，触发时间850～950s。

侧壁陡直且形状较均匀。

进一步的，所述步骤S5和所述步骤S7中刻蚀气体为六氟化硫，触发时间30～34s。