[发明专利]扩展量程真空测量芯片及其成形方法

说明书

本发明提供了一种扩展量程真空测量芯片及其成形方法，涉及真空测量技术领域，包括：基体，基体包括隔热腔；覆盖基体的第一面的第一隔热层，且位于隔热腔上方；设于第一隔热层的第一热敏传感器、第二热敏传感器和热辐射传感器；以及，热电堆传感器，设于基体的第一面，与热辐射传感器间隔设置，且位于热辐射传感器远离第二热敏传感器的一侧。利用热飞行时间原理，通过第一热敏传感器、第二热敏传感器、热辐射传感器和热电堆传感器，根据气体热性质来测量从正压到真空直至高真空的扩展真空范围，该芯片适用于所有扩展量程真空测量，同时，该芯片不受气体组分变化的影响，在真空快速变化时保持其可靠性，并可用于真空泄露的检测。

技术领域

本发明涉及真空测量技术领域，尤其是涉及一种扩展量程真空测量芯片及其成形方法。

背景技术

真空传感器在高端制造中，特别是半导体产业有极为广泛的应用。目前的一些真空测量技术都存在动态范围小、精度低、气体成分依赖等问题。因此，对于高真空应用，必须使用具有不同测量原理的多个真空传感器来满足要求。例如，在常压到10^-3Torr的低真空范围内，皮拉尼（Pirani）或电容真空计占据了很大的比例，其结构简单，但极易损坏。更高的真空或更低的压力则常采用离子真空计。但离子计要求高电压，成本高。此外，皮拉尼真空计与气体介质有关，因为不同的气体具有不同的热导率。这将增加基于此测量原理的真空计校准的复杂性，或者在测量环境可能有混合气体的实际应用中，测量不确定度将非常高。这类真空计还不能测量气体大气压以上（正压）的压力，在真空快速变化时易于损坏。如需检测真空环境的泄露，需要单独的传感器来测量。

在高质量的薄膜沉积或半导体集成电路制造等真空应用中，需要至少10^-7Torr以上的真空，而且加工气体往往具有复杂的气体混合物，导致现有真空计的测量误差较大。真空的过程控制对于生产效率以及许多分析仪器来说都是至关重要的，在这些仪器中，正确的真空是精准控制过程的必要条件，而双传感器切换往往产生突变，使控制过程更加复杂化，从而使过程控制大大滞后。因此，采用不同测量原理的双传感器真空计不是技术的最终目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扩展量程真空测量芯片及其成形方法，以缓解了现有真空测量技术因动态范围小、精度低、气体成分依赖等，导致测量范围受限，在高质量的薄膜沉积或半导体集成电路制造等真空应用中，需要多个真空传感器配合使用来满足要求，导致的控制过程更加复杂化，过程控制滞后的技术问题。

本发明提供的扩展量程真空测量芯片，包括：

基体，所述基体包括隔热腔；

第一隔热层，所述第一隔热层覆盖所述基体的第一面，且位于所述隔热腔上方；

第一热敏传感器，设于所述第一隔热层；

第二热敏传感器；设于所述第一隔热层，且与所述第一热敏传感器间隔设置；

热辐射传感器，设于所述第一隔热层，且位于所述第二热敏传感器远离所述第一热敏传感器的一侧；以及，

热电堆传感器，设于所述基体的第一面，与所述热辐射传感器间隔设置，且位于所述热辐射传感器远离所述第二热敏传感器的一侧。

进一步的，所述第一热敏传感器和所述第二热敏传感器的两侧设有隔热槽，所述隔热槽连通所述隔热腔。

进一步的，所述第二热敏传感器的数量为两个，两个所述第二热敏传感器间隔设置，且均位于所述第一热敏传感器与所述热辐射传感器之间。

进一步的，所述扩展量程真空测量芯片还包括第三热敏传感器，设于所述基体的第一面，且位于所述热电堆传感器远离所述热辐射传感器的一侧。

进一步的，所述第一隔热层包括第一隔热膜；