[发明专利]集成温湿度传感器的硅基气体敏感芯片及其制作方法

摘要

集成温湿度传感器的硅基气体敏感芯片及其制作方法，涉及环境监测技术，目的是为了解决现有硅基芯片没有集成气敏单元的问题。本发明将多个气敏单元、温敏单元和湿敏单元均集成在一个N型单晶硅片上，相邻两个单元之间均设置有横截面为矩形的第二级隔热通孔，每个气敏单元中，每相邻两根电极引线之间均设置有横截面为梯形的第一级隔热通孔，所述矩形和梯形的四个角均采用圆弧过渡。上述芯片能够同时对环境的温湿度指标进行监测，并能够监测多种气体，二级隔热能够满足不同单元的不同工作温度要求。热隔离孔中采用圆弧过渡代替尖锐的角区，使该阵列芯片具有多功能测量、选择性好、机械强度高、可靠性高、功耗低等优点，适用于环境监测。

主权项

集成温湿度传感器的硅基气体敏感芯片的制作方法，其特征在于，该方法具体过程为：步骤一、在N型单晶硅片的一个表面制作二氧化硅层，在所述二氧化硅层的表面制作氮化硅介质层，所述二氧化硅层与氮化硅介质层构成支撑层；步骤二、在所述支撑层上方制作多个气敏单元的加热电阻和温敏单元的敏感电阻，多个加热电阻形成M×N的阵列；步骤三、在所述支撑层上方沉积二氧化硅或氮化硅作为第一绝缘钝化层，然后在所述第一绝缘钝化层上刻蚀引线孔；步骤四、在每个气敏单元加热电阻上方制作气敏单元的检测电极和加热电极引线，同时制作湿敏单元中电容的两个电极以及温敏单元中加热电阻的引脚，所述加热电极引线通过引线孔与加热电阻相连接；步骤五、沉积二氧化硅或氮化硅作为第二绝缘钝化层，然后刻除气敏材料和湿敏材料附着区域及电极和引脚位置的钝化层；步骤六、在湿敏单元上方制作高分子湿敏材料介质层；步骤七、对N型单晶硅片的另一个表面进行腐蚀，完成中空硅杯、第一级热隔离通孔以及第二级热隔离通孔的制作，所述中空硅杯的位置与气敏单元相对应，所述第一级热隔离通孔位于每个气敏单元的相邻两根引线之间，所述第二级热隔离通孔位于相邻的两个敏感单元之间，第一级热隔离通孔横截面为梯形，第二级热隔离通孔横截面为矩形，且第一级热隔离通孔和第二级热隔离通孔的四个棱角处均采用圆弧过渡；步骤八、在每个气敏单元上方沉积气敏材料，完成所述芯片的制作，其中每N个气敏单元采用一种材料，M×N个气敏单元共采用M种气敏材料。