微型氣體流量傳感器關(guān)鍵工藝研究.pdf

1、氣體流量一直是生產(chǎn)和科研領(lǐng)域重要的測(cè)量參數(shù)，氣體流量測(cè)量?jī)x表在汽車(chē)、發(fā)電、冶金、航空航天、微電子制造、醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛使用。微型氣體流量傳感器尺寸小、功耗低，可以精確測(cè)量流速，其發(fā)展受到越來(lái)越多的關(guān)注。其中基于熱學(xué)原理的熱溫差型氣體流量傳感器應(yīng)用更加廣泛。
　　本文首先研究了熱溫差型氣體流量傳感器四種溫度檢測(cè)元件的工作原理及其制作工藝。對(duì)熱電阻接入惠斯頓電橋進(jìn)行溫差檢測(cè)的工作原理作了說(shuō)明，針對(duì)鉑電阻難以通過(guò)濕法腐蝕制作的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了

2、鉑電阻的剝離；研究了重?fù)诫s多晶硅電阻的制作工藝；研究了熱電堆制作工藝，提出了制作熱電堆工藝中應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，使用鋁和多晶硅成功制作了熱電堆；介紹了微橋諧振梁的測(cè)溫原理，使用ICP刻蝕工藝進(jìn)行正面釋放，通過(guò)硅的縱向和橫向刻蝕，最終成功制作了諧振梁。
　　選用鎳鉻硅作為氣體流量傳感器加熱元件的材料，介紹了薄膜電阻溫度系數(shù)的調(diào)整方法，采用磁控濺射、光刻、腐蝕等工藝制作了不同厚度的鎳鉻硅電阻，測(cè)量其電阻溫度系數(shù)，之后在不同溫度下進(jìn)行

3、熱退火后，再次測(cè)量其電阻溫度系數(shù)，得到了低電阻溫度系數(shù)鎳鉻硅電阻的淀積和退火工藝。
　　考慮不同腐蝕液對(duì)部分元件材料的腐蝕性，對(duì)流片過(guò)程中濕法腐蝕工藝的進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成了熱膜式與諧振式氣體流量傳感器芯片的制作。研究了流片過(guò)程中的幾項(xiàng)關(guān)鍵工藝：
　?。?）通過(guò)厚度計(jì)算對(duì)分別具有壓、張應(yīng)力的二氧化硅和氮化硅薄膜進(jìn)行應(yīng)力匹配，制備了雙層復(fù)合絕緣薄膜；
　?。?）研究了LPCVD氮化硅和PECVD氮化硅的ICP干法刻蝕工藝