气体敏感芯片及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109613086A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201811525828.3(22)申请日2018.12.13(71)申请人中国电子科技集团公司第四十九研究所地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区一曼街29号(72)发明人王成杨金建东李玉玲丁文波张林超尚瑛琪吴佐飞李鑫齐虹王洋洋杨永超刘继江刘玺王晓光秦浩周明军(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人宋诗非(51)Int.Cl.G01N27/30(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称气体敏感芯片及其制备方法(57)摘要气体敏感芯片及其制备方法，涉及气体传感器领域。本发明是为了解决现有气体敏感芯片在筛选、传递和测试过程中，容易被损坏，进而导致成品率低的问题。本发明所述的气体敏感芯片，气体敏感单元的基底上沿三条连续的边留有宽度相同的基底键合区，透气封盖为一侧开口的长方体盖状结构，透气封盖顶部开有电气引出口、且透气封盖顶部的中心位置还开有透气孔，透气封盖的底部盖沿构成封盖键合区，透气封盖盖合在气体敏感单元上方，基底键合区与封盖键合区相互对应并实现键合连接，使得透气封盖中心与基底的中心正对、且气体敏感单元上的所有焊盘均位于电气引出口的下方。CN109613086ACN109613086A权利要求书1/2页1.气体敏感芯片，其特征在于，包括气体敏感单元和透气封盖，气体敏感单元的基底(1)上沿三条连续的边留有宽度相同的基底键合区(12)，透气封盖为一侧开口的长方体盖状结构，透气封盖顶部开有电气引出口(15)、且透气封盖顶部的中心位置还开有透气孔(13)，透气封盖的底部盖沿构成封盖键合区(14)，透气封盖盖合在气体敏感单元上方，基底键合区(12)与封盖键合区(14)相互对应并实现键合连接，使得透气封盖中心与基底(1)的中心正对、且气体敏感单元上的所有焊盘(9)均位于电气引出口(15)的下方。2.根据权利要求1所述的气体敏感芯片，其特征在于，气体敏感单元包括：基底(1)、支撑层、掩膜层、加热电极(4)、绝缘钝化层(5)、一对测试电极(6)和气体敏感功能层(7)；基底(1)上开有上下贯通的中空腔(10)，支撑层覆盖在基底(1)的上表面，掩膜层覆盖在基底(1)的下表面，支撑层的面积小于基底(1)的表面积，使得在基底(1)上沿三条连续的边构成基底键合区(12)，加热电极(4)为方波形结构，加热电极(4)固定在支撑层上表面，绝缘钝化层(5)同时覆盖在支撑层和加热电极(4)的上表面，绝缘钝化层(5)上开有四个与中空腔(10)连通的热隔离孔(11)，热隔离孔(11)孔形为等腰梯形，四个热隔离孔(11)以基底(1)的中心点为对称中心呈中心对称形式排布、且梯形的窄边均朝向对称中心，一对测试电极(6)均固定在绝缘钝化层(5)的上表面，测试电极(6)为梳状结构，当一对测试电极(6)向支撑层投影时，一对测试电极(6)的投影分别位于加热电极(4)的两侧、且加热电极(3)相邻的两个方波之间均有一个测试电极(6)投影下来的齿，气体敏感功能层(7)同时覆盖在加热电极(4)与一对测试电极(6)所在区域上方，加热电极(4)的两端连接有电极引线(8)，一对测试电极(6)的首末端反向设置，一对测试电极(6)的末端均连接有电极引线(8)，每个电极引线(8)的末端均连接有一个焊盘(9)，电极引线(8)和焊盘(9)均位于绝缘钝化层(5)上表面。3.根据权利要求2所述的气体敏感芯片，其特征在于，支撑层和掩膜层均包括氧化绝缘层(2)和氮化硅绝缘层(3)，氧化绝缘层(2)覆盖在基底(1)的表面，氮化硅绝缘层(3)覆盖在氧化绝缘层(2)的表面。4.根据权利要求1、2或3所述的气体敏感芯片，其特征在于，基底(1)为N型[100]单晶硅片。5.根据权利要求2或3所述的气体敏感芯片，其特征在于，相邻的两个热隔离孔(11)之间的部分作为支撑梁，四根电极引线(8)分别沿四根支撑梁布置。6.根据权利要求2或3所述的气体敏感芯片，其特征在于，绝缘钝化层(5)上开有引线孔，电极引线(8)穿过引线孔与加热电极(4)电气连接。7.根据权利要求1、2或3所述的气体敏感芯片，其特征在于，透气封盖的材料为BF33玻璃或PYREX7740玻璃。8.根据权利要求1、2或3所述的气体敏感芯片，其特征在于，基底键合区(12)的面积大于封盖键合区(14)的面积，电气引出口(15)的面积大于所有焊盘(9)所在区域的面积。9.权利要求2所述的气体敏感芯片的制备方法，其特征在于，包括气体敏感单元制备步骤和键合步骤：气体敏感单元制备步骤具体为：2CN109613086A权利要求书2/2页在基底(1)的上表面制备支撑层，在基底(1)的下表面