热电堆型传感器制造技术

热电堆型传感器具备热电堆，该热电堆是由多晶硅和金属膜构成的热电偶在绝缘膜上串联连结而成，在各个对中，金属膜以重叠的方式连接在多晶硅上，各个对隔开规定的间隙排列配置，并且在对和对的连接部分中，金属膜横穿多晶硅和多晶硅之间的间隙，金属膜横穿的部分的多晶硅彼此的间隔比其以外的部分的多晶硅彼此的间隔宽。此的间隔宽。此的间隔宽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电堆型传感器


[0001]本专利技术涉及热电堆型传感器。

技术介绍

[0002]以往，提出了一种流量测定装置，其具有：加热器，其配置于流体流动的流路而对流体进行加热；第一感温元件(热电堆)，其相对于加热器配置于流路的上游侧；以及第二感温元件(热电堆)，其配置于下游侧。
[0003]在上述流量测定装置中，热电堆具有在基板上串联形成的多个热电偶，每一对热电偶由2种导体或半导体形成。而且，热电偶中的一种的原材料例如是多晶硅(PolySi)，另一种原材料例如是铝等金属(例如专利文献1)。
[0004]另外，在构成热电堆的热电偶中，还提出了一种新型的热电堆型的IR传感器，其具有将位于与加热器相同侧的热接点及位于相反侧的冷接点连结，并根据它们的温度差而产生电动势的结构，具有在p型或n型的多晶硅(PolySi)上重叠铝配线的结构(例如，非专利文献1)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第5112728号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1：Zhou,Huchuan,et al."Development of a thermopile infrared sensor using stacked double polycrystalline silicon layers based on the CMOS process."Journal of Micromechanics and Microengineering 23.6(2013):065026.

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]在上述那样的热电堆型传感器中，通过构成各热电堆，将由多晶硅和金属构成的热电偶更密集地排列配置，以求实现温度测量时的热电堆型传感器的高灵敏度化。
[0012]另外，在这样的情况下，各热电偶中的金属薄膜大多横穿与相邻的热电偶之间的间隙而与相邻的热电偶中的多晶硅薄膜的接点连接。
[0013]这样，在如上述那样实现热电堆型传感器的高灵敏度化的情况下，各个热电偶之间的间隙变窄，但间隙部的阶梯差存在金属薄膜难以成膜、膜厚变薄或者膜质变差的倾向，在各个热电偶中的金属薄膜横穿与相邻的热电偶之间的间隙的金属薄膜中，存在电阻值的增加、断线等的风险。
[0014]因此，本专利技术的最终目的在于提供一种热电堆型传感器，即使在为了高灵敏度化而使热电偶与热电偶的间隙变窄的情况下，也能够抑制金属薄膜的电阻值的增加、断线等，具备充分的可靠性。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]用于解决上述课题的本专利技术为一种热电堆型传感器，
[0017]具有热电堆，
[0018]所述热电堆通过使多晶硅配线与至少一部分包含金属部分的金属配线连接而成的热电偶在绝缘膜上串联连结而形成，
[0019]串联连结的各个所述热电偶隔开规定的间隙而排列配置，并且在各个所述热电偶中，所述金属配线以重叠的方式配置在所述多晶硅配线上，
[0020]在所述热电偶与相邻的热电偶的连接部分中，所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙，
[0021]所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分的该间隙的宽度，比其他部分的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度宽。
[0022]根据本专利技术，通过在绝缘膜上以高密度配置热电偶来实现高灵敏度化的同时，还能够提高抑制电阻值的增加、断线等的可靠性。
[0023]另外，在本专利技术中，也可以设为如下的热电堆型传感器：所述绝缘膜形成在硅基板上，所述硅基板具有：在所述绝缘膜侧开口的凹部即空腔区域；和以包围该空腔区域的方式配置的框架，所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分配置在所述框架上。由此，在对加热器施加电压而使其发热时，能够在空腔区域中保持加热器的热量，抑制加热器的热量向硅基板中扩散。另外，由于能够将金属配线横穿多晶硅配线彼此之间的间隙的部分配置在不易受到热膨胀、外部应力等影响的稳定的框架上，因此能够更可靠地抑制该部分的金属配线的劣化，能够进一步提高可靠性。
[0024]另外，在本专利技术中，也可以设为如下的热电堆型传感器：所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分中的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度为其他部分中的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度的1.5倍以上且5倍以下。由此，能够使金属配线横穿多晶硅配线彼此之间的间隙的部分的间隙的宽度相对于其他部分的间隙的宽度充分宽，能够使金属配线横穿多晶硅配线彼此之间的间隙的部分的金属膜充分成膜。其结果，能够更可靠地抑制该部分的金属配线的断线、电阻增加，能够进一步提高可靠性。
[0025]另外，在本专利技术中，也可以设为如下的热电堆型传感器：所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分中的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度在所述多晶硅配线的膜厚以上。由此，在金属配线横穿多晶硅配线彼此之间的间隙的部分，由于所述多晶硅配线彼此的间隙大，所以能够使金属原子遍布在半导体工艺中存在阶梯差的间隙，阶梯部分的覆盖性变好。其结果，能够使金属配线横穿多晶硅配线彼此之间的间隙的部分的金属膜充分变厚，能够更可靠地抑制该部分的金属配线的断线、电阻增加。
[0026]另外，在本专利技术中，也可以设为如下的热电堆型传感器：所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分中的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度在1μm以上且10μm以下。由此，能够充分扩大金属配线横穿多晶硅配线彼此之间的间隙的部分的间隙的宽度，能够充分地形成金属配线横穿多晶硅配线彼此之间的间隙的部分的金属膜。
[0027]另外，在本专利技术中，也可以设为如下的热电堆型传感器：所述其他部分中的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度在0.1μm以上且5μm以下。由此，能够以足够高的密度配置热电偶，能够更可靠地提高传感器的灵敏度。另外，能够使金属配线横穿多晶硅配线彼此之间的间隙的部分的间隙的宽度相对于其他部分的间隙的宽度足够宽。
[0028]另外，在本专利技术中，也可以设为如下的热电堆型传感器：所述多晶硅配线从所述框架延伸到所述空腔区域的中央附近，所述多晶硅配线在所述空腔区域的中央附近与所述金属配线短路，形成热接点，所述金属配线在所述多晶硅配线上从所述空腔区域的中央附近延伸至所述框架，所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙，与相邻的多晶硅的端部电短路，形成冷接点。由此，由于热接点位于温度容易上升的空腔区域上，冷接点位于温度难以上升的框架上，因此容易产生温度差，容易得到更大的电动势。
[0029]另外，在本专利技术的变形例中，也可以设为如下的热电堆型传感器：所述金属配线的一部分由含有与所述多晶硅配线不同的杂质的第二多晶硅配线形成。由此，两层的多晶硅配线分别含有不同的杂质，因此物理性质不同，容易得到更大的值的电动势。
[0030]另外，在本专利技术中，也可以设为如下的热电堆型传感器：所述金属配线的中央部由含有与所述多晶硅配线不同的杂质的第二多晶硅配线形成，两端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热电堆型传感器，其特征在于，具有热电堆，所述热电堆通过使多晶硅配线与至少一部分包含金属部分的金属配线连接而成的热电偶在绝缘膜上串联连结而形成，串联连结的各个所述热电偶隔开规定的间隙而排列配置，并且在各个所述热电偶中，所述金属配线以重叠的方式配置在所述多晶硅配线上，在所述热电偶与相邻的热电偶的连接部分中，所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙，所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分的该间隙的宽度，比其他部分的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度宽。2.根据权利要求1所述的热电堆型传感器，其特征在于，所述绝缘膜形成在硅基板上，所述硅基板具有：在所述绝缘膜侧开口的凹部即空腔区域；和以包围该空腔区域的方式配置的框架，所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分配置在所述框架上。3.根据权利要求1或2所述的热电堆型传感器，其特征在于，所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分中的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度为其他部分中的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度的1.5倍以上且5倍以下。4.根据权利要求1或2所述的热电堆型传感器，其特征在于，所述金属配线横穿所述多晶硅配线彼此之间的间隙的部分中的所述多晶硅配线彼此的间隙的宽度在所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：笠井隆，桃谷幸志，
申请(专利权)人：MMI半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：