晶圓級封裝的熱式MEMS流量傳感器芯片及其制作方法與流程

晶圓級封裝的熱式MEMS流量傳感器芯片及其制作方法與流程引言MEMS傳感器是一種新型的微小化傳感器，它具有體積小、重量輕、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，因此在傳感領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。流量傳感器是其中的一種，它可以通過測量流體流動的物理參數(shù)來實現(xiàn)對流量的測量，是工業(yè)自動控制和通道流量計量的重要設(shè)備。而熱式MEMS流量傳感器是一種新型的流量傳感器，它可以通過熱膜測量流體流動的熱特性，實現(xiàn)對流量的測量。本文將詳細(xì)介紹晶圓級封裝的熱式MEMS流量傳感器芯片及其制作方法與流程。熱式MEMS流量傳感器簡介熱式MEMS流量傳感器是基于熱膜原理測量流體流動的傳感器，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：┌───────────────┐

│電極│

熱源─────││─────感測電阻

│碳化硅│

基片────││─────溫度傳感器

│薄膜熱源│

││

└───────────────┘其中，熱源為薄膜電阻器，在電流作用下產(chǎn)生熱量；感測電阻用于檢測熱量傳輸過程中熱阻的變化，并將其轉(zhuǎn)化為電信號；溫度傳感器用于測量流體溫度，以消除溫度對測量結(jié)果的影響。芯片制作方法下面我們將介紹晶圓級封裝的熱式MEMS流量傳感器芯片的制作方法與流程?；瑴?zhǔn)備硅片清洗：使用三種有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗：丙酮、乙醇和去離子水，分別浸泡10-15分鐘，超聲6-8分鐘，漂洗并在空氣中自然干燥即可。SiO2生長：使用化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在硅片表面沉積1-2μm的SiO2層，用于保護(hù)硅表面。光刻制作圖形：在SiO2層上噴涂光阻，曝光并經(jīng)過顯影，形成掩模，用于在硅上制作出所需要的結(jié)構(gòu)?？涛g條件：使用加裝了CHF3、SF6和O2混合氣體的反應(yīng)離子刻蝕設(shè)備，刻蝕深度為10-20μm。SiO2去除：在SiO2上噴涂一層光刻膠，再使用濃硼酸溶液對SiO2進(jìn)行濕法刻蝕，去除保護(hù)硅片的SiO2層，得到硅片上的MEMS結(jié)構(gòu)。制作熱源選擇薄膜材料：在硅片上制作出薄膜電阻器，需要選用具有高溫耐受性的材料，如金、銀、銅、鉻等。金屬薄膜制備：在薄膜電阻器區(qū)域內(nèi)，通過物理氣相沉積、熱蒸發(fā)或脈沖激光沉積等方法，制備出所需的薄膜金屬材料。熱處理：在高溫下，對薄膜電阻器區(qū)域進(jìn)行熱處理，使薄膜材料達(dá)到硬化狀態(tài)，并且穩(wěn)定性更好。制作感測電阻和溫度傳感器金屬薄膜制備：類似于熱源制備，對感測電阻和溫度傳感器區(qū)域內(nèi)金屬材料進(jìn)行物理氣相沉積或其他方法制備。阻抗調(diào)整：通過調(diào)整感測電阻的幾何形狀或金屬材料的厚度來調(diào)整感測電阻的阻值，使其達(dá)到需要的數(shù)值。溫度傳感器制備：在溫度傳感器區(qū)域內(nèi)選擇具有良好熱敏特性的材料，如鉑、白金、鎢等，制作出薄膜材料。封裝在MEMS芯片結(jié)構(gòu)上集成微型電子器件，實現(xiàn)光、機(jī)械、電、熱、磁等多功能集成。常規(guī)的封裝方式通常采用晶圓級封裝技術(shù)，主要分為兩種：直接晶圓級封裝（WLP）：通過將芯片直接封裝在晶圓上，將其連接到外部電路上，從而實現(xiàn)MEMS芯片的電功能接口。襯墊式晶圓級封裝：將MEMS驅(qū)動電路（ASIC）和MEMS傳感器芯片合成成一個單體，并通過半導(dǎo)體工藝進(jìn)行粘結(jié)和封裝?？偨Y(jié)本文詳細(xì)介紹了晶圓級封裝的熱式MEMS流量傳感器芯片及其制作方法與流程，其中包括基片準(zhǔn)備、制作熱源、制作感測電阻和溫度傳感器、封裝等步驟。通過對這些步驟的詳細(xì)闡述，可以更好地理