[go: up one dir, main page]

CN206573518U - 半导体气体传感器 - Google Patents

半导体气体传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN206573518U
CN206573518U CN201720128973.2U CN201720128973U CN206573518U CN 206573518 U CN206573518 U CN 206573518U CN 201720128973 U CN201720128973 U CN 201720128973U CN 206573518 U CN206573518 U CN 206573518U
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulating layer
gas sensor
semiconductor gas
chamber
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201720128973.2U
Other languages
English (en)
Inventor
李汉春
罗睿恩
李周炫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DB HiTek Co Ltd
Original Assignee
Dongbu HitekCo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongbu HitekCo Ltd filed Critical Dongbu HitekCo Ltd
Application granted granted Critical
Publication of CN206573518U publication Critical patent/CN206573518U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/122Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
    • G01N27/123Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits for controlling the temperature
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/128Microapparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

一种半导体气体传感器包括基板,其具有腔室;第一绝缘层,其形成在所述基板上且包括在与所述腔室和所述腔室的外周部分相应的位置上形成的暴露孔;第二绝缘层,其形成在所述第一绝缘层上且覆盖所述暴露孔;加热电极,其形成在所述第二绝缘层上且形成在与所述腔室相应的位置上;感测电极,其形成在所述加热电极上方且与所述加热电极电绝缘;检测层,其覆盖所述感测电极且当与预定种类的气体相作用时能够具有可变电阻;以及通风孔,其是通过穿透所述第二绝缘层以与所述暴露孔相连通而形成的,且所述通风孔能够在相关于所述基板的向上的方向上散发源于所述加热电极的热量。因此,所述暴露孔和所述腔室可减少薄膜向所述腔室的下陷且可迅速且有效地散发源于所述加热电极的热量。

Description

半导体气体传感器
技术领域
本公开涉及一种半导体气体传感器以及一种制造气体传感器的方法,且更特别地,涉及一种能够使用要用于检测特定种类的气体的氧化物半导体材料检测气体的半导体气体传感器以及一种制造半导体气体传感器的方法。
背景技术
通常,半导体气体传感器可使用当与特定种类的气体相接触时具有可变电阻的氧化物半导体材料检测气体。半导体气体传感器可通过半导体制造工艺进行制造。半导体气体传感器具有相对小尺寸、低制造成本、高灵敏度和高响应速度的优点。
半导体气体传感器包括基板、加热电极、在加热电极上方形成的感测电极、用于覆盖感测电极的检测层以及在基板上堆叠的多个绝缘层。检测层为用于大体上检测气体的构件且是使用氧化物半导体材料形成的。当检测层暴露于气体时,气体可被吸附至检测层的表面以具有变化的电阻值以检测是否存在有气体。特别地,为了确保气体检测,可能需要半导体气体传感器以将检测层的温度保持在300℃以上,从而可能需要在检测层下形成的加热电极产生要传输至检测层的热量以实现检测层的有效检测。
然而,因为半导体气体传感器的耐久性可能由于热量而劣化,因此半导体气体传感器可能受损。为了改进半导体气体传感器的热耐久性,半导体气体传感器可能具有在加热电极下形成的腔室以散发源于发热电极的热量。可通过部分地移除基板来形成腔室,在腔室上堆叠的多个绝缘层可覆盖腔室以形成薄膜结构。
覆盖腔室的一部分可能未通过基板稳定地进行支撑,以使得在腔室上形成的薄膜结构可能下陷。因此,可能由于薄膜具有的热应力或固有应力导致薄膜发生的下陷情况。
特别地,可能需要加热电极保持电阻均匀,以将热量稳定地传输至感测电极。当薄膜下陷时,设置在薄膜中的加热电极的电阻可能发生变化,且因此可能难于使加热电极向感测电极稳定地提供热量。此外,由于薄膜的下陷,感测电极的加热区域可能变形,以使得感测区域的温度分布是不均匀的。
实用新型内容
本公开提供了一种能够保持感测区域的温度恒定以及感测区域的温度分布均匀的半导体气体传感器以及一种制造半导体气体传感器的方法。
根据本实用新型的一个方面,一种半导体气体传感器包括基板,其具有腔室;第一绝缘层,其形成在基板上且包括在与腔室和腔室的外周部分相应的位置上形成的暴露孔;第二绝缘层,其形成在第一绝缘层上且覆盖暴露孔;加热电极,其形成在第二绝缘层上且形成在与腔室相应的位置上;感测电极,其形成在加热电极上方,且感测电极与加热电极电绝缘;检测层,其覆盖感测电极,且感测电极当与预定种类的气体相交互时还能够具有可变电阻;以及通风孔,其是通过穿透第二绝缘层以与暴露孔相连通而形成的,且通风孔能够散发源于加热电极的热量和/或加热的气体。
在一个示例实施例中,半导体气体传感器还可包括至少一个突出部分,其从第二绝缘层的表面突出,突出部分形成在与腔室的外周部分相应的位置上以阻止第二绝缘层下陷至腔室。
在一个示例实施例中,突出部分可形成在暴露孔中以面对基板且突出部分与基板的表面间隔开。
在一个示例实施例中,多个突出部分可沿腔室的圆周线形成且彼此分离开。
在一个示例实施例中,突出部分可与第一绝缘层相分离。
在一个示例实施例中,突出部分可具有圆柱形。
在一个示例实施例中,突出部分可与第二绝缘层一体形成。
在一个示例实施例中,腔室和暴露孔中的每一个可具有圆筒形。
在一个示例实施例中,通风孔在平面图中可位于腔室的外部。
在一个示例实施例中,半导体气体传感器还可包括加热垫,其形成在第二绝缘层上以及暴露孔的外面,加热垫被电连接至加热电极;感测垫,其与感测电极共面形成,感测垫与感测电极电连接;以及第三绝缘层,其形成在具有加热电极和加热垫的第二绝缘层上且包括一个表面,且在该表面上,形成感测电极和感测垫,以使得第三绝缘层将加热电极与感测电极相绝缘,且通风孔从第二绝缘层和第三绝缘层穿透。
在一个示例实施例中,第一和第二绝缘层中的一个可包括氧化硅,且第一和第二绝缘层中的另一个可包括氮化硅。
根据本实用新型的另一个方面,一种半导体气体传感器是通过在基板的一个表面上形成第一绝缘层;在第一绝缘层上形成第二绝缘层;在第二绝缘层上形成加热电极,该加热电极能够产生热量;在加热电极上形成感测电极,感测电极与加热电极相绝缘;对基板进行图案化以在加热电极下形成腔室;移除由腔室暴露的且对应于腔室的外周部分的第一绝缘层的一部分以形成暴露孔;对第二绝缘层进行图案化以形成能够散发源于加热电极的热量和/或加热的气体并与暴露孔相连通的通风孔;以及形成覆盖感测电极的检测电极,检测电极在与预定种类的气体相交互时具有可变电阻。
在一个示例实施例中,在形成第二绝缘层之前,可对第一绝缘层进行图案化以形成至少一个模孔以在第二绝缘层的一个表面处形成突出部分,其中在与腔室的外周部分相应的位置上和第一绝缘层的位置上形成模孔,且形成暴露孔可包括通过移除邻近突出部分的第一绝缘层的一部分来在暴露孔中形成突出部分。
在一个示例实施例中,模孔可具有凹形,以使得突出部分可与基板的表面相分离。
在一个示例实施例中,多个模孔可围绕与腔室相应的第一绝缘层的一部分且可彼此相分离。
在一个示例实施例中,在形成感测电极之前,还可在具有加热电极的第二绝缘层上形成第三绝缘层以覆盖加热电极,且形成通风孔可包括对第三绝缘层进行图案化以使得通风孔从第二和第三绝缘层穿透。
在一个示例实施例中,形成暴露孔可包括使用作为蚀刻掩模的具有腔室的基板通过湿蚀刻过程来对第一绝缘层进行图案化。
在一个示例实施例中,可使用不同于第二绝缘层的材料来形成第一绝缘层。
根据示例实施例,半导体气体传感器包括用于减少薄膜至腔室的下陷的暴露孔。此外,半导体气体传感器可包括多个突出部分以支撑在第二绝缘层的下表面下形成的第二绝缘层以缓解薄膜的下陷。
因此,加热电极可均匀地保持电阻以提供检测层热量以保持温度恒定。因此,要提供热量的感测电极的区域可能不会发生变化以控制检测层均匀产生的感测区域的温度分布。其结果是,半导体气体传感器改进了热耐久性以防止热损伤并稳定地感测气体。
此外,半导体气体传感器还可包括通风孔,其能够散发源于加热电极的热量和/或加热的气体。因此,与传统技术相比较,半导体气体传感器可更迅速和更有效地散发热量以改进热耐久性并防止半导体气体传感器受到热损伤。
附图说明
根据结合附图的下列说明,将更详细地理解示例性实施例,其中:
图1为示出根据本实用新型一个示例实施例的半导体气体传感器的横截面视图;
图2为示出如在图1中所示的半导体气体传感器的仰视图;
图3至8为示出根据本实用新型一个示例实施例的制造半导体气体传感器的方法的横截面视图;以及
图9和10为示出根据本实用新型一个示例实施例的制造半导体气体传感器的方法的横截面视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图更详细地描述特定实施例。然而,本实用新型可按不同的方式进行具体化且不应被解释为局限于本文所述的实施例。
如在本申请中使用的明确定义,当层、薄膜、区域或板被称为在另一个的“上面”时,其可直接在另一个的上面或也可以存在有一个或多个中间层、薄膜、区域或板。与此不同地,也可以理解为当层、薄膜、区域或板被称为直接在另一个的“上面”时,其直接在另一个的上面且不存在有一个或多个中间层、薄膜、区域或板。另外,然而在所要求保护的本实用新型的各种实施例中被用于描述各种组件、组合物、区域和层的术语,如第一、第二和第三并不仅限于这些术语。
此外且仅为了便于描述,元件可被称之为在另一个的“上方”或“下方”。应该理解的是,这种描述指在所描述的图中的所示取向,且在各种用途和替代实施例中,这些元件可按替代布置和配置进行旋转或移位。
类似地,在一些实施例中使用术语“上”和“下”。这些术语用于指代如图中所示的取向,但不一定是在任何其他参考系中的任何上或下的取向。本领域的普通技术人员将理解,在不脱离本文所述的实用新型的范围的情况下可在相关于重力或其它参考系的任何取向上使用实施例。
在下列描述中,技术术语仅用于解释特定实施例而不用于限制本实用新型的范围。除非本文另有定义外,包括技术和科学术语的本文所使用的所有术语可具有与本领域的技术人员通常所理解的相同的含义。
参考本实用新型的一些实施例的示意图进行所示实施例的描述。因此,在图的形状中的变化,例如,在制造技术中的变化和/或容许误差是可充分预期的。因此,本实用新型的实施例没有被描述成局限于用图所描述的区域的特定形状且包括在形状中的偏离,而且用图所描述的区域完全是示意性的且其形状不表示准确的形状且也不限制本实用新型的范围。
图1为示出根据本实用新型一个示例实施例的半导体气体传感器的横截面视图。图2为示出在图1的腔室、暴露孔和突出部分之间的位置关系的平面图。
参考图1和2,根据本实用新型的一个示例实施例的一种半导体气体传感器100能够使用氧化物半导体材料来检测气体。半导体气体传感器100可通过半导体制造工艺进行制造。
半导体气体传感器100包括基板110、第一绝缘层120、第二绝缘层130、一个或多个加热电极142、感测电极162和检测层180。
特别地,基板110可包括硅材料并包括腔室112,腔室112可通过移除基板110的一部分的图案化过程形成。
在基板110上相继形成第一绝缘层120和第二绝缘层130。第一绝缘层120包括暴露孔122。暴露孔122可通过移除对应于腔室122和围绕腔室112的外周部分的第一绝缘层120的一部分来形成。暴露孔122可与腔室112成流体连通。腔室112和暴露孔122部分地暴露第二绝缘层130的下表面,其形成在第一绝缘层120的上表面上。换句话说,如在图1中所示,第二绝缘层130形成在第一绝缘层120的上表面上以覆盖暴露孔122。
在一个示例实施例中,腔室112和暴露孔122中的每一个可具有如在图2中所示的圆筒形,且腔室112和暴露孔122中的每一个的形状并不受到限制以能够发生变化。
可在第二绝缘层130的上表面上形成加热电极142。加热电极142位于第二绝缘层130上以在垂直方向上对应于腔室112。加热电极142可产生热量以用于检测层180检测气体。热量可通过腔室112进行有效的散发,因此可防止半导体气体传感器受到可能由于热量而发生的损伤,且半导体气体传感器可保持适于检测层180检测气体的温度。尽管未详细地示出,但加热电极142被电连接至加热垫144。可在第二绝缘层130上和在与腔室112相应的第二绝缘层130的一部分的外面形成加热垫144。加热垫144可从外部源接收电力以将电力传输至加热电极142。
在一个示例实施例中,可使用铂(Pt)或钨(W)形成加热电极142和加热垫144。
可在第二绝缘层130的上表面上形成第三绝缘层150,其中加热电极142和加热垫144形成在第二绝缘层130的上表面上。第三绝缘层150可覆盖加热电极142和加热垫144。第三绝缘层150可具有比第一和第二绝缘层120和130更大的厚度以被配置成使半导体气体传感器100的上表面平整。
如上所述,半导体气体传感器甚至在与腔室112相应的部分上包括第二和第三绝缘层130和150以在与腔室112相应的部分上形成薄膜结构。
特别地,层,诸如第一至第三绝缘层120、130和150在抵抗热应力方面很弱,且在竖直方向上与腔室112相应的层的一部分可能未通过基板110牢固地进行支撑。因此,与腔室112相应的第二和第三绝缘层130和150的薄膜部分可能朝向腔室112下陷,以使得可能会发生上述的不期望的下陷情况。
在一个示例实施例中,由于暴露孔122,半导体气体传感器100可减少薄膜的下陷。即,如在图2中所示,暴露孔122可以形成为具有大于腔室112的尺寸,以使得当第二绝缘层130的部分向腔室112弯曲时,用于覆盖暴露孔122的第二绝缘层130的一部分可能沿流畅的曲线逐渐下陷。因此,与传统技术相比较,半导体气体传感器100可减少薄膜的应力以保持加热电极142的均匀电阻。
在一个示例实施例中,半导体气体传感器还可包括用于额外地减少薄膜的应力的至少一个突出部分132。突出部分132可从第二绝缘层130的下表面突出以与第二绝缘层130一体形成。突出部分132可进行定位以对应于腔室112的外周部分。突出部分132可形成在腔室112的外部和暴露孔122的内部,且可面对基板110,如在图2中所示。
在一个示例实施例中,当如图1和2中所示形成多个突出部分132时,突出部分132可与第一绝缘层120相分离,且突出部分132彼此相间隔并沿腔室112的圆周线进行布置。此外,突出部分132可具有各种形状,诸如圆筒形、柱形、半球形等。
突出部分132可支撑第二绝缘层130,以使得位于腔室112上的第二绝缘层130不向腔室112弯曲。换句话说,当薄膜没有弯曲以在水平方向上保持笔直时,突出部分132则与基板110的上表面间隔开。在另一方面,当薄膜下陷时,突出部分132与基板110的上表面相接触以支撑第二绝缘层130且此外防止第二绝缘层130发生弯曲。因此,可减少薄膜的应力,以使得根据示例实施例的半导体气体传感器100可缓解薄膜的下陷。
在本实用新型的一个示例实施例中,半导体气体传感器100可包括在第三绝缘层150的上表面上形成的感测电极162。感测电极162可进行定位以对应于腔室112且可在垂直方向上形成在加热电极142的上方。尽管未在图1中详细地示出,但感测电极162可被电连接至感测垫164。感测垫164可位于第三绝缘层150的上表面上且远离与暴露孔122相应的第三绝缘层150的一部分。
在一个示例实施例中,感测电极162和感测垫164可包括铂(Pt)。
可在包括感测电极162和感测垫164的第三绝缘层150的上表面上形成检测层180。第四绝缘层170可通过移除与腔室112相应的一部分来形成且可覆盖感测垫164。
在一个示例实施例中,第一至第四绝缘层120、130、150和170可通过依次沉积氧化硅材料和氮化硅材料来形成。例如,第一和第三绝缘层110和150包括氧化硅,且第二和第四绝缘层120和170包括氮化硅。
根据一些示例实施例,半导体气体传感器还可包括用于在相关于基板110的上向的方向上散发源于加热电极142的热量(HF)的通风孔102。
在一个示例实施例中,通风孔102可从第二穿透至第四绝缘层130、150和170且可位于远离腔室112处,如在图2中所示。即使在图1和2中形成两个通风孔,但通风孔102的数量并不受限制以可发生变化。
从第二穿透至第四绝缘层130、150和170的通风孔102可在平面图中对应于暴露孔122以与暴露孔122相连通,以使得通风孔可在向上的方向上散发源于加热电极142的热量。换句话说,从加热电极142产生的热量可经暴露孔122进入通风孔102且可通过通风孔102在向上的方向上进行散发。其结果是,可通过通风孔102在向上的方向上以及通过腔室112在向下的方向上散发源于加热电极142的热量,以使得与传统技术相比较,半导体气体传感器100可更有效地散发热量。
在一个示例实施例中,通风孔在平面图中可位于比突出部分132距离腔室更远的地方。
在一个示例实施例中,在腔室112上形成检测层180以覆盖感测电极162。可使用氧化物半导体材料,诸如氧化锡(SnO2)来形成检测层180以检测预定种类的气体。特别地,当检测层180暴露于预定种类的气体时,将气体吸附至检测层180的表面以具有由于吸附反应而变化的检测层180的电阻。由于感测电极162的输出值根据检测层180的电阻值的变化而发生变化,半导体气体传感器100可根据感测电极162的输出值来检测是否有气体与感测电极162相接触。
特别地,可能需要保持检测层180在标准温度以上以使检测层180充分地与预定气体发生反应。加热电极142可将热量传输至检测层180。在这里,标准温度可在300℃以上。
第三和第四绝缘层150和180可具有第一接触孔152以部分地暴露加热垫144。第一接触孔可通过部分地移除第三和第四绝缘层150和170来形成。第四绝缘层170可具有第二接触孔172以部分地暴露感测垫164。第二接触孔172可通过部分地移除第四绝缘层170来形成。
可在第四绝缘层170上形成加热垫电极192和感测垫电极194。加热垫电极192可进行定位以在垂直方向上对应于加热垫144以覆盖通过第一接触孔152暴露的加热垫144。感测垫电极194可进行定位以在垂直方向上对应于感测垫164以覆盖感测垫164。加热垫电极192和感测垫电极194可包括透明电极。
根据示例实施例,半导体气体传感器100包括暴露孔122和突出部分132以减少薄膜的应力以及薄膜的下陷。因此,加热电极142可保持电阻均匀以将均匀的热量传输至检测层180并保持检测层180的温度恒定。此外,由于可保持加热电极142将热量传输至其的区域不变,可以可靠地向检测层180的感测区域(SA)提供热量以保持均匀的温度分布。其结果是,半导体气体传感器100可获取可靠的耐热性,可防止其受到热损伤,且因此其可稳定地检测热量。
半导体气体传感器100还可包括与暴露孔122相连通且能够在相关于基板110的向上的方向上散发源于加热电极142的热量的通风孔102。因此,与传统技术相比较,半导体气体传感器100可更迅速和更有效地散发热量以改进热耐久性并防止半导体气体传感器受到热损伤。
图3至8为示出根据本实用新型一个示例实施例的制造半导体气体传感器的方法的横截面视图。
参考图3和4,在基板110的上表面上形成第一绝缘层120。在这里,基板110可包括绝缘体上硅(SOI)基板,其包括第一绝缘层120。
可在第一绝缘层120的上表面上形成第二绝缘层130。
参考图5,在第二绝缘层130上形成加热电极142和加热垫144后,在第二绝缘层130上形成第三绝缘层150。在第三绝缘层150的上表面上形成感测电极162和感测垫164后,在第三绝缘层上形成第四绝缘层170。对第三绝缘层150和第四绝缘层170分别进行图案化以形成第一接触孔152和第二接触孔172。在与要在对基板110进行图案化的后续步骤中形成的腔室(112,见图1)相应的位置上部分地移除第四绝缘层170,且在第四绝缘层170的上表面上可额外地形成加热垫电极192和感测垫电极194。
参考图6,在形成加热垫电极192和感测垫电极194后,对基板110进行部分蚀刻以形成腔室112。可通过对基板110进行图案化而移除与腔室112相应的第一绝缘层120的一部分。
在本实用新型的一个示例实施例中,制造半导体气体传感器的方法包括在形成腔室112的过程前对基板110的下表面进行抛光以控制基板110的厚度以使半导体气体传感器110的厚度为合适的。
参考图7,在基板110中形成腔室112后,通过使用腔室112的蚀刻过程对第一绝缘层120进行图案化以形成暴露孔122。详细地,通过使用基板110作为蚀刻掩模的蚀刻过程对第一绝缘层120进行图案化,且移除通过腔室112暴露的且邻近腔室112的第一绝缘层120的一部分以形成暴露孔122。可根据蚀刻过程的处理时间控制暴露孔122的大小。
可使用不同于第一绝缘层120的材料形成在第一绝缘层120上形成的第二绝缘层以具有针对第一绝缘层120的蚀刻选择性。因此,第二绝缘层130可能不会受到用于蚀刻第一绝缘层120的蚀刻剂的蚀刻。其结果是,当通过使用蚀刻剂部分地蚀刻第一绝缘层来形成暴露孔122时,第二绝缘层130可能几乎不会被蚀刻剂蚀刻,以使得可对第一绝缘层120进行选择性的蚀刻和图案化。
在一个示例实施例中,可通过湿蚀刻过程形成暴露孔122。
参考图8,在形成暴露孔122后,可部分地蚀刻第二至第四绝缘层130、150和170以形成从第二至第四绝缘层130、150和170穿透的通风孔102。
参考图3、4和6,根据一个示例实施例的一种制造半导体气体传感器的方法还可包括在形成第二绝缘层130的过程之前对第一绝缘层120进行图案化以形成至少一个突出部分132的过程。
详细地,如在图3中所示,对第一绝缘层120进行图案化以形成用于在第一绝缘层120的上部上形成突出部分132的至少一个模孔22。如在图6中所示,形成多个模孔22以沿腔室112的圆周线而彼此相间隔以围绕对应于腔室112的一部分。在这里,模孔22中的每一个可具有凹形,以使得突出部分132与基板110的上表面间隔开。
在对第一绝缘层120进行图案化之后,在第一绝缘层120的上表面上形成第二绝缘层130。如在图4中所示,通过填充模孔22以将填充模孔22的部分转化成突出部分132来在第一绝缘层120上形成第二绝缘层130。
参考图6和7,在形成暴露孔122的同时可从第一绝缘层120移除第一绝缘层120的模孔22。其结果是,移除邻近突出部分132的第一绝缘层120的一部分,以使得突出部分132位于暴露孔122中。还移除了位于突出部分132和基板110之间的第一绝缘层120的一部分以在突出部分132和基板110之间形成空间。
此外,在形成暴露孔122之后,在第三绝缘层150上形成检测层180(见图1)以完成制造半导体气体传感器100的过程。
在一个示例实施例中,在形成腔室112之前或在形成腔室112之后,可形成通风孔102。
图9和10为示出根据本实用新型一个示例实施例的制造半导体气体传感器的方法的横截面视图。
参考图9和10,根据一个示例实施例的一种制造半导体气体传感器的方法包括与在参考图3至5所述的制造半导体气体传感器的方法中相同的从对第一绝缘层进行图案化至形成加热垫电极和感测垫电极的多个步骤。因此,将省略关于相同步骤的任何进一步的描述以避免任何冗余。
参考图9,在形成第四绝缘层170后,形成通风孔102。在这里,可在形成加热垫电极192和感测垫电极194后形成通风孔102。可替代地,在形成第一和第二接触孔152和172的同时,可形成通风孔102。
如在图10中所示,对基板110进行部分蚀刻以在加热电极142下形成腔室112。在蚀刻基板110的同时可对与腔室112相应的第一绝缘层120的一部分进行部分蚀刻。此外,在形成腔室112之前可对基板110的下部进行抛光以控制基板的厚度,从而实现半导体气体传感器100的合适厚度。
在形成腔室112后,还可形成暴露孔(122,见图2)。用于形成暴露孔的步骤与形成暴露孔(见图8)的那些相同以省略详细的描述。
在与腔室112相应的位置上在第三绝缘层150上形成检测层180(见图1)以制造半导体气体传感器100。
虽然已参考特定实施例描述了半导体气体传感器,但其并不仅限于此。因此,本领域的技术人员将很容易地理解在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下对其进行各种修改和变化。

Claims (11)

1.一种半导体气体传感器,其包括:
基板,其具有腔室;
第一绝缘层,其形成在所述基板上且包括在与所述腔室和所述腔室的外周部分相应的位置上形成的暴露孔;
第二绝缘层,其形成在所述第一绝缘层上且覆盖所述暴露孔;
加热电极,其形成在所述第二绝缘层上且形成在与所述腔室相应的位置上;
感测电极,其形成在所述加热电极上方且与所述加热电极电绝缘;
检测层,其覆盖所述感测电极且当与预定种类的气体相作用时能够具有可变的电阻;以及
通风孔,其是通过穿透所述第二绝缘层以与所述暴露孔相连通而形成的,且所述通风孔能够在相关于所述基板的向上的方向上散发源于所述加热电极的热量。
2.根据权利要求1所述的半导体气体传感器,其还包括:
至少一个突出部分,其从所述第二绝缘层的下表面突出,所述突出部分形成在与所述腔室的所述外周部分相应的位置上以抑制所述第二绝缘层下陷至所述腔室。
3.根据权利要求2所述的半导体气体传感器,其中所述突出部分形成在所述暴露孔中以面对所述基板且所述突出部分与所述基板的上表面间隔开。
4.根据权利要求2所述的半导体气体传感器,其中多个突出部分沿所述腔室的圆周线形成且彼此相分离。
5.根据权利要求2所述的半导体气体传感器,其中所述突出部分与所述第一绝缘层相分离。
6.根据权利要求2所述的半导体气体传感器,其中所述突出部分具有柱形。
7.根据权利要求2所述的半导体气体传感器,其中所述突出部分与所述第二绝缘层一体形成。
8.根据权利要求1所述的半导体气体传感器,其中所述腔室和所述暴露孔中的每一个具有圆筒形。
9.根据权利要求1所述的半导体气体传感器,其中所述通风孔在平面图中位于所述腔室的外部。
10.根据权利要求1所述的半导体气体传感器,其还包括:
加热垫,其形成在所述第二绝缘层上以及所述暴露孔的外面,所述加热垫被电连接至所述加热电极;
感测垫,其与所述感测电极共面形成,所述感测垫与所述感测电极电连接;以及
第三绝缘层,其形成在具有所述加热电极和所述加热垫的所述第二绝缘层上且包括上表面,在所述上表面上形成有所述感测电极和所述感测垫,以使得所述第三绝缘层将所述加热电极与所述感测电极相绝缘,
其中,所述通风孔从所述第二绝缘层和所述第三绝缘层穿透。
11.根据权利要求1所述的半导体气体传感器,其中所述第一和所述第二绝缘层中的一个包括氧化硅,且所述第一和所述第二绝缘层中的另一个包括氮化硅。
CN201720128973.2U 2016-02-11 2017-02-13 半导体气体传感器 Expired - Fee Related CN206573518U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0015541 2016-02-11
KR1020160015541A KR102564718B1 (ko) 2016-02-11 2016-02-11 반도체 가스 센서 및 이의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206573518U true CN206573518U (zh) 2017-10-20

Family

ID=59560208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201720128973.2U Expired - Fee Related CN206573518U (zh) 2016-02-11 2017-02-13 半导体气体传感器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10241067B2 (zh)
KR (1) KR102564718B1 (zh)
CN (1) CN206573518U (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438194B1 (ko) 2016-01-27 2022-08-31 주식회사 디비하이텍 반도체 가스 센서 및 이의 제조 방법
CN107167511B (zh) * 2016-03-07 2020-05-26 光宝光电(常州)有限公司 气体传感器
KR102370648B1 (ko) 2017-08-09 2022-03-07 주식회사 디비하이텍 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법
KR20190016718A (ko) 2017-08-09 2019-02-19 주식회사 디비하이텍 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법
KR102424774B1 (ko) 2017-09-11 2022-07-25 주식회사 디비하이텍 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법
KR102370645B1 (ko) 2017-09-11 2022-03-07 주식회사 디비하이텍 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법
KR102370642B1 (ko) 2017-09-11 2022-03-07 주식회사 디비하이텍 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1216330A (en) * 1983-02-07 1987-01-06 Junji Manaka Low power gas detector
KR100856391B1 (ko) * 2006-12-06 2008-09-04 한국전자통신연구원 미소기전집적시스템 소자의 부양 구조물 제조방법
KR100812996B1 (ko) * 2006-12-07 2008-03-13 한국전자통신연구원 마이크로 가스 센서 및 그 제조방법
US20090060232A1 (en) * 2007-08-08 2009-03-05 Yamaha Corporation Condenser microphone
KR100937593B1 (ko) * 2007-12-12 2010-01-20 한국전자통신연구원 반도체 가스 센서 소자 및 그의 제조방법
KR101519033B1 (ko) * 2011-02-09 2015-05-13 한국전자통신연구원 다수의 구멍을 가진 마이크로히터를 이용한 mems형 반도체식 가스 센서 및 그 제조 방법
KR102438194B1 (ko) 2016-01-27 2022-08-31 주식회사 디비하이텍 반도체 가스 센서 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170094601A (ko) 2017-08-21
US10241067B2 (en) 2019-03-26
US20170234821A1 (en) 2017-08-17
KR102564718B1 (ko) 2023-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206573518U (zh) 半导体气体传感器
CN206573520U (zh) 半导体气体传感器
US10631368B2 (en) Micro-electromechanical temperature control system with thermal reservoir
JP2006194853A5 (zh)
CN108183122B (zh) 触控显示装置及其制作方法
CN103175552B (zh) 电容传感器及其制造方法和具该电容传感器的多功能元件
JP2010251557A5 (ja) 半導体記憶装置
US9746437B1 (en) Cmos-based process for manufacturing a semiconductor gas sensor
JP2004047608A5 (zh)
CN105480934A (zh) Cmos湿度传感器
CN104838492B (zh) 具有集成热板和凹口衬底的半导体装置及制造方法
CN113539925B (zh) 晶圆支撑件、半导体处理系统及其方法
WO2019184427A1 (zh) 阵列基板、其制备方法和显示装置
KR101593179B1 (ko) 전계효과트랜지스터형 압력 센서 및 그 제조 방법
JP2005142481A5 (zh)
KR100894111B1 (ko) 가스 센서 및 그의 제조 방법
US10263089B2 (en) Transistor including active layer having through holes and manufacturing method thereof
JP2013187512A (ja) 半導体装置
US10408780B2 (en) Structure of gas sensor
JP2004342834A (ja) 基板載置トレイ
TW201800974A (zh) 指紋辨識裝置及其製造方法
KR20240073539A (ko) 열전도도 측정 소자 및 그 제조 방법
CN113284865A (zh) 具有散热结构的传感器芯片及其制造方法
CN115472524A (zh) 半导体制程系统、处理方法及电浆蚀刻系统
TW201724533A (zh) 光感測元件及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tehran Road, south of the south of Seoul, South Korea 432

Patentee after: DONGBU HITEK Co.,Ltd.

Address before: Tehran Road, south of the south of Seoul, South Korea 432

Patentee before: Dongbu Hitek Co.,Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171020