本公開(kāi)涉及一種半導(dǎo)體氣體傳感器以及一種制造氣體傳感器的方法，且更特別地，涉及一種能夠使用要用于檢測(cè)特定種類的氣體的氧化物半導(dǎo)體材料檢測(cè)氣體的半導(dǎo)體氣體傳感器以及一種制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法。

背景技術(shù)：

通常，半導(dǎo)體氣體傳感器可使用當(dāng)與特定種類的氣體相接觸時(shí)具有可變電阻的氧化物半導(dǎo)體材料檢測(cè)氣體。半導(dǎo)體氣體傳感器可通過(guò)半導(dǎo)體制造工藝進(jìn)行制造。半導(dǎo)體氣體傳感器具有相對(duì)小尺寸、低制造成本、高靈敏度和高響應(yīng)速度的優(yōu)點(diǎn)。

半導(dǎo)體氣體傳感器包括基板、加熱電極、在加熱電極上方形成的感測(cè)電極、用于覆蓋感測(cè)電極的檢測(cè)層以及在基板上堆疊的多個(gè)絕緣層。檢測(cè)層為用于大體上檢測(cè)氣體的構(gòu)件且是使用氧化物半導(dǎo)體材料形成的。當(dāng)檢測(cè)層暴露于氣體時(shí)，氣體可被吸附至檢測(cè)層的表面以具有變化的電阻值以檢測(cè)是否存在有氣體。特別地，為了確保氣體檢測(cè)，可能需要半導(dǎo)體氣體傳感器以將檢測(cè)層的溫度保持在300℃以上，從而可能需要在檢測(cè)層下形成的加熱電極產(chǎn)生要傳輸至檢測(cè)層的熱量以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)層的有效檢測(cè)。

然而，因?yàn)榘雽?dǎo)體氣體傳感器的耐久性可能由于熱量而劣化，因此半導(dǎo)體氣體傳感器可能受損。為了改進(jìn)半導(dǎo)體氣體傳感器的熱耐久性，半導(dǎo)體氣體傳感器可能具有在加熱電極下形成的腔室以散發(fā)源于發(fā)熱電極的熱量?？赏ㄟ^(guò)部分地移除基板來(lái)形成腔室，在腔室上堆疊的多個(gè)絕緣層可覆蓋腔室以形成薄膜結(jié)構(gòu)。

覆蓋腔室的一部分可能未通過(guò)基板穩(wěn)定地進(jìn)行支撐，以使得在腔室上形成的薄膜結(jié)構(gòu)可能下陷。因此，可能由于薄膜具有的熱應(yīng)力或固有應(yīng)力導(dǎo)致薄膜發(fā)生的下陷情況。

特別地，可能需要加熱電極保持電阻均勻，以將熱量穩(wěn)定地傳輸至感測(cè)電極。當(dāng)薄膜下陷時(shí)，設(shè)置在薄膜中的加熱電極的電阻可能發(fā)生變化，且因此可能難于使加熱電極向感測(cè)電極穩(wěn)定地提供熱量。此外，由于薄膜的下陷，感測(cè)電極的加熱區(qū)域可能變形，以使得感測(cè)區(qū)域的溫度分布是不均勻的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)提供了一種能夠保持感測(cè)區(qū)域的溫度恒定以及感測(cè)區(qū)域的溫度分布均勻的半導(dǎo)體氣體傳感器以及一種制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，一種半導(dǎo)體氣體傳感器包括基板，其具有腔室；第一絕緣層，其形成在基板上且包括在與腔室和腔室的外周部分相應(yīng)的位置上形成的暴露孔；第二絕緣層，其形成在第一絕緣層上且覆蓋暴露孔；加熱電極，其形成在第二絕緣層上且形成在與腔室相應(yīng)的位置上；感測(cè)電極，其形成在加熱電極上方，且感測(cè)電極與加熱電極電絕緣；檢測(cè)層，其覆蓋感測(cè)電極，且感測(cè)電極當(dāng)與預(yù)定種類的氣體相交互時(shí)還能夠具有可變電阻；以及通風(fēng)孔，其是通過(guò)穿透第二絕緣層以與暴露孔相連通而形成的，且通風(fēng)孔能夠散發(fā)源于加熱電極的熱量和/或加熱的氣體。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，半導(dǎo)體氣體傳感器還可包括至少一個(gè)突出部分，其從第二絕緣層的表面突出，突出部分形成在與腔室的外周部分相應(yīng)的位置上以阻止第二絕緣層下陷至腔室。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，突出部分可形成在暴露孔中以面對(duì)基板且突出部分與基板的表面間隔開(kāi)。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，多個(gè)突出部分可沿腔室的圓周線形成且彼此分離開(kāi)。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，突出部分可與第一絕緣層相分離。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，突出部分可具有圓柱形。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，突出部分可與第二絕緣層一體形成。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，腔室和暴露孔中的每一個(gè)可具有圓筒形。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，通風(fēng)孔在平面圖中可位于腔室的外部。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，半導(dǎo)體氣體傳感器還可包括加熱墊，其形成在第二絕緣層上以及暴露孔的外面，加熱墊被電連接至加熱電極；感測(cè)墊，其與感測(cè)電極共面形成，感測(cè)墊與感測(cè)電極電連接；以及第三絕緣層，其形成在具有加熱電極和加熱墊的第二絕緣層上且包括一個(gè)表面，且在該表面上，形成感測(cè)電極和感測(cè)墊，以使得第三絕緣層將加熱電極與感測(cè)電極相絕緣，且通風(fēng)孔從第二絕緣層和第三絕緣層穿透。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，第一和第二絕緣層中的一個(gè)可包括氧化硅，且第一和第二絕緣層中的另一個(gè)可包括氮化硅。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，一種半導(dǎo)體氣體傳感器是通過(guò)在基板的一個(gè)表面上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成第二絕緣層；在第二絕緣層上形成加熱電極，該加熱電極能夠產(chǎn)生熱量；在加熱電極上形成感測(cè)電極，感測(cè)電極與加熱電極相絕緣；對(duì)基板進(jìn)行圖案化以在加熱電極下形成腔室；移除由腔室暴露的且對(duì)應(yīng)于腔室的外周部分的第一絕緣層的一部分以形成暴露孔；對(duì)第二絕緣層進(jìn)行圖案化以形成能夠散發(fā)源于加熱電極的熱量和/或加熱的氣體并與暴露孔相連通的通風(fēng)孔；以及形成覆蓋感測(cè)電極的檢測(cè)電極，檢測(cè)電極在與預(yù)定種類的氣體相交互時(shí)具有可變電阻。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，在形成第二絕緣層之前，可對(duì)第一絕緣層進(jìn)行圖案化以形成至少一個(gè)?？滓栽诘诙^緣層的一個(gè)表面處形成突出部分，其中在與腔室的外周部分相應(yīng)的位置上和第一絕緣層的位置上形成?？?，且形成暴露孔可包括通過(guò)移除鄰近突出部分的第一絕緣層的一部分來(lái)在暴露孔中形成突出部分。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，模孔可具有凹形，以使得突出部分可與基板的表面相分離。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，多個(gè)?？卓蓢@與腔室相應(yīng)的第一絕緣層的一部分且可彼此相分離。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，在形成感測(cè)電極之前，還可在具有加熱電極的第二絕緣層上形成第三絕緣層以覆蓋加熱電極，且形成通風(fēng)孔可包括對(duì)第三絕緣層進(jìn)行圖案化以使得通風(fēng)孔從第二和第三絕緣層穿透。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，形成暴露孔可包括使用作為蝕刻掩模的具有腔室的基板通過(guò)濕蝕刻過(guò)程來(lái)對(duì)第一絕緣層進(jìn)行圖案化。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，可使用不同于第二絕緣層的材料來(lái)形成第一絕緣層。

根據(jù)示例實(shí)施例，半導(dǎo)體氣體傳感器包括用于減少薄膜至腔室的下陷的暴露孔。此外，半導(dǎo)體氣體傳感器可包括多個(gè)突出部分以支撐在第二絕緣層的下表面下形成的第二絕緣層以緩解薄膜的下陷。

因此，加熱電極可均勻地保持電阻以提供檢測(cè)層熱量以保持溫度恒定。因此，要提供熱量的感測(cè)電極的區(qū)域可能不會(huì)發(fā)生變化以控制檢測(cè)層均勻產(chǎn)生的感測(cè)區(qū)域的溫度分布。其結(jié)果是，半導(dǎo)體氣體傳感器改進(jìn)了熱耐久性以防止熱損傷并穩(wěn)定地感測(cè)氣體。

此外，半導(dǎo)體氣體傳感器還可包括通風(fēng)孔，其能夠散發(fā)源于加熱電極的熱量和/或加熱的氣體。因此，與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，半導(dǎo)體氣體傳感器可更迅速和更有效地散發(fā)熱量以改進(jìn)熱耐久性并防止半導(dǎo)體氣體傳感器受到熱損傷。

附圖說(shuō)明

根據(jù)結(jié)合附圖的下列說(shuō)明，將更詳細(xì)地理解示例性實(shí)施例，其中：

圖1為示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體氣體傳感器的橫截面視圖；

圖2為示出如在圖1中所示的半導(dǎo)體氣體傳感器的仰視圖；

圖3至8為示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法的橫截面視圖；以及

圖9和10為示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法的橫截面視圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參考附圖更詳細(xì)地描述特定實(shí)施例。然而，本實(shí)用新型可按不同的方式進(jìn)行具體化且不應(yīng)被解釋為局限于本文所述的實(shí)施例。

如在本申請(qǐng)中使用的明確定義，當(dāng)層、薄膜、區(qū)域或板被稱為在另一個(gè)的“上面”時(shí)，其可直接在另一個(gè)的上面或也可以存在有一個(gè)或多個(gè)中間層、薄膜、區(qū)域或板。與此不同地，也可以理解為當(dāng)層、薄膜、區(qū)域或板被稱為直接在另一個(gè)的“上面”時(shí)，其直接在另一個(gè)的上面且不存在有一個(gè)或多個(gè)中間層、薄膜、區(qū)域或板。另外，然而在所要求保護(hù)的本實(shí)用新型的各種實(shí)施例中被用于描述各種組件、組合物、區(qū)域和層的術(shù)語(yǔ)，如第一、第二和第三并不僅限于這些術(shù)語(yǔ)。

此外且僅為了便于描述，元件可被稱之為在另一個(gè)的“上方”或“下方”。應(yīng)該理解的是，這種描述指在所描述的圖中的所示取向，且在各種用途和替代實(shí)施例中，這些元件可按替代布置和配置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或移位。

類似地，在一些實(shí)施例中使用術(shù)語(yǔ)“上”和“下”。這些術(shù)語(yǔ)用于指代如圖中所示的取向，但不一定是在任何其他參考系中的任何上或下的取向。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，在不脫離本文所述的實(shí)用新型的范圍的情況下可在相關(guān)于重力或其它參考系的任何取向上使用實(shí)施例。

在下列描述中，技術(shù)術(shù)語(yǔ)僅用于解釋特定實(shí)施例而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。除非本文另有定義外，包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的本文所使用的所有術(shù)語(yǔ)可具有與本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。

參考本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的示意圖進(jìn)行所示實(shí)施例的描述。因此，在圖的形狀中的變化，例如，在制造技術(shù)中的變化和/或容許誤差是可充分預(yù)期的。因此，本實(shí)用新型的實(shí)施例沒(méi)有被描述成局限于用圖所描述的區(qū)域的特定形狀且包括在形狀中的偏離，而且用圖所描述的區(qū)域完全是示意性的且其形狀不表示準(zhǔn)確的形狀且也不限制本實(shí)用新型的范圍。

圖1為示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體氣體傳感器的橫截面視圖。圖2為示出在圖1的腔室、暴露孔和突出部分之間的位置關(guān)系的平面圖。

參考圖1和2，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例實(shí)施例的一種半導(dǎo)體氣體傳感器100能夠使用氧化物半導(dǎo)體材料來(lái)檢測(cè)氣體。半導(dǎo)體氣體傳感器100可通過(guò)半導(dǎo)體制造工藝進(jìn)行制造。

半導(dǎo)體氣體傳感器100包括基板110、第一絕緣層120、第二絕緣層130、一個(gè)或多個(gè)加熱電極142、感測(cè)電極162和檢測(cè)層180。

特別地，基板110可包括硅材料并包括腔室112，腔室112可通過(guò)移除基板110的一部分的圖案化過(guò)程形成。

在基板110上相繼形成第一絕緣層120和第二絕緣層130。第一絕緣層120包括暴露孔122。暴露孔122可通過(guò)移除對(duì)應(yīng)于腔室122和圍繞腔室112的外周部分的第一絕緣層120的一部分來(lái)形成。暴露孔122可與腔室112成流體連通。腔室112和暴露孔122部分地暴露第二絕緣層130的下表面，其形成在第一絕緣層120的上表面上。換句話說(shuō)，如在圖1中所示，第二絕緣層130形成在第一絕緣層120的上表面上以覆蓋暴露孔122。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，腔室112和暴露孔122中的每一個(gè)可具有如在圖2中所示的圓筒形，且腔室112和暴露孔122中的每一個(gè)的形狀并不受到限制以能夠發(fā)生變化。

可在第二絕緣層130的上表面上形成加熱電極142。加熱電極142位于第二絕緣層130上以在垂直方向上對(duì)應(yīng)于腔室112。加熱電極142可產(chǎn)生熱量以用于檢測(cè)層180檢測(cè)氣體。熱量可通過(guò)腔室112進(jìn)行有效的散發(fā)，因此可防止半導(dǎo)體氣體傳感器受到可能由于熱量而發(fā)生的損傷，且半導(dǎo)體氣體傳感器可保持適于檢測(cè)層180檢測(cè)氣體的溫度。盡管未詳細(xì)地示出，但加熱電極142被電連接至加熱墊144?？稍诘诙^緣層130上和在與腔室112相應(yīng)的第二絕緣層130的一部分的外面形成加熱墊144。加熱墊144可從外部源接收電力以將電力傳輸至加熱電極142。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，可使用鉑(Pt)或鎢(W)形成加熱電極142和加熱墊144。

可在第二絕緣層130的上表面上形成第三絕緣層150，其中加熱電極142和加熱墊144形成在第二絕緣層130的上表面上。第三絕緣層150可覆蓋加熱電極142和加熱墊144。第三絕緣層150可具有比第一和第二絕緣層120和130更大的厚度以被配置成使半導(dǎo)體氣體傳感器100的上表面平整。

如上所述，半導(dǎo)體氣體傳感器甚至在與腔室112相應(yīng)的部分上包括第二和第三絕緣層130和150以在與腔室112相應(yīng)的部分上形成薄膜結(jié)構(gòu)。

特別地，層，諸如第一至第三絕緣層120、130和150在抵抗熱應(yīng)力方面很弱，且在豎直方向上與腔室112相應(yīng)的層的一部分可能未通過(guò)基板110牢固地進(jìn)行支撐。因此，與腔室112相應(yīng)的第二和第三絕緣層130和150的薄膜部分可能朝向腔室112下陷，以使得可能會(huì)發(fā)生上述的不期望的下陷情況。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，由于暴露孔122，半導(dǎo)體氣體傳感器100可減少薄膜的下陷。即，如在圖2中所示，暴露孔122可以形成為具有大于腔室112的尺寸，以使得當(dāng)?shù)诙^緣層130的部分向腔室112彎曲時(shí)，用于覆蓋暴露孔122的第二絕緣層130的一部分可能沿流暢的曲線逐漸下陷。因此，與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，半導(dǎo)體氣體傳感器100可減少薄膜的應(yīng)力以保持加熱電極142的均勻電阻。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，半導(dǎo)體氣體傳感器還可包括用于額外地減少薄膜的應(yīng)力的至少一個(gè)突出部分132。突出部分132可從第二絕緣層130的下表面突出以與第二絕緣層130一體形成。突出部分132可進(jìn)行定位以對(duì)應(yīng)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的內(nèi)部，且可面對(duì)基板110，如在圖2中所示。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，當(dāng)如圖1和2中所示形成多個(gè)突出部分132時(shí)，突出部分132可與第一絕緣層120相分離，且突出部分132彼此相間隔并沿腔室112的圓周線進(jìn)行布置。此外，突出部分132可具有各種形狀，諸如圓筒形、柱形、半球形等。

突出部分132可支撐第二絕緣層130，以使得位于腔室112上的第二絕緣層130不向腔室112彎曲。換句話說(shuō)，當(dāng)薄膜沒(méi)有彎曲以在水平方向上保持筆直時(shí)，突出部分132則與基板110的上表面間隔開(kāi)。在另一方面，當(dāng)薄膜下陷時(shí)，突出部分132與基板110的上表面相接觸以支撐第二絕緣層130且此外防止第二絕緣層130發(fā)生彎曲。因此，可減少薄膜的應(yīng)力，以使得根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體氣體傳感器100可緩解薄膜的下陷。

在本實(shí)用新型的一個(gè)示例實(shí)施例中，半導(dǎo)體氣體傳感器100可包括在第三絕緣層150的上表面上形成的感測(cè)電極162。感測(cè)電極162可進(jìn)行定位以對(duì)應(yīng)于腔室112且可在垂直方向上形成在加熱電極142的上方。盡管未在圖1中詳細(xì)地示出，但感測(cè)電極162可被電連接至感測(cè)墊164。感測(cè)墊164可位于第三絕緣層150的上表面上且遠(yuǎn)離與暴露孔122相應(yīng)的第三絕緣層150的一部分。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，感測(cè)電極162和感測(cè)墊164可包括鉑(Pt)。

可在包括感測(cè)電極162和感測(cè)墊164的第三絕緣層150的上表面上形成檢測(cè)層180。第四絕緣層170可通過(guò)移除與腔室112相應(yīng)的一部分來(lái)形成且可覆蓋感測(cè)墊164。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，第一至第四絕緣層120、130、150和170可通過(guò)依次沉積氧化硅材料和氮化硅材料來(lái)形成。例如，第一和第三絕緣層110和150包括氧化硅，且第二和第四絕緣層120和170包括氮化硅。

根據(jù)一些示例實(shí)施例，半導(dǎo)體氣體傳感器還可包括用于在相關(guān)于基板110的上向的方向上散發(fā)源于加熱電極142的熱量(HF)的通風(fēng)孔102。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，通風(fēng)孔102可從第二穿透至第四絕緣層130、150和170且可位于遠(yuǎn)離腔室112處，如在圖2中所示。即使在圖1和2中形成兩個(gè)通風(fēng)孔，但通風(fēng)孔102的數(shù)量并不受限制以可發(fā)生變化。

從第二穿透至第四絕緣層130、150和170的通風(fēng)孔102可在平面圖中對(duì)應(yīng)于暴露孔122以與暴露孔122相連通，以使得通風(fēng)孔可在向上的方向上散發(fā)源于加熱電極142的熱量。換句話說(shuō)，從加熱電極142產(chǎn)生的熱量可經(jīng)暴露孔122進(jìn)入通風(fēng)孔102且可通過(guò)通風(fēng)孔102在向上的方向上進(jìn)行散發(fā)。其結(jié)果是，可通過(guò)通風(fēng)孔102在向上的方向上以及通過(guò)腔室112在向下的方向上散發(fā)源于加熱電極142的熱量，以使得與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，半導(dǎo)體氣體傳感器100可更有效地散發(fā)熱量。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，通風(fēng)孔在平面圖中可位于比突出部分132距離腔室更遠(yuǎn)的地方。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，在腔室112上形成檢測(cè)層180以覆蓋感測(cè)電極162。可使用氧化物半導(dǎo)體材料，諸如氧化錫(SnO₂)來(lái)形成檢測(cè)層180以檢測(cè)預(yù)定種類的氣體。特別地，當(dāng)檢測(cè)層180暴露于預(yù)定種類的氣體時(shí)，將氣體吸附至檢測(cè)層180的表面以具有由于吸附反應(yīng)而變化的檢測(cè)層180的電阻。由于感測(cè)電極162的輸出值根據(jù)檢測(cè)層180的電阻值的變化而發(fā)生變化，半導(dǎo)體氣體傳感器100可根據(jù)感測(cè)電極162的輸出值來(lái)檢測(cè)是否有氣體與感測(cè)電極162相接觸。

特別地，可能需要保持檢測(cè)層180在標(biāo)準(zhǔn)溫度以上以使檢測(cè)層180充分地與預(yù)定氣體發(fā)生反應(yīng)。加熱電極142可將熱量傳輸至檢測(cè)層180。在這里，標(biāo)準(zhǔn)溫度可在300℃以上。

第三和第四絕緣層150和180可具有第一接觸孔152以部分地暴露加熱墊144。第一接觸孔可通過(guò)部分地移除第三和第四絕緣層150和170來(lái)形成。第四絕緣層170可具有第二接觸孔172以部分地暴露感測(cè)墊164。第二接觸孔172可通過(guò)部分地移除第四絕緣層170來(lái)形成。

可在第四絕緣層170上形成加熱墊電極192和感測(cè)墊電極194。加熱墊電極192可進(jìn)行定位以在垂直方向上對(duì)應(yīng)于加熱墊144以覆蓋通過(guò)第一接觸孔152暴露的加熱墊144。感測(cè)墊電極194可進(jìn)行定位以在垂直方向上對(duì)應(yīng)于感測(cè)墊164以覆蓋感測(cè)墊164。加熱墊電極192和感測(cè)墊電極194可包括透明電極。

根據(jù)示例實(shí)施例，半導(dǎo)體氣體傳感器100包括暴露孔122和突出部分132以減少薄膜的應(yīng)力以及薄膜的下陷。因此，加熱電極142可保持電阻均勻以將均勻的熱量傳輸至檢測(cè)層180并保持檢測(cè)層180的溫度恒定。此外，由于可保持加熱電極142將熱量傳輸至其的區(qū)域不變，可以可靠地向檢測(cè)層180的感測(cè)區(qū)域(SA)提供熱量以保持均勻的溫度分布。其結(jié)果是，半導(dǎo)體氣體傳感器100可獲取可靠的耐熱性，可防止其受到熱損傷，且因此其可穩(wěn)定地檢測(cè)熱量。

半導(dǎo)體氣體傳感器100還可包括與暴露孔122相連通且能夠在相關(guān)于基板110的向上的方向上散發(fā)源于加熱電極142的熱量的通風(fēng)孔102。因此，與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，半導(dǎo)體氣體傳感器100可更迅速和更有效地散發(fā)熱量以改進(jìn)熱耐久性并防止半導(dǎo)體氣體傳感器受到熱損傷。

圖3至8為示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法的橫截面視圖。

參考圖3和4，在基板110的上表面上形成第一絕緣層120。在這里，基板110可包括絕緣體上硅(SOI)基板，其包括第一絕緣層120。

可在第一絕緣層120的上表面上形成第二絕緣層130。

參考圖5，在第二絕緣層130上形成加熱電極142和加熱墊144后，在第二絕緣層130上形成第三絕緣層150。在第三絕緣層150的上表面上形成感測(cè)電極162和感測(cè)墊164后，在第三絕緣層上形成第四絕緣層170。對(duì)第三絕緣層150和第四絕緣層170分別進(jìn)行圖案化以形成第一接觸孔152和第二接觸孔172。在與要在對(duì)基板110進(jìn)行圖案化的后續(xù)步驟中形成的腔室(112，見(jiàn)圖1)相應(yīng)的位置上部分地移除第四絕緣層170，且在第四絕緣層170的上表面上可額外地形成加熱墊電極192和感測(cè)墊電極194。

參考圖6，在形成加熱墊電極192和感測(cè)墊電極194后，對(duì)基板110進(jìn)行部分蝕刻以形成腔室112。可通過(guò)對(duì)基板110進(jìn)行圖案化而移除與腔室112相應(yīng)的第一絕緣層120的一部分。

在本實(shí)用新型的一個(gè)示例實(shí)施例中，制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法包括在形成腔室112的過(guò)程前對(duì)基板110的下表面進(jìn)行拋光以控制基板110的厚度以使半導(dǎo)體氣體傳感器110的厚度為合適的。

參考圖7，在基板110中形成腔室112后，通過(guò)使用腔室112的蝕刻過(guò)程對(duì)第一絕緣層120進(jìn)行圖案化以形成暴露孔122。詳細(xì)地，通過(guò)使用基板110作為蝕刻掩模的蝕刻過(guò)程對(duì)第一絕緣層120進(jìn)行圖案化，且移除通過(guò)腔室112暴露的且鄰近腔室112的第一絕緣層120的一部分以形成暴露孔122。可根據(jù)蝕刻過(guò)程的處理時(shí)間控制暴露孔122的大小。

可使用不同于第一絕緣層120的材料形成在第一絕緣層120上形成的第二絕緣層以具有針對(duì)第一絕緣層120的蝕刻選擇性。因此，第二絕緣層130可能不會(huì)受到用于蝕刻第一絕緣層120的蝕刻劑的蝕刻。其結(jié)果是，當(dāng)通過(guò)使用蝕刻劑部分地蝕刻第一絕緣層來(lái)形成暴露孔122時(shí)，第二絕緣層130可能幾乎不會(huì)被蝕刻劑蝕刻，以使得可對(duì)第一絕緣層120進(jìn)行選擇性的蝕刻和圖案化。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，可通過(guò)濕蝕刻過(guò)程形成暴露孔122。

參考圖8，在形成暴露孔122后，可部分地蝕刻第二至第四絕緣層130、150和170以形成從第二至第四絕緣層130、150和170穿透的通風(fēng)孔102。

參考圖3、4和6，根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例的一種制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法還可包括在形成第二絕緣層130的過(guò)程之前對(duì)第一絕緣層120進(jìn)行圖案化以形成至少一個(gè)突出部分132的過(guò)程。

詳細(xì)地，如在圖3中所示，對(duì)第一絕緣層120進(jìn)行圖案化以形成用于在第一絕緣層120的上部上形成突出部分132的至少一個(gè)?？?2。如在圖6中所示，形成多個(gè)?？?2以沿腔室112的圓周線而彼此相間隔以圍繞對(duì)應(yīng)于腔室112的一部分。在這里，?？?2中的每一個(gè)可具有凹形，以使得突出部分132與基板110的上表面間隔開(kāi)。

在對(duì)第一絕緣層120進(jìn)行圖案化之后，在第一絕緣層120的上表面上形成第二絕緣層130。如在圖4中所示，通過(guò)填充?？?2以將填充?？?2的部分轉(zhuǎn)化成突出部分132來(lái)在第一絕緣層120上形成第二絕緣層130。

參考圖6和7，在形成暴露孔122的同時(shí)可從第一絕緣層120移除第一絕緣層120的?？?2。其結(jié)果是，移除鄰近突出部分132的第一絕緣層120的一部分，以使得突出部分132位于暴露孔122中。還移除了位于突出部分132和基板110之間的第一絕緣層120的一部分以在突出部分132和基板110之間形成空間。

此外，在形成暴露孔122之后，在第三絕緣層150上形成檢測(cè)層180(見(jiàn)圖1)以完成制造半導(dǎo)體氣體傳感器100的過(guò)程。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，在形成腔室112之前或在形成腔室112之后，可形成通風(fēng)孔102。

圖9和10為示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法的橫截面視圖。

參考圖9和10，根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例的一種制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法包括與在參考圖3至5所述的制造半導(dǎo)體氣體傳感器的方法中相同的從對(duì)第一絕緣層進(jìn)行圖案化至形成加熱墊電極和感測(cè)墊電極的多個(gè)步驟。因此，將省略關(guān)于相同步驟的任何進(jìn)一步的描述以避免任何冗余。

參考圖9，在形成第四絕緣層170后，形成通風(fēng)孔102。在這里，可在形成加熱墊電極192和感測(cè)墊電極194后形成通風(fēng)孔102?？商娲?，在形成第一和第二接觸孔152和172的同時(shí)，可形成通風(fēng)孔102。

如在圖10中所示，對(duì)基板110進(jìn)行部分蝕刻以在加熱電極142下形成腔室112。在蝕刻基板110的同時(shí)可對(duì)與腔室112相應(yīng)的第一絕緣層120的一部分進(jìn)行部分蝕刻。此外，在形成腔室112之前可對(duì)基板110的下部進(jìn)行拋光以控制基板的厚度，從而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體氣體傳感器100的合適厚度。

在形成腔室112后，還可形成暴露孔(122，見(jiàn)圖2)。用于形成暴露孔的步驟與形成暴露孔(見(jiàn)圖8)的那些相同以省略詳細(xì)的描述。

在與腔室112相應(yīng)的位置上在第三絕緣層150上形成檢測(cè)層180(見(jiàn)圖1)以制造半導(dǎo)體氣體傳感器100。

雖然已參考特定實(shí)施例描述了半導(dǎo)體氣體傳感器，但其并不僅限于此。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易地理解在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下對(duì)其進(jìn)行各種修改和變化。