專利名稱：高可靠氫敏化學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種用于測試溶液PH值的氫敏化學(xué)傳感器，屬于半導(dǎo)體傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
常用的氫敏化學(xué)傳感器采用在硅襯底上制備一個N溝或P溝場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)，其柵介質(zhì)采用氫敏的薄膜，柵電極不需要直接引出，而是通過被測溶液及參比電極引出。這樣的氫敏化學(xué)傳感器在測試時必須將柵介質(zhì)與被測溶液接觸，致使氫敏化學(xué)傳感器的封裝變得比較困難。為了提高封裝的可靠性，通常采用將源漏從背面接觸引出，使柵和源、漏分別置于硅片的上下兩面。為了能使源和漏從背面引出，必須在背面用化學(xué)腐蝕的方法腐蝕到源和漏處，再用蒸鋁及光刻技術(shù)制備出源和漏的歐姆接觸電級，但由于硅片的深度化學(xué)腐蝕(可達(dá)300μM)工藝?yán)щy，再加上腐蝕后硅片背面不平整，光刻工藝中容易造成在拐角處斷鋁等，因而造成成品率和可靠性不高，使器件的應(yīng)用受到限制。
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制作工藝簡單、可靠性高的氫敏化學(xué)傳感器。
本實用新型可采用在N型硅襯底上制作場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，其柵介質(zhì)為氫敏感的薄膜，源和漏區(qū)的金屬電極在襯底背面引出，其特點是襯底背面的金屬電極與源、漏區(qū)之間有利用鋁(Al)熱遷移形成的P+型通道，構(gòu)成源、漏區(qū)與背面金屬電極之間的電連接。P+通道一般位于源、漏區(qū)的中心位置，P+通道的截面可以為圓形、方形或其它形狀，橫截面的大小主要根據(jù)器件的電極大小決定。為了使金屬電極具有更好的歐姆連接特性，可以在襯底背面的源、漏對稱位置上擴(kuò)硼形成淺P+區(qū)，再在P+區(qū)上制備金屬電極。柵介質(zhì)薄膜可采用雙層結(jié)構(gòu)的氫敏感薄膜，例如采用SiO2—Si3N4或SiO2—Ta2O5作為氫敏感膜。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有工藝簡單、可靠性高等優(yōu)點。由于采用常規(guī)半導(dǎo)體平面工藝，制作簡單、成品率高；襯底背面為平面結(jié)構(gòu)，金屬電極和引線鍵的可靠性高。便于氫敏化學(xué)傳感器的整體封裝；由于不需要進(jìn)行硅片的深腐蝕，因而也減少了環(huán)境污染。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)正視示意圖。
本實用新型可采用附圖所示的方案實現(xiàn)。采用N型硅片作為襯底，其厚度可以為400μM，在經(jīng)過拋光的硅片表面制備一個P溝場效應(yīng)管，柵(G)介質(zhì)可采用生長SiO2—Si3N4或SiO2—Ta2O5作為氫敏感膜，再在襯底背面淀積20±2μM厚的鋁(Al)膜采用光刻工藝保留需要制作P+通道位置的鋁(Al)膜，而去除其它地方的鋁膜，再在溫度為1100℃。溫度梯度為50±4℃/cm下實現(xiàn)鋁的熱遷移，使鋁遷移到P+型的源(S)、漏(D)區(qū)相連接，再在背面蒸鋁、光刻出金屬電極。
權(quán)利要求1.一種用于測試溶液PH值的高可靠氫敏化學(xué)傳感器，采用在N型硅襯底上制作場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，其柵介質(zhì)為氫敏感的薄膜，源和漏區(qū)的金屬電極在襯底背面引出，其特征在于襯底背面的金屬電極與源、漏區(qū)之間有利用鋁熱遷移形成的P+型通道，構(gòu)成源、漏與金屬電極之間的電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠氫敏化學(xué)傳感器，其特征在于P+型通道的橫截面為圓形、方形或其它形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠氫敏化學(xué)傳感器，其特征在于柵介質(zhì)薄膜采用雙層結(jié)構(gòu)的氫敏感薄膜。
專利摘要高可靠氫敏化學(xué)傳感器是一種用于測試溶液pH值的傳感器，采用在N型硅補(bǔ)底上制作場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，其介質(zhì)采用雙層結(jié)構(gòu)的氫敏感薄膜，源、漏區(qū)的金屬電極在襯底背面引出，背面金屬電極與源、漏之間由利用鋁熱遷移形成的P
文檔編號G01N31/00GK2222918SQ94231789
公開日1996年3月20日 申請日期1994年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月30日
發(fā)明者陳德英, 唐國洪 申請人:東南大學(xué)