热传感器器件以及制造热传感器器件的方法与流程

本发明涉及一种热传感器器件，其是例如包括其中具有预定气氛的腔室的类型。本发明还涉及一种制造热传感器器件的方法，该方法是例如包括形成其中包括预定气氛的腔室的类型。

背景技术：

1、在热传感器领域中，形成用于包含热传感器元件的腔室是已知的。第一晶片限定多个腔室的形状的一半，并且第二晶片限定该多个腔室的形状的另一半。当两个晶片被放在一起时，形成该多个腔室。一个晶片典型地包括cmos器件和微机电系统(mems)热感测元件，并且另一个晶片典型地用作帽或盖。

2、已知腔室中的一些热感测元件在真空中操作，且因此腔室中的气体被排空，以便在腔室中形成真空。邻接的两个晶片因此使用确保腔室被气密地密封的适当但相对昂贵的接合工艺接合在一起。

3、为了贯穿热传感器器件的寿命获得器件的稳定的性能，对于腔室中的真空的级别而言保持基本不变是必要的。然而，期望的是采用成本较低的接合工艺，例如玻璃料接合，但玻璃料显著地脱气并且腔体内的压力增加，使得很难获得所谓的“深真空”(小于1mbar)。附加地，在玻璃料接合的过程期间，来自封装腔室的固体的附加分子被脱气，并且可用分子从腔室的内部朝向限定腔室的晶片的固体材料向外扩散。

4、为了减少腔室中的气体的成分改变的影响，已知在晶片的接合期间回填热传感器器件的腔室。通过该回填过程可以实现预定气体分子的大于10mbar的压力，该预定气体分子例如氮或诸如氩之类的惰性气体。通过用预定气体对腔体加压，降低脱气由于腔室内的压力变化而对热传感器器件的响应度的影响是可能的。然而，即使当用预定气体回填腔室时，热传感器器件的响应度仍然会由于脱气和分子外扩散的发生而在热传感器元件的寿命期间改变。就此而言，响应度在热传感器元件的寿命期间可漂移约0.2％与2％之间，这是非期望的。

5、us2019/131154 a1、de 10 2004020685b3和us10,336,610b2描述了传感器构造，其中的一些包括吸气剂，并且其中的一些在制造期间采用玻璃料接合。然而，这些文献中公开的器件在各个器件的寿命期间没有表现出良好的灵敏度稳定性。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了一种制造热传感器的方法，该方法包括：提供传感器的主体的第一部分，主体的第一部分被配置成用于限定腔室的第一部分；提供传感器的主体的第二部分，主体的第二部分被配置成用于限定腔室的第二部分；将吸气材料设置在传感器的主体的第一部分中；将传感器的主体的第一部分和第二部分放在一起，使得腔室的第一部分和第二部分限定腔室；用气体回填腔室至大于10mbar(毫巴)的压力；以及将主体的第一部分热接合至主体的第二部分，以便气密地密封腔室。

2、该方法可以进一步包括：在腔室的第一部分中提供吸气材料。

3、该方法可以进一步包括：在腔室的第一部分中提供吸气材料以便用作窗口。

4、窗口可以透射红外电磁辐射。

5、腔室可以被设置在传感器的主体内。

6、腔室可包括在该腔室中的热感测结构。

7、热感测结构可以是热电堆传感器。

8、将主体的第一部分热接合至主体的第二部分可以包括：将主体的第一部分玻璃料接合(glass frit bonding)至主体的第二部分。

9、主体的第一部分至主体的第二部分的热接合可以在预定温度下被执行；该预定温度还可以是吸气材料的激活温度。

10、在将主体的第一部分热接合至主体的第二部分之后，可以将传感器加热至吸气材料的激活温度。

11、吸气材料可以是吸气材料的层。

12、该方法可以进一步包括：提供第一晶片，其包括分别限定诸腔室的多个第一部分的多个第一部分形成物，多个第一部分形成物限定腔室的第一部分；提供第二晶片，其包括分别限定诸腔室的多个第二部分的多个第二部分形成物，多个第二部分形成物限定腔室的第二部分；将第一晶片和第二晶片放在一起，使得多个第一部分形成物和多个第二部分形成物一起分别限定包括该腔室的多个腔室；用气体回填多个腔室至大于10mbar的压力；以及将第一晶片和第二晶片热接合在一起，以便气密且单独地密封多个腔室。

13、多个第一部分形成物可以被布置为第一部分形成物的矩阵；并且多个第二部分形成物可以被布置为第二部分形成物的矩阵。

14、气体可以是惰性气体。气体可以是氮气。

15、吸气材料可以被配置成用于吸附比用于对腔室加压的气体更多的氢气。

16、吸气材料可以是钛吸气剂。

17、根据本发明的第二方面，提供了一种热传感器器件，其包括：传感器主体的第一部分，该第一部分被配置成用于限定腔室的第一部分；以及传感器主体的第二部分，该第二部分被配置成用于限定该腔室的第二部分；其中，传感器主体的第一部分包括被设置在传感器主体的第一部分中的吸气材料；传感器主体的第一部分邻接并且热接合到传感器主体的第二部分，以便限定腔室并且气密地密封该腔室；并且该腔室包括在该腔室中的气体，具有大于10mbar的压力。

18、由此，提供热传感器器件及其制造方法是可能的，该热传感器器件在热传感器器件的寿命期间对响应度的漂移具有改进的抗扰性。该制造方法采用例如玻璃料接合，从而降低热传感器器件的制造成本，同时改进稳定性。

19、参考所附附图，现在将仅通过示例的方式来描述本发明的至少一个实施例，在附图中：

技术特征：

1.一种制造热传感器(106)的方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括：

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述窗口(110)能透射红外电磁辐射。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述腔室(310)被设置在所述传感器(106)的所述主体内。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述腔室(310)包括在所述腔室(310)中的热感测结构。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述热感测结构是热电堆传感器。

8.如权利要求1所述的方法，其中，将所述主体的第一部分(102)热接合至所述主体的第二部分(104)包括：

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述主体的第一部分(102)至所述主体的第二部分(104)的所述热接合在预定温度下被执行，所述预定温度还是所述吸气材料(112)的激活温度。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述吸气材料是吸气材料(112)的层。

11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述多个第一部分形成物被布置为第一部分形成物的矩阵，并且所述多个第二部分形成物被布置为第二部分形成物的矩阵。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述气体是惰性气体。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述气体是氮气。

15.一种热传感器器件(100)，包括：

技术总结
本发明公开了热传感器器件以及制造热传感器器件的方法。一种制造热传感器(106)的方法，包括：提供传感器(106)的主体的第一部分(102)，主体的第一部分(102)被配置成用于限定腔室(310)的第一部分(114)。还提供传感器(106)的主体的第二部分(104)，主体的第二部分(104)被配置成用于限定腔室(310)的第二部分(118)。吸气材料(112)被设置在传感器(106)的主体的第一部分(102)中,并且传感器(106)的主体的第一部分(102)和第二部分(104)被放在一起使得腔室(310)的第一部分(114)和第二部分(118)限定腔室(310)。用气体回填腔室(310)至大于10mbar的压力，并且主体的第一部分(102)接合至主体的第二部分(104)以便气密地密封腔室(310)。

技术研发人员：C·范布根豪特
受保护的技术使用者：迈来芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5