一种测温硅片的制作方法及测温硅片与流程

本发明涉及一种测温硅片的制作方法，属于半导体技术领域，同时还涉及使用该制作方法制作出的测温硅片。

背景技术：

测温硅片是一种比较特殊的硅片，其主要用途是在常规硅片半导体加热的过程中用来测试加热温度，加热时一般都是使用一个加热台，普通的硅片放置在加热台中加热，而测温硅片就是用来模拟普通硅片的加热环境并且检测出硅片的加热温度。而目前的测温硅片主要存在的问题是测温硅片的强度不够，测温硅片上设置了热电偶用来检测温度，但是其抗拉拔的强度较差，热电偶与硅片的连接方式是：在测温硅片的中心开一个盲孔，然后热电偶的检测端塞入到盲孔内并通过耐高温的胶水粘结固定，然这种热电偶和测温硅片之间完全是依靠胶水粘结固定，这种固定方式在长时间使用可能发生连接松动，这样就导致测量的温度结果不够准确。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种测温硅片的制作方法，该制作方法直接在硅片上形成了两个金属层，该金属层构成了热电偶的测温导体，这样测温硅片和热电偶之间的连接就非常牢固，不会发生松动的情况。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种测温硅片，该测温硅片使用了上述的制作方法制作而成，使用寿命更长。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种测温硅片的制作方法，包括以下步骤：

s1、提供一个硅片，在硅片的表面涂抹一层光刻胶形成掩蔽层；

s2、选择性光刻，在掩蔽层上刻蚀出一条沿硅片半径延伸的pt槽位；

s3、通过湿法刻蚀在硅片上表面的pt槽位处刻蚀一条pt槽；

s4、通过蒸发工艺在pt槽内形成一层pt膜层，该pt膜层的厚度小于pt槽位的深度；

s5、去胶，使硅片的表面裸露；

s6、重复步骤s1；

s7、选择性光刻，在掩蔽层上刻蚀出一条沿硅片半径延伸的铑金槽位；

s8、通过湿法刻蚀在硅片上表面的铑金槽位处刻蚀一条铑金槽，该铑金槽和pt槽相交与硅片的圆心；

s9、通过蒸发工艺在铑金槽内形成一层铑金膜层，该铑金膜层的厚度小于铑金槽位的深度，且在硅片的圆心处于pt膜层叠置；

s10、去胶，使硅片的表面裸露；

s11、将硅片放置在扩散炉中扩散；

s12、将两条导线分别键合在pt膜层的外端部和铑金膜层的外端部，该导线的外部包裹绝缘层；

s13、在硅片上钻孔并将导出金属片铆接在硅片上，将导线固定在导出金属片上并导出。

作为一种优选的方案，所述pt槽的刻蚀深度为4um，pt膜层的厚度为2um；铑金槽的刻蚀深度为2um，铑金膜层的厚度为2um。

作为一种优选的方案，所述步骤s5中的去胶采用的方式为干法去胶或湿法去胶。

作为一种优选的方案，所述步骤s11中的扩散炉中的扩散温度为1000-1250℃。

作为一种优选的方案，所述铑金槽和pt槽的宽度相等。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该制作方法通过刻蚀的方式在硅片的表面形成了pt槽和铑金槽，然后再在pt槽和铑金槽内通过蒸发工艺形成了pt膜层和铑金膜层，并且这pt膜层和铑金膜层的内侧端在硅片的圆心处连接，这样，pt膜层和铑金膜层就可以构成热电偶的两个热电极，然后再通过键合的方式将两根导线分别与pt膜层和铑金膜层固定连接，这两种不同成份的材质导体就可以组成回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这样就可以检测硅片中心的温度；该测温硅片结构合理，相比常规的硅片和热电偶之间的胶水粘结方式，极大的提高了牢固程度，使用寿命更长，测温也更稳定。

又由于所述pt槽的刻蚀深度为4um，pt膜层的厚度为2um；铑金槽的刻蚀深度为2um，铑金膜层的厚度为2um，因此，该pt槽的深度深，同时该pt槽的深度深与pt膜层厚度之间的差值等于铑金膜层的厚度，这样方便铑金膜层在硅片中心叠置在pt膜层上两者充分导电连接。

又由于所述步骤s11中的扩散炉中的扩散温度为1000-1250℃，该扩散炉中扩散可以有效的使两种金属扩散，增加导电能力，同时也可以破坏两种金属之间的氧化层，导电接触更好。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种测温硅片，该测温硅片使用了上述制作方法，包括硅片本体，硅片本体上开设只有pt槽和铑金槽，该pt槽和铑金槽相较于硅片的圆心，所述pt槽内附着有pt膜层，所述铑金槽内附着有铑金膜层，所述pt膜层和铑金膜层的内侧端在所述圆心处重叠；所述pt膜层的铑金膜层的外侧端分别键合有导线，该硅片上固定有导出金属片，所述导出金属片上设置有理线结构，所述导线由理线结构固定并导出。

其中优选的，所述理线结构包括设置于导出金属片上理线片，所述理线片的一侧设置有若干个横向延伸的开口，所述开口将理线片分隔成若干各个理线片段，所述理线片段向上弯折将所述导线压紧。

其中优选的，所述理线片上靠近硅片中心的端部还设置有端部理线片段，该端部理线片段向上弯折并压紧所述导线。

其中优选的，所述理线结构还包括设置于导出金属片上远离硅片中心的一段的辅助压线机构，所述辅助压线机构包括由导出金属片冲压形成的压线片，所述压线片向上弯折并压紧所述导线。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该硅片本体使用了上述的硅片制作方法，摒弃了目前硅片与热电偶之间的胶水连接方式，提高了牢固程度，使用寿命更长，测温的稳定性更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1在a处的剖视图；

附图中：1.硅片本体；2.pt膜层；3.铑金膜层；4.圆心；5.导出金属片；6.理线片；7.理线片段；8.端部理线片段；9.导线；10.压线片；

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

一种测温硅片的制作方法，包括以下步骤：

s1、提供一个硅片，在硅片的表面涂抹一层光刻胶形成掩蔽层；

s2、选择性光刻，在掩蔽层上刻蚀出一条沿硅片半径延伸的pt槽位，此时硅片的其他部位都是覆盖了光刻胶进行掩蔽的；

s3、通过湿法刻蚀在硅片上表面的pt槽位处刻蚀一条pt槽，其中湿法刻蚀是目前的常规刻蚀工艺；

s4、通过蒸发工艺在pt槽内形成一层pt膜层2，该pt膜层2的厚度小于pt槽位的深度；

s5、去胶，使硅片的表面裸露；该步骤中的去胶采用的方式为干法去胶或湿法去胶。

s6、重复步骤s1；

s7、选择性光刻，在掩蔽层上刻蚀出一条沿硅片半径延伸的铑金槽位；

s8、通过湿法刻蚀在硅片上表面的铑金槽位处刻蚀一条铑金槽，该铑金槽和pt槽相交与硅片的圆心4，所述铑金槽和pt槽的宽度相等；

s9、通过蒸发工艺在铑金槽内形成一层铑金膜层3，该铑金膜层3的厚度小于铑金槽位的深度，且在硅片的圆心4处于pt膜层2叠置；

s10、去胶，使硅片的表面裸露；

s11、将硅片放置在扩散炉中扩散；所述步骤s11中的扩散炉中的扩散温度为1000-1250℃。

s12、将两条导线9分别键合在pt膜层2的外端部和铑金膜层3的外端部，该导线9的外部包裹绝缘层；其中键合工艺是一种常规的工艺，其键合后的导线9固定非常牢固，相比普通的胶水连接，不容易松动。

s13、在硅片上钻孔并将导出金属片5铆接在硅片上，将导线9固定在导出金属片5上并导出。

其中，本实施例中，所述pt槽的刻蚀深度为4um，pt膜层2的厚度为2um；铑金槽的刻蚀深度为2um，铑金膜层3的厚度为2um。

本实施例中还公开了一种测温硅片，该测温硅片使用了上述制作方法，包括硅片本体1，硅片本体1上开设只有pt槽和铑金槽，该pt槽和铑金槽相较于硅片的圆心4，所述pt槽内附着有pt膜层2，所述铑金槽内附着有铑金膜层3，所述pt膜层2和铑金膜层3的内侧端在所述圆心4处重叠；所述pt膜层2的铑金膜层3的外侧端分别键合有导线9，该硅片上固定有导出金属片5，所述导出金属片5上设置有理线结构，所述导线9由理线结构固定并导出。

而所述理线结构包括设置于导出金属片5上理线片6，所述理线片6的一侧设置有若干个横向延伸的开口，所述开口将理线片6分隔成若干各个理线片段7，所述理线片段7向上弯折将所述导线9压紧。

所述理线片6上靠近硅片中心的端部还设置有端部理线片段8，该端部理线片段8向上弯折并压紧所述导线9，这样，进行键合的导线9先通过端部理线片段8压紧后再通过理线片6压紧，而同时所述理线结构还包括设置于导出金属片5上远离硅片中心的一段的辅助压线机构，所述辅助压线机构包括由导出金属片5冲压形成的压线片10，所述压线片10向上弯折并压紧所述导线9。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。