CN119492784A 感测单元阵列装置及其形成方法 （启思半导体(杭州)有限责任公司）

本发明涉及一种感测单元阵列装置及其形隔热腔分别形成的阵列排布的至少两个气体感多条金属互连线以及分别与各所述金属互连线连线将至少两个所述气体感测单元中的第一加2对应于各所述隔热腔分别形成的阵列排布的至少两个互连结构，所述互连结构包括多条金属互连线以及分M条第一加热线，每条所述第一加热线连接同一行所述气体感测单元中的所述第一加N条第二加热线，每条所述第二加热线连接同一列所述气体感测单元中的所述第二加M条第一测试线，每条所述第一测试线连接同一行所述气体感测单元中的所述第一测N条第二测试线，每条所述第二测试线连接同一列所述气体感测单元中的所述第二测3M条第一加热线，每条所述第一加热线连接同一行所述气体感测单元中的所述第一加M条第二加热线，每条所述第二加热线连接同一行所述气体感测单元中的所述第二加N条第一测试线，每条所述第一测试线连接同一列所述气体感测单元中的所述第一测N条第二测试线，每条所述第二测试线连接同一列所述气体感测单元中的所述第二测12.一种如权利要求1至11任一项所述的感测单元阵列装置的形成方法，其特征在于，在基底上形成绝缘层，并在所述绝缘层与所述基底对应于各所述牺牲层结构的区域在所述绝缘层上形成至述加热器的第一加热端子和第二加热端子以及连接所述气体检测电极的第一测试端子和形成互连结构，所述互连结构包括多条金属互连线形成暴露出所述牺牲层结构的释放孔，并通过所述释放孔刻蚀去除所述牺牲层结构，4的加热器和气体检测电极的端子需分别通过引线(trace)连接至相应的连接垫(pad)以对一加热端子和第二加热端子以及连接所述气体检测电极的第一测试端子和第二测试端子；5[0020]M条第一加热线，每条所述第一加热线连接同一行所述气体感测单元中的所述第[0022]N条第二加热线，每条所述第二加热线连接同一列所述气体感测单元中的所述第[0024]M条第一测试线，每条所述第一测试线连接同一行所述气体感测单元中的所述第[0026]N条第二测试线，每条所述第二测试线连接同一列所述气体感测单元中的所述第[0029]M条第一加热线，每条所述第一加热线连接同一行所述气体感测单元中的所述第[0031]M条第二加热线，每条所述第二加热线连接同一行所述气体感测单元中的所述第[0033]N条第一测试线，每条所述第一测试线连接同一列所述气体感测单元中的所述第[0035]N条第二测试线，每条所述第二测试线连接同一列所述气体感测单元中的所述第6接所述加热器的第一加热端子和第二加热端子以及连接所述气体检测电极的第一测试端[0044]本发明提供的感测单元阵列装置包括在基底与绝缘层之间形成的至少两个隔热的金属互连线相连并通过相应的所述金属互连线连接至一共享连接垫，有助于简化线路，[0045]利用本发明提供的感测单元阵列装置的形成方法可以获得上述感测单元阵列装[0047]图1A和图1B是本发明实施例的感测单元阵列装置中对应于隔热腔形成的气体感7[0052]图5A至图5E是根据本发明一实施例的感测单元阵列装置的形成方法在形成互连[0053]图6A至图6E是根据本发明另一实施例的感测单元阵列装置的形成方法在形成互[0054]以下结合附图和具体实施例对本发明的感测单元阵列装置及其形成方法作进一[0058]绝缘层120形成于基底100上，所述绝缘层120例如采用基于四乙氧基硅烷(TEOS)100之间具有至少两个隔热腔100a(图中仅示出一个隔热腔100a)。隔热腔100a由所述基底[0059]可选地，所述绝缘层120具有分别将各所述隔热腔110a与所述隔热腔110a外部连通的贯通孔20。所述贯通孔20在制作所述感测单元阵列装置时可用作去除占据在隔热腔[0060]所述感测单元阵列装置中，至少两个气体感测单元SU分别对应于各所述隔热腔100a设置，所述至少两个气体感测单元SU在平行于基底100上表面的二维平面内构成阵列8方式)，还包括位于所述隔热腔100a外围且连接所述加热器E1的第一加热端子120a和第二加热端子120a'(参照图2B)以及位于所述隔热腔100a外围且连接所述气体检测电极E2的第一测试端子120b和第二测试端子120b'(参照图2B)。所述第一加热端子120a和所述第二加热端子120a'用于对所述加热器E1施加电信号，所述第一测试端子120b和所述第二测子120b'用于对所述气体检测电极E2施加电信号。隔热腔100a上方具有位于贯通孔20周围线经过相应的悬臂梁21，第一测试端子120b和第二测试端子120b'与气体检测电极E2之间暴露的第一加热端子120或第二加热端子120a')以及所述通孔外的部分第二绝缘层122表表面以及所述通孔内表面形成金属材料，并图形化所述金属材料而形成气体检测电极E2、O32V2O32O32O32O32O32O52O52O32以及ITO等气敏材料中的一种或者它们的组合。可选地，至少两个所述气体感测单元SU中的所述气敏材料层130包含的材料不[0066]所述互连结构可形成于上述绝缘层120一侧或者基底100背离绝缘层120的一侧，所述互连结构包括多条金属互连线以及分别与各所述金属互连线连接的多个共享连接垫，9成于所述介质材料中的接触插塞与要连接的所述第一加热端子120a、所述第二加热端子、加厚度又会导致图形化难度增加)，所述金属互连线可采用较上述加热器E1及气体检测电并且，所述互连结构中的多个共享连接垫包括分别连接各所述第一加热线L1的M个第一共测试线L3的M个第一共享测试垫P3以及分别连接各所述第二测试线L4的N个第二共享测试感测单元SU中的全部所述第二加热端子120a'并连接相应的第二共享加热垫P2，每第一测试线L3连接同一行所述气体感测单元SU中的全部所述第一测试端子120b并连接相所述第二测试端子120b'并连接相应的金属互连线搭接而短路，所述互连结构可包括堆叠于基底100上方且通过绝缘材料隔离的或者，将延伸路径交叉的两条金属互连线中的一条设置在一金属布线层(记为金属布线层[0070]作为示例，上述M条第一加热线L1与M条第一测试线L3位于同一层所述金属布线示，所述M条第一加热线L1与所述M条第一测试线L3例如沿气体感测单元阵列的行方向延伸，所述N条第二加热线L2与所述N条第二测试线L4例如沿气体感测单元阵列的列方向延接各所述第二加热线L2'的M个第二共享加热垫P2'、分别连接各所述第一测试线L3'的N个第一共享测试垫P3'以及分别连接各所述第二测试线L4'的N个第二共享测试垫P4'，其中，每条所述第一加热线L1'连接同一行所述气体感测单元SU中的全部所述第一加热端子120a线L3'连接同一列所述气体感测单元SU中的全部所述第一测试端子120b并连接相应的第一线L2'、N条第一测试线L3'以及N条第二测试线L4'可分散排布在至少两层所述金属布线层[0073]一些实施例中，所述感测单元阵列装置还可包括至少一个温度传感器单元和/或[0075]一些实施例中，所述湿度传感器单元包括形成于上述基底100上(例如绝缘层120[0077]上述实施例描述的感测单元阵列装置包括在基底100与绝缘层120之间形成的至两个第二测试端子通过相应的金属互连线相连并通过所述金属互连线连接至一共享连接100表面沉积牺牲层，并刻蚀所述牺牲层，使剩余的牺牲层形成多个隔热腔100a大小的结加热器E1、气体检测电极E2以及覆盖所述加热器E1和所述气体检测电极E2的气敏材料层130，所述气体感测单元SU还包括位于所述牺牲层结构外围且连接所述加热器E1的第一加热端子120a和第二加热端子120a'以及位于所述牺牲层结构外围且连接所述气体检测电极E2的第一测试端子120b和第二测试端子120b'。[0085]所述互连结构可以形成于上述绝缘层120一侧或者基底100背离绝缘层120的一蚀所述绝缘层120上的介质材料而形成暴露出所述牺牲层结构的释放孔，并通过所述释放[0087]图5A至图5E是根据本发明一实施例的感测单元阵列装置的形成方法在形成互连以及空腔侧壁与底壁的二面角，降低刻蚀深度以及刻蚀时间对于空腔100a所占据的基底结构110优选与介质层101及绝缘层120具有较佳的刻蚀选择性，以便于后续去除牺牲层结[0091]如图5D所示，形成绝缘层120，并对应于各所述牺牲层结构的区域在所述绝缘层120上形成至少两个所述气体感测单元SU(气体感测单应于所述贯通孔20形成暴露牺牲层结构110的释放孔，通过所述释放孔刻蚀去除所述牺牲[0094]图6A至图6E是根据本发明一实施例的感测单元阵列装置的形成方法在形成互连101及绝缘层120具有较佳的刻蚀选择性，以便于后续刻蚀以及去除牺牲材料层140时基本性好；之后，在绝缘层120上沉积一金属层并刻蚀该金属层形成加热器E1、第一加热端子[0098]如图6D所示，形成气敏材料层130于所述绝缘层120位于牺牲层结构110上方的部应于所述贯通孔20形成暴露牺牲层结构110的释放孔，通过所述释放孔刻蚀去除所述牺牲[0104]