制造傳感器集成電路的方法及使用該方法制造的集成電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造傳感器集成電路的方法，特別是一種溫度、濕度和光學傳感器同時制造成單一集成電路的方法及使用該方法制造的集成電路。
【背景技術】
[0002]溫度傳感器集成電路和濕度傳感器集成電路已經分別存在多時，單獨的紅外光和可見光亮度傳感器集成電路也有存在。它們的制造方法也分別有相關專利申報或授予。但是，當需要同時測量溫濕度以及紅外光和可見光亮度時，人們通常使用將上述幾種集成電路集合在一個電路板的系統(tǒng)上實現(xiàn)，因此體積大，成本高，功耗大。本專利發(fā)明一種將溫濕度以及紅外光和可見光亮度傳感器同時集合在一起的制造方法，使得溫濕度以及紅外光和可見光亮度傳感器成為一個單一產品，可以同時測量溫度，濕度以及紅外光和可見光亮度，減少器件的體積，功耗和制造成本。同時，因為溫濕度以及紅外光和可見光亮度的測量靈敏度互相關聯(lián)，所以當同步得到溫濕度以及紅外光和可見光的數(shù)據時，測量可以得到有效補償，測量結果更加準確。
[0003]溫度、濕度和光亮度作為最基本的物理參數(shù)，與人們的生活和工作環(huán)境的舒適度息息相關。近幾年來，隨著可穿戴設備市場的發(fā)展，人們希望這些可穿戴設備可以測量環(huán)境的溫度濕度和光亮度。比如，實時測量溫濕度可以使得用戶體驗環(huán)境的舒適度，從而判斷出行計劃。又比如，儀器設備的屏幕顯示亮度，可以根據實時的環(huán)境光亮度來自動調節(jié)，使得人體對屏幕的亮度感覺更為舒適。再比如，紅外光傳感器可以檢測人體反射回來的紅外光信號，從而判斷設備與人體的距離。但是，現(xiàn)在的溫濕度傳感器和紅外光以及可見光亮度傳感器不能集成一起，使得在應用中只能采用兩個或三個集成電路，因此設備體積較大，功耗多，成本高。因此，可穿戴設備需要一種可以滿足體積，功耗和成本要求的產品和制造方法。
[0004]比如申請?zhí)?01310117713.1的專利申請，是關于一個單獨制造濕度傳感器集成電路的方法。
[0005]又比如申請?zhí)?01510608600的專利申請，是關于一個同時測量溫度和濕度的溫濕度傳感器的制造方法。
[0006]又比如申請?zhí)?01410351826.2的專利申請，是關于紅外光測量傳感器的集成電路制造方法。
[0007]本專利是關于溫度，濕度傳感器以及紅外光和可見光亮度傳感器等不同的傳感器集成在單一封裝上的制造方法。

【發(fā)明內容】

[0008]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種將溫度、濕度傳感器以及紅外光和可見光亮度傳感器等不同的傳感器集成在單一封裝上的制造傳感器集成電路的方法及使用該方法制造的集成電路。
[0009]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種制造傳感器集成電路的方法，包括如下步驟:
[0010]步驟I，在第一襯底硅片上制造溫濕度傳感器集成電路，在所述第一襯底硅片上制造與所述溫濕度傳感器集成電路連接的第一金屬鋁布線；
[0011]步驟2，在所述第一襯底硅片上制造第二襯底硅片，在所述第二襯底硅片上制造紅外光和可見光亮度傳感器，在所述第二襯底娃片面向所述第一襯底娃片的一側設有與所述紅外光和可見光亮度傳感器連接的第二金屬鋁布線；
[0012]步驟3，連接所述紅外光和可見光亮度傳感器與所述溫濕度傳感器集成電路；
[0013]步驟4，封裝。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟2包括:
[0015]步驟2.1，在所述第二襯底硅片內通過離子注入和高溫擴散的方法制造第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管及第五二極管；
[0016]步驟2.2，在所述第二襯底硅片的表面通過等離子體增強化學氣相沉積法淀積第一電隔離層；
[0017]步驟2.3，在所述第一電隔離層上通過光刻和干法刻蝕方法刻出第一接觸孔，所述第一接觸孔貫穿所述第一電隔離層；
[0018]步驟2.4，在所述第一接觸孔內通過化學氣相沉積法沉積金屬鎢，所述金屬鎢與所述第一二極管、所述第二二極管、所述第三二極管、所述第四二極管及所述第五二極管連接；
[0019]步驟2.5，在所述第一電隔離層上通過物理氣相沉積法濺射金屬鋁連線，所述金屬鋁連線與所述金屬鎢連接；
[0020]步驟2.6，在所述第一電隔離層上通過涂布和光刻的方法設置紅光過濾薄膜，所述紅光過濾薄膜的位置與所述第三二極管對應；
[0021]步驟2.7，在所述第一電隔離層上通過涂布和光刻的方法設置黃光過濾薄膜，所述黃光過濾薄膜的位置與所述第二二極管對應；
[0022]步驟2.8，在所述第一電隔離層上通過涂布和光刻的方法設置藍光過濾薄膜，所述藍光過濾薄膜的位置與所述第一二極管對應；
[0023]步驟2.9，在所述第一電隔離層上通過等離子體增強化學氣相沉積法淀積第二電隔離層，所述第二電隔離層包裹所述金屬鋁連線、所述紅光過濾薄膜、所述黃光過濾薄膜及所述藍光過濾薄膜；
[0024]步驟2.10，在所述第二電隔離層上通過物理氣相沉積法濺射和光刻的方法設置紅外光吸收薄膜，所述紅外光吸收薄膜的位置與所述第一二極管、所述第二二極管、所述第三二極管及所述第四二極管對應；
[0025]步驟2.11，在所述第二電隔離層上淀積介質層，所述介質層包裹所述紅外光吸收薄膜。
[0026]優(yōu)選地，所述第一電隔離層及所述第二電隔離層的厚度為I微米。
[0027]優(yōu)選地，所述第一電隔離層及所述第二電隔離層的材質為二氧化硅。
[0028]優(yōu)選地，所述紅光過濾薄膜的厚度為0.5微米?1.0微米，所述紅光過濾薄膜允許光譜波長為610納米?760納米的紅光通過；
[0029]所述黃光過濾薄膜的厚度為0.5微米?1.0微米，所述黃光過濾薄膜允許光譜波長為490納米?570納米的黃光通過；
[0030]所述藍光過濾薄膜的厚度為0.5微米?1.0微米，所述藍光過濾薄膜允許光譜波長為450納米?480納米的藍光通過。
[0031 ]優(yōu)選地，所述紅外光吸收薄膜吸收波長為760納米?30000納米的紅外光頻譜的光束。
[0032]優(yōu)選地，所述步驟3包括:
[0033]步驟3.1，在所述第二襯底硅片上設置通孔，所述通孔貫穿所述第一電隔離層和所述第二襯底硅片；
[0034]步驟3.2，在所述通孔內填充金屬銅，所述金屬銅的兩端分別與所述金屬鋁連線及所述第二金屬鋁布線連接；
[0035]步驟3.3，在所述第一襯底硅片上涂布聚希亞胺層，所述聚希亞胺層包裹所述第一金屬鋁布線，在所述聚希亞胺層上設有第二接觸孔，在所述第二接觸孔內設置所述金屬球；
[0036]步驟3.4，通過所述金屬球連接所述第一金屬鋁布線及所述第二金屬鋁布線。
[0037]優(yōu)選地，所述介質層的厚度為1.0微米
[0038]優(yōu)選地，所述第二襯底硅片的厚度為100微米。
[0039 ]集成電路，所述集成電路采用制造傳感器集成電路的方法制造。
[0040]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0041]I)可將溫度、濕度傳感器以及紅外光和可見光亮度傳感器集合制造在一起，成為一個單一器件，減少體積，功耗和制造成本，提高測量的精度;體積小:在wafer level層次焊接兩片硅片，使得其體積可以明顯比其它單獨使用溫濕度傳感器以及紅外光和可見光傳感器系統(tǒng)小;成本低:使用兩片硅片分別制造溫濕度傳感器和紅外光和可見光傳感器，然后利用TSV襯底通孔的金屬焊接技術集成在一起，其成品率可以顯著提高，使其成本可以降低;功耗低:可以明顯降低傳感器的功率消耗;精度高:同時測量溫度和濕度，以及紅外光和可見光亮度，所以可以做溫度和濕度的補償，使得測量濕度，紅外光和可見光亮度更加準確；
[0042]2)雖然三種可見光過濾薄膜可以有效地吸收三種除對應顏色以外的可見光，但一般不能有效吸收紅外光，使得紅外光可以到達三個對應的可見光光電二極管，引起測量誤差和噪聲。紅外光吸收薄膜的應用可以阻擋紅外光譜進入其下面的可見光二極管，從而有效提高可見光的測量精度;在第四二極管上面雖然沒有可見光過濾膜，但因為有紅外光吸收薄膜，所以第四二極管可以測量除紅外光以外的全可見光譜的亮度信號;在第五二極管上面因為既沒有可見光過濾薄膜，也沒有紅外光吸收薄膜，所以第五二極管可以測量包括紅外光和可見光在內的全光譜的亮度信號；
[0043]3)五個光電二極管由于結構位置和光過濾薄膜的不同，可以給出不同的測量信號，通過分析這些信號，可以更精確地測量紅外光，可見光的亮度。
【附圖說明】
[0044]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征目的和優(yōu)點將會變得更明顯。
[0045]圖1為本發(fā)明制造傳感器集成電路的方法示意圖一；
[0046]圖2為本發(fā)明制造傳感器集成電路的方法示意圖二；
[0047]圖3為本發(fā)明制造傳感器集成電路的方法示意圖三；
[0048]圖4為本發(fā)明制造傳感器集成電路的方法示意圖四；
[0049]圖5為本發(fā)明制造傳感器集成電路的方法示意圖五；
[0050]圖6為本發(fā)明制造傳感器集成電路的方法示意圖六；
[0051]圖7為本發(fā)明制造傳感器集成電路的方法示意圖七。
[0052]圖中:
[0053]卜第一襯底硅片 2-第一金屬鋁布線3-聚希亞胺層
[0054]4-第二襯底硅片 5-第一二極管6-第二二極管
[0055]7-第三二極管 8-第四二極管9-第五二極管
[0056]10-第一電隔離層 11-第一接觸孔12-金屬鋁連線
[0057]13-金屬鎢 14-紅光過濾薄膜15-第二電隔離層
[0058]16-黃光過濾薄膜 17-藍光過濾薄膜18-紅外光吸收薄膜
[0059]19-介質層 20-通孔21-第二金屬鋁布線
[0060]22-金屬球
【具體實施方式】
[0061]下面結合具體實施例對本發(fā)明進