34中。在其它實施方式中，可以使用玻璃熔塊接合將帽式晶片組件124耦合到襯底102和熱電堆疊置體122 ο玻璃熔塊接合可以包括焊接了接合材料的玻璃接合。玻璃熔塊接合可以用在不同的表面上，例如用在鈍化層118、襯底102(例如，硅表面)、和/或諸如鋁或鈦、以及其它玻璃材料等金屬表面上。在一個具體示例中，使用玻璃熔塊接合將帽式晶片組件124耦合到鈍化層118。
[0044]如圖1A和圖1B中所示，帽式晶片組件124可以在真空下耦合到熱電堆疊置體122和襯底102，以形成具有密閉性密封件的晶片級熱傳感器封裝體100。與當熱傳感器被封裝在氮氣氛圍中時的實施例相比，例如低成本TO罐式封裝的熱電堆傳感器，晶片級熱傳感器封裝體100內部的真空可以增大晶片級熱傳感器封裝體100的靈敏度。
[0045]在一個【具體實施方式】中，晶片級熱傳感器封裝體100可以包括串聯傳感器配置，其中第一晶片級熱傳感器封裝體100被設置為鄰近第二晶片級熱傳感器封裝體100。在此實施方式中，第一晶片級熱傳感器封裝體100可以包括具有由腔室146界定的孔口的帽式晶片組件124和形成在晶片128的表面的一部分上方的金屬層132。第二晶片級熱傳感器封裝體100可以包括完全由金屬層132覆蓋的帽式晶片組件124。
[0046]為了晶片級熱傳感器封裝體100的正常運行，應當使第一熱電堆154和第二熱電堆156的冷結點與電阻溫度檢測器150之間的溫度梯度最小化。電阻溫度檢測器150溫度應當盡可能接近第一熱電堆154和第二熱電堆156的冷結點溫度。在先前的熱電堆封裝設計中，當封裝被直接放置在印刷電路板上時，印刷電路板橫向熱梯度(由于印刷電路板上的不同熱源引起的)經常直接轉移通過其陶瓷封裝基底直到熱電堆和電阻溫度檢測器。由于電阻溫度檢測器未準確地追蹤兩個熱電堆的冷結點，所以測量結果中經常存在誤差。
[0047]在圖1F中示出的具體實施例中，晶片級熱傳感器封裝體100可以包括設置在襯底102與基底152之間的腔室160。腔室160可以延伸襯底102與基底152之間的整個長度或者可以僅僅部分地延伸襯底102與基底152之間的長度。腔室160可以包括真空或可以包括低導電率氣體(例如，空氣、氮氣等等)。在一些實施方式中，基底152可以包括陶瓷。可以預期的是，基底152可以包括其他材料。基底152可以例如使用粘合劑和/或焊接連接來與印刷電路板144或其它部件耦合。在此實施例中，晶片級熱傳感器封裝體100可以包括具有第一熱電堆154、第二熱電堆156和/或電阻溫度檢測器(RTD) 150的襯底102。在具體實施例中，襯底102可以包括硅襯底，其可以用作良好的導體并且使熱梯度最小化。在其它具體實施例中，襯底102可以包括陶瓷和/或其它材料，并且可以在至少一側上包括金屬層164。例如，襯底102可以在襯底102的頂側(例如，具有第一熱電堆的側)上包括100-200μπι折疊導電層。在另一個具體示例中，襯底102可以在襯底102的底部(例如，接近腔室160的側)上包括金屬層164。在圖1F中所示的實施例中，晶片級熱傳感器封裝體100可以包括多個熱電堆(例如，第一熱電堆154和第二熱電堆156)和集成的電阻溫度檢測器150。然而，晶片級熱傳感器封裝體100可以包括僅一個熱電堆、附加的熱電堆，或者可以不包括電阻溫度檢測器。電阻溫度檢測器150可以包括用于通過將電阻溫度檢測器150的電阻與變化的溫度相關聯來測量溫度的傳感器。在具體實施例中，電阻溫度檢測器150可以被配置為提供用于校準晶片級熱傳感器封裝體100的溫度。
[0048]繼續圖1F中所示的實施例，具有第一熱電堆154、第二熱電堆156、和/或電阻溫度檢測器150的襯底102可以設置在基底152內和/或由基底152容納。如圖1F中所示，基底152可以包括被配置為耦合到諸如印刷電路板144之類的外部部件的底部部分。基底可以包括至少一個支撐件162，該至少一個支撐件162被配置為機械地和/或電地支撐襯底102以使得存在設置于基底152與襯底102之間的腔室160。在實施方式中，基底152可以包括階梯結構162，該階梯結構162用于機械地和/或電地支撐襯底102和/或部分地界定腔室160。階梯結構162可以與基底152形成一體，和/或可以是與基底152分離的部件。腔室160可以將第一熱電堆154內的至少一個冷結點、第二熱電堆156、和/或其它熱電堆與印刷電路板144內的橫向熱梯度相隔離。此冷結點隔離使得晶片級熱傳感器封裝體100能夠直接放置在印刷電路板144上(例如，在沒有電線(flex)或其它連接方式的情況下)并且最小化或消除由于溫度梯度引起的溫度測量誤差。
[0049]在實施方式中，圖1F中示出的晶片級熱傳感器封裝體100可以包括帽式晶片組件124，該帽式晶片組件124可以包括蓋子結構和/或帽子結構。在這些實施方式中，帽式晶片組件124可以包括硅和/或Fe-Ni合金(例如，Kovar)的帽子和/或蓋子。蓋子可以包括可以直接與基底152耦合的平坦的晶片。帽子結構可以包括具有直接與基底152耦合的延伸部(如圖1F中示出的)的蓋子。帽式晶片組件124可以與基底152耦合，以使得其至少部分地界定腔室146。帽式晶片組件124可以使用環氧樹脂或其它粘合劑來耦合到基底152。
[0050]在一個具體實施例中，晶片級熱傳感器封裝體100可以包括被設置在硅襯底102上的經結合的第一熱電堆154和第二熱電堆156以及集成的電阻熱電堆檢測器150。在另一個具體實施例中，晶片級熱傳感器封裝體100可以包括以底座的形式位于襯底102上的經結合的第一熱電堆154和第二熱電堆156以及集成的電阻熱電堆檢測器150。
[0051]具有腔室160的晶片級熱傳感器封裝體100用來將第一熱電堆154、第二熱電堆156以及電阻溫度檢測器150與印刷電路板144熱隔離，因為腔室用作基底152與第一熱電堆154和第二熱電堆156的冷結點之間的熱絕緣體。在利用硅襯底102和/或腔室160的這些實施例中，第一熱電堆154和/或第二熱電堆156的冷結點與電阻熱電堆檢測器154之間的熱梯度可以顯著降低并且可以得到更準確的溫度測量。
[0052]示例性制造工藝
[0053]下面的討論描述了用于制造晶片級熱傳感器的示例性技術，諸如圖1A到圖1D中示出的晶片級熱傳感器封裝體100。圖3A到圖3F示出了在示例性熱傳感器封裝體300的制造期間的晶片級熱傳感器封裝體100(諸如，圖1A到圖1D中示出的晶片級熱傳感器封裝體100)的截面。
[0054]圖3A示出了用于制造在圖1A到圖1D中示出的晶片級熱傳感器封裝體100的示例性工藝200。在一個或多個實施方式中，工藝200可以利用適當的互補金屬氧化物半導體(CMOS)半導體加工技術來制造晶片級熱傳感器封裝體100(或熱傳感器封裝體300)。
[0055]如在圖3A和圖3B中示出的，熱電堆疊置體形成在襯底上(框202)。在一個或多個實施方式中，在襯底302上形成熱電堆疊置體322可以包括接收襯底302(例如，硅晶片)并且利用CMOS工藝來形成熱電堆疊置體322。在一些實施例中，形成熱電堆疊置體322并且接收襯底302可以包括形成被配置為隨后經蝕刻以形成熱電堆疊置體322的犧牲層(例如，TE0S、二氧化硅)。例如，沉積工藝(諸如光刻、物理氣相沉積、物理氣相沉積、和/或蝕刻)可以用于形成熱電堆疊置體322和/或作為襯底302的一部分的犧牲層。在一個具體示例中，可以使用化學氣相沉積將電介質膜304以及第一層間電介質308和第二層間電介質312沉積在襯底302上，而可以使用濺射工藝來形成第一熱電層306和第二熱電層310。可以預期的是，多種沉積工藝可以用于形成熱電堆疊置體322中的各個層。在一些附加實施例中，可以對熱電堆疊置體322中的各個層進行蝕刻以形成期望的圖案。例如，可以使用濕法蝕刻工藝(例如，氫氟酸)來沉積、掩蔽并蝕刻第一熱電層306和第二熱電層310，以形成被配置為用作熱電偶和/或熱電堆的層。
[0056]另外，形成熱電堆疊置體322可以包括形成鈍化層318、金屬連接組件314以及接合焊盤316。在一些實施例中，形成鈍化層318可以包括形成吸收疊置體320。形成鈍化層318、金屬連接組件314、吸收疊置體320和/或接合焊盤316可以包括于先前所列出的沉積工藝類似的沉積工藝。例如，可以使用化學氣相沉積來沉積鈍化層318，而可以使用濺射和選擇性蝕刻來沉積接合焊盤316。形成金屬連接組件314可以包括使用沉積和/或選擇性蝕刻工藝來形成和/或放置金屬通孔、接觸焊盤、和/或再分布層。在具體示例中，光刻、掩蔽和選擇性蝕刻可以用于形成金屬連接組件314和接合焊盤316，以便獲得期望的金屬線和金屬互連。如以上所述，吸收疊置體320可以包括用于為熱電堆感測提供吸收和/或反射特性的多個金屬層。
[0057]繼形成鈍化層318和熱電堆疊置體322之后，至少一個溝槽和/或孔(其示出在圖3C中)可以形成在鈍化層318和/或熱電堆疊置體322中。在實施方式中，形成至少一個溝槽和/或孔可以包括使用光刻和刻蝕工藝來選擇性蝕刻鈍化層318。在一個具體實施例中，可以使用反應離子蝕刻在鈍化層318中形成孔和/或溝槽。
[0058]如在圖3D和圖3E中