ITTO20130502A1 - Dispositivo elettronico con sensore di temperatura integrato e relativo metodo di fabbricazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“DISPOSITIVO ELETTRONICO CON SENSORE DI TEMPERATURA INTEGRATO E RELATIVO METODO DI FABBRICAZIONEâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione à ̈ relativa ad un dispositivo elettronico avente un sensore di temperatura integrato, e ad un metodo di fabbricazione dello stesso. In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad un dispositivo elettronico basato su microfluidica avente almeno una termocoppia integrata e almeno un microcanale.

Dispositivi per trattare fluidi, comprendenti almeno un microcanale in un substrato, ad esempio un dispositivo del tipo "Lab-On-Chip" (LOC), possono essere utilizzati, tra l'altro, per analizzare o trasportare quantità molto piccole di liquidi o sottoporre detti fluidi a reazioni biologiche o chimiche. Dispositivi di questo tipo possono essere anche dispositivi semplici con un singolo condotto, ad esempio utilizzati per un sensore di flusso. I microcanali nei sistemi Lab-on-Chip e Point-of-care (POC) richiedono che il controllo di flusso sia molto accurato quando si somministra fluido ad un centro di trattamento (ad esempio un analizzatore) o quando si reperisce fluido da un serbatoio.

Nei flussimetri, lo scopo à ̈ ottenere letture di flusso di massa ottimali attraverso un chip microlavorato; a questo fine, à ̈ desiderabile avere un flusso uniforme e laminare. Nella tecnica nota, questo à ̈ ottenuto attualmente a livello di incapsulamento (“packaging†).

La tecnica nota ha un certo numero di problemi. In particolare, nei flussimetri termici, le condizioni di flusso laminare non sono sempre controllate in modo ottimale a livello di packaging, dissipando così una quantità relativamente elevata di calore in un flusso turbolento (questo rende il sensore di flusso meno sensibile). Un sensore termico di questo tipo, pertanto, non fornisce risultati affidabili della temperatura di flusso misurata.

Inoltre, i sensori a infrarossi (IR) termoelettrici sono noti nella tecnica e sfruttano termocoppie allo scopo di rivelare radiazioni IR. Una termocoppia include due materiali diversi che sono connessi ad un’estremità, mentre le altre due estremità sono attaccate a un misuratore di tensione. Se esiste una differenza di temperatura tra la giunzione comune e le estremità di termocoppia connesse al voltmetro, si rivela una termotensione. L'ampiezza della termotensione à ̈ una funzione della differenza di temperatura. Se una radiazione IR proveniente da un oggetto esterno à ̈ raccolta nella giunzione comune di termocoppia, la giunzione di termocoppia si riscalda in risposta alla radiazione IR incidente. In questo modo, à ̈ possibile determinare la radiazione IR rilevando la termotensione generata dalla termocoppia. Tuttavia, il raffreddamento della giunzione di termocoppia richiede dissipatori termici a livello di packaging che aumentano la dimensione finale del package e non forniscono un livello di integrazione ottimale.

Scopo della presente invenzione à ̈ prevedere un dispositivo elettronico avente un sensore di temperatura integrato che sia affidabile, conveniente dal punto di vista dei costi e di dimensioni ridotte. Il dispositivo elettronico può essere utilizzato per una pluralità di applicazioni, in particolare come flussimetro e un sensore IR.

Inoltre, il dispositivo elettronico secondo la presente invenzione ha almeno un microcanale che consente di ottenere un flusso laminare a livello di piastrina (“die†) e il microcanale ha una retroazione, relativamente al flusso, di tipo integrato, fornita dalla presenza delle termocoppie. Di fatto, attivando il sensore di temperatura come flussimetro termico, il flusso all'interno del microcanale può essere controllato attraverso una retroazione in tempo reale senza richiedere alcun componente aggiuntivo. Il packaging à ̈ pertanto considerevolmente semplificato.

Secondo la presente invenzione, Ã ̈ fornito un dispositivo elettronico avente un sensore di temperatura integrato e un relativo metodo di fabbricazione, come definiti nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione dell'invenzione, saranno ora descritte le sue forme di realizzazione preferite, in modo puramente esemplificativo e non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- le Figure 1-10 illustrano, in una vista in sezione trasversale, fasi di fabbricazione di un dispositivo elettronico basato su microfluidica secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- le Figure 11 e 12, in una vista in sezione trasversale, illustrano rispettive alternative alla forma di realizzazione delle Figure 1-10;

- le Figure 13-26 illustrano, in una vista in sezione trasversale, fasi di fabbricazione di un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, alternativa alle forme di realizzazione delle Figure 1-12;

- le Figure 27-37 illustrano, in una vista in sezione trasversale, fasi di fabbricazione per fabbricare termocoppie integrate nel dispositivo elettronico di Figura 10, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 38 illustra una forma di realizzazione di un flussimetro basato sul dispositivo elettronico di Figura 1 con termopile integrate, fabbricato secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 39 illustra una rappresentazione a blocchi di un sistema comprendente il flussimetro di Figura 38; e

- la Figura 40 illustra un dispositivo di rilevamento a infrarossi comprendente il dispositivo elettronico fabbricato secondo la presente invenzione.

Le Figure 1-10 illustrano fasi di un processo di fabbricazione di uno o più canali in un corpo semiconduttore, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. I canali possono appartenere, per esempio, ad un dispositivo LOC ("Lab-On-Chip"), e sono configurati in modo tale da consentire un flusso laminare di un fluido che scorre attraverso essi.

Secondo le fasi di fabbricazione delle Figure 1-10, i microcanali hanno, in una vista in sezione trasversale, una forma sostanzialmente rettangolare.

Con riferimento alla Figura 1, si fornisce una fetta (“wafer†) 1 (qui à ̈ illustrata soltanto una porzione del wafer, ancora indicata con il numero di riferimento 1 ). Il wafer 1 include un substrato 2 di materiale semiconduttore, in particolare silicio (Si). Il substrato 2 ha un lato superiore 2a e un lato inferiore 2b opposti l’uno all'altro lungo una prima direzione Z. Più in particolare, il lato superiore 2a e il lato inferiore 2b del substrato 2 giacciono su rispettivi piani che sono paralleli al piano XY, il piano XY essendo definito dalle direzioni ortogonali X e Y le quali sono inoltre ortogonali alla direzione Z.

Quindi, in Figura 2, un primo stato dielettrico (o isolante) 4 à ̈ formato sul lato superiore 2a del substrato 2, coprendo l'intero lato superiore 2a. Il primo strato dielettrico 4, in particolare, à ̈ uno strato di ossido di silicio (SiO2) formato tramite tecnica di deposizione. In alternativa, il primo strato dielettrico 4 à ̈ uno strato di ossido di silicio (SiO2) crescere cresciuto termicamente sul lato superiore 2a del substrato 2. Il primo strato dielettrico 4, che può essere anche di qualsiasi altro materiale isolante tipicamente accettato negli impianti di fabbricazione di semiconduttori, ha uno spessore, misurato nella direzione Z, da 0,5 µm a 2 µm, in particolare pari a 1 µm. In ogni caso, lo spessore del primo strato dielettrico 4 dovrebbe essere scelto in modo tale da avere uno sollecitazione stress ridotto (ad esempio vicino a zero) in corrispondenza della membrana risultante e contemporaneamente una bassa conduttività termica.

Quindi, in Figura 3, sul primo strato dielettrico 4 à ̈ formato un secondo strato dielettrico (o isolante) 6, di un materiale che può essere rimosso, o attaccato, selettivamente rispetto al primo materiale dielettrico 4. Per esempio, il secondo strato dielettrico 6 à ̈ di nitruro di silicio (SiN). Il secondo strato dielettrico 6 ha uno spessore, misurato nella direzione Z, da 0,1 µm a 2 µm, in particolare pari a 0,2 µm. In ogni caso, lo spessore del secondo strato dielettrico 6 dovrebbe essere tale da compensare lo stress che può essere indotto dal primo strato dielettrico 4.

Quindi, in Figura 4a, uno strato di fotoresist à ̈ formato sul secondo strato dielettrico 6 e definito tramite tecnica fotolitografica in modo da aprire una pluralità di aperture 9 e formare una maschera (indicata di nuovo con il numero di riferimento 8) per le successive fasi di attacco chimico. Le aperture 9 espongono rispettive porzioni superficiali del secondo strato dielettrico al di sotto. La Figura 4b illustra una vista dall'alto del wafer 1 di Figura 4a. In particolare, la sezione trasversale di Figura 4a à ̈ presa lungo la linea di taglio IV-IV di Figura 4b. La pluralità di aperture 9 hanno, in vista dall'alto, una forma sostanzialmente rettangolare, con estensione principale lungo la direzione Y. Tuttavia, à ̈ evidente che le aperture 9 possono avere qualsiasi forma e dimensione adatta.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, le aperture 9 adiacenti lungo la direzione X sono distanziate una dall'altra di una distanza d nell’intervallo 1 µm – 5 µm, per esempio 2 µm. In altre parole, la distanza d à ̈ la lunghezza (lungo la direzione X) della porzione della maschera 8 che si estende tra le aperture 9 adiacenti.

La distanza d può essere dipendente dallo spessore iniziale del substrato e dalla dimensione che si vuole ottenere per il canale sepolto, se si utilizza un attacco umido (“wet etching†). La distanza d può essere anche scelta in un intervallo che à ̈ appropriato per contenere tante termocoppie quante richieste dalla particolare applicazione. Inoltre, le aperture 9 hanno rispettive lunghezze l, lungo la direzione Y, nell’intervallo 500 µm-2000 µm, per esempio 1000 µm. Il valore della lunghezza l può dipendere dalle dimensioni del canale 14, che à ̈ progettato in modo tale che il numero di Reynolds sia al di sotto del limite di turbolenza (ad esempio al di sotto di un numero di Reynolds pari a 2100, preferibilmente al di sotto di 500).

Quindi, in Figura 5, si esegue una prima fase di attacco chimico per rimuovere le porzioni selettive del secondo strato dielettrico 6 esposte attraverso la maschera 8; se il secondo strato dielettrico à ̈ di nitruro di silicio, la fase di attacco chimico può essere eseguita tramite attacco chimico umido o assistito da plasma a secco. Questa fase di attacco chimico consente la rimozione della porzione del secondo strato dielettrico 6 ma non rimuove il primo strato dielettrico 4 al di sotto. Il primo strato dielettrico 4 agisce come strato di arresto dell’attacco chimico.

Quindi, una seconda fase di attacco chimico viene eseguita per rimuovere porzioni selettive del primo strato dielettrico 4 esposte attraverso la maschera 8 e attraverso le porzioni attaccate del secondo strato dielettrico 6. In questo modo, le porzioni 2a' della superficie superiore 2a del substrato 2 sono esposte attraverso solchi 10, come illustrato in Figura 5.

Come à ̈ evidente per l'esperto del ramo, la forma dei solchi 10 à ̈ analoga a quella delle aperture 9 nella maschera 8; tuttavia, le dimensioni dei solchi 10, lungo le direzioni X e Y, possono essere superiori alle corrispondenti dimensioni delle aperture 9, dato che, durante la prima e la seconda fase di attacco chimico, si può osservare un certo grado di sottoattacco (“underetch†). Di conseguenza, quando si progetta la maschera 8, il possibile sottoattacco deve essere tenuto in considerazione, come à ̈ evidente all'esperto nel ramo. La distanza minima d', lungo la direzione X, che rappresenta la distanza di un solco 10 dal solco 10 adiacente, quando à ̈ considerata dalla vista dall'alto di Figura 5b, à ̈ inferiore alla rispettiva distanza d misurata sulla maschera 8 di Figura 4b, ed à ̈ al di sotto di 2 µm, in particolare d' à ̈ pari a 0,2 µm.

Quindi, in Figura 6, si esegue una terza fase di attacco chimico, per rimuovere una porzione del substrato 2 dove occorre formare un canale. Questa fase di attacco chimico à ̈ eseguita tramite un attacco chimico secco al plasma . Durante questa terza fase di attacco chimico, i solchi 10 formano passaggi per la soluzione chimica di attacco, che reagisce con le porzioni esposte del substrato 2. L'attacco chimico, che à ̈ in questo caso anisotropo (direzionale lungo la direzione Z), procede in profondità nel substrato 2, formando un canale 12 all'interno del substrato 2. Il canale 12 ha una parete laterale 12a e una parete inferiore 12b e, in vista in sezione trasversale, una forma sostanzialmente rettangolare. Le porzioni del primo e del secondo strato dielettrico 4, 6 che si estendono al di sopra del canale 12 formano travi(“beam†) 11 sospese. Quando il substrato 2 à ̈ di silicio, l'agente di attacco chimico isotropo, per esempio, à ̈ un agente di attacco chimico in fase gassosa basato su SF6.

Secondo le figure 7 e 8, le ulteriori fasi sono dirette a coprire il canale 12, formando così un canale sepolto 14, come illustrato in figura 8.

In maggiore dettaglio, Figura 7, il wafer 1 à ̈ collocato in una camera di deposizione (non illustrata), e si esegue una fase di deposizione di polisilicio. Il polisilicio à ̈ depositato tramite PECVD oppure LPCVD e copre uniformemente le pareti interne del canale 12 (parete laterale 12a e parete inferiore 12b), e anche le travi sospese 11. In particolare, come illustrato in Figura 7, uno strato di copertura 16 spesso in modo sostanzialmente uniforme, di polisilicio, à ̈ formato all'interno del canale 12, tutto intorno alle travi sospese 11, e sulle restanti porzioni esposte del wafer 1. Lo strato di copertura 16 ha uno spessore da 0,5 µm a 2,5 µm, in particolare pari a 0,5 µm.

Secondo diverse forme di realizzazione, lo strato di copertura 16 può essere di un materiale diverso dal polisilicio, che può essere ossidato.

Quindi, Figura 8, si esegue una fase di ossidazione termica, per ossidare lo strato di copertura 16 e far crescere uno strato di ossido 18 che copre uniformemente le pareti interne 12a e 12b del canale 12, e riempie completamente gli spazi tra le travi 11 adiacenti. Si forma così il canale sepolto 14. Nella forma di realizzazione descritta, dove lo strato di copertura 16 à ̈ di polisilicio, lo strato di ossido 18 à ̈ uno strato di ossido di polisilicio, cresciuto utilizzando un processo termico. In particolare, il wafer 1 à ̈ collocato in una camera di crescita, a una temperatura di circa 900°C in presenza di un gas comprendente N2oppure O2oppure O2/H2o DCE, per un tempo pari a circa 35 min.

Si noti che, dato lo spessore relativamente basso dello strato di copertura 16, la fase di ossidazione termica per formare lo strato di ossido 18 à ̈ autocontrollata nel senso che, quando sostanzialmente tutto il materiale di polisilicio dello strato di copertura 16 ha reagito con il gas a base di ossigeno immesso nella camera di crescita, la crescita di ossido termina in modo naturale. In alternativa, la fase di crescita di ossido può essere monitorata e interrotta quando il canale 12 à ̈ completamente coperto.

Lo strato di ossido 18 à ̈ anche formato in altre regioni del wafer 1, in particolare dove à ̈ presente lo strato di copertura 16 formato in precedenza.

Lo strato di ossido 18 può essere formato utilizzando una tecnica diversa, per esempio una tecnica di deposizione, depositando ossido di silicio (SiO2). In alternativa, si può utilizzare un altro materiale, diverso da un ossido, per esempio nitruro di silicio (SiN). Di conseguenza, indipendentemente dal materiale utilizzato, lo strato 18 à ̈ più in generale uno strato strutturale 18 che ha la funzione di riempire gli spazi tra le travi 11 in modo tale da coprire completamente il canale 12 e formare il canale sepolto 14. Lo strato strutturale 18, inoltre, copre le pareti interne 12a, 12b del canale 12. Il materiale dello strato strutturale 18 può essere scelto secondo il tipo di fluido che, durante l'uso, à ̈ alimentato al canale sepolto 14. In particolare, si possono tener conto di requisiti quali la compatibilità biologica. Ossido di silicio e ossido di polisilicio garantiscono la compatibilità biologica.

Quindi, Figura 9, un terzo strato dielettrico (o isolante) 20 à ̈ formato sul wafer 1, al di sopra dello strato strutturale 18. Il terzo strato dielettrico 20, per esempio, à ̈ di nitruro di silicio (SiN), formato tramite tecnica di deposizione, e avente uno spessore nell’intervallo da 1 µm a 2 µm, per esempio pari a 1 µm. In ogni caso, lo spessore del terzo strato dielettrico 20 à ̈ appropriato per compensare lo stress che può essere indotto dallo strato 18.

Successivamente, Figura 10, un quarto strato dielettrico (o isolante) 22 à ̈ formato sul wafer 1, al di sopra del terzo strato dielettrico 20. Il quarto strato dielettrico 22, per esempio, à ̈ di ossido di silicio (SiO2), formato tramite tecnica di deposizione, e avente uno spessore nell’intervallo da 0,5 µm a 3 µm, per esempio pari a 1 µm. In ogni caso, lo spessore del quarto strato dielettrico 22 può essere appropriato per compensare la sollecitazione che può essere indotta dallo strato 20.

Le Figure 11 e 12 illustrano rispettive viste in sezione trasversale di canali formati nel wafer 1 secondo rispettive forme di realizzazione, alternative alla forma di realizzazione illustrata in Figura 6. Secondo le forme di realizzazione delle Figure 11 e 12, i microcanali hanno, in una vista in sezione trasversale, una forma sostanzialmente triangolare e una forma trapezoidale.

Secondo la Figura 11, dopo le fasi di fabbricazione delle Figure 1-5b, il wafer 1 à ̈ sottoposto ad una fase di attacco chimico anisotropo, per rimuovere selettivamente porzioni del substrato 2 dove deve essere formato il canale 12 (o, in modo analogo, il canale sepolto 14). Il substrato 2 à ̈ attaccato attraverso i solchi 10, che espongono porzioni superficiali 2a' del substrato 2. L'attacco chimico, in questo caso, à ̈ anisotropo, e procede in profondità nel substrato 2, formando un canale 28 all'interno del substrato 2. Il canale 28 ha pareti laterali 28a che si incontrano una con l'altra in un punto di intersezione 28b. Di conseguenza, in una vista in sezione trasversale, il canale 28 ha una forma sostanzialmente triangolare. Le pareti laterali 28a formano, con la direzione Z, un angolo α di circa 54,7 gradi. Le porzioni del primo e del secondo strato dielettrico 4, 6 che si estendono al di sopra del canale 12 formano travi sospese 11, analoghe a quello che à ̈ già stato descritto con riferimento alla Figura 6. Quando il substrato 2 à ̈ di silicio, l'agente di attacco chimico anisotropo, per esempio, à ̈ KOH oppure TMAH. Il piano cristallografico esposto nelle pareti laterali 28a à ̈ il piano <100>.

Secondo l'ulteriore forma di realizzazione di Figura 12, à ̈ possibile utilizzare un agente di attacco chimico isotropo alternativo, in modo da conformare il canale in maniera diversa. Come illustrato in Figura 12, che à ̈ alternativa alla Figura 11, il substrato 2, di silicio, à ̈ attaccato utilizzando KOH oppure TMAH, formando così un canale 30 avente una parete laterale 30a e una parete inferiore 30b. La parete laterale 30a forma, con la direzione Z, un angolo β di circa 54,7 gradi, esponendo il piano cristallografico <100>. La fase di attacco chimico si interrompe in modo tale che, in vista in sezione trasversale, il canale 30 abbia una forma sostanzialmente trapezoidale, con travi sospese 11.

Secondo ulteriori forme di realizzazione, non illustrate, il microcanale sepolto 14/28/30 può avere altre forme, quali ovale o circolare.

Indipendentemente dalla particolare geometria in sezione trasversale del canale sepolto, per avere un flusso laminare, il numero di Reynolds "Re" deve essere tale per cui: Re= (u·l·F)/i dove "u" à ̈ la velocità media del flusso (utilizzando metri/secondo), "l" à ̈ il diametro del canale (utilizzando metri), "F" à ̈ la densità (in kg/m<3>) del fluido, e "i" à ̈ la viscosità di taglio (“shear viscosity†) del fluido (in kg/ms). Il flusso di fluido in microcanali aventi un numero di Reynolds basso (tipicamente inferiore a 2100) à ̈ laminare. Secondo un aspetto della presente invenzione, dato un certo liquido da alimentare al canale 14/28/30, il canale 14/28/30 à ̈ configurato o progettato in modo tale da avere un numero di Reynolds ben al di sotto di 2100, in particolare inferiore a 1000, preferibilmente inferiore a 500, ad esempio pari a circa 100.

Si possono utilizzare micropompe per guidare il fluido attraverso il microcanale (per creare una caduta di pressione elevata), per esempio integrando una pompa a livello di sistema. La forza di pompaggio può influenzare la velocità del flusso di fluido, ma questo à ̈ controllabile, come può apprezzare l'esperto nel ramo, allo scopo di non aumentare il numero di Reynolds "Re" oltre il valore di soglia di flusso laminare.

Indipendentemente dalla forma del canale 28 o del canale 30 secondo la forma di realizzazione di Figura 11 e, rispettivamente, Figura 12, il processo di fabbricazione continua come già descritto con riferimento alle Figure 7-10, ottenendo un rispettivo canale sepolto avente una forma triangolare o trapezoidale con vista in sezione trasversale. Le fasi di fabbricazione per formare il canale sepolto sono identiche a quelle già descritte con riferimento alle Figure 7-10 e pertanto non sono ulteriormente discusse.

Le Figure 13-26 illustrano fasi di un processo di fabbricazione di uno o più canali in un corpo semiconduttore, secondo un'ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione. I canali appartengono, per esempio, ad un dispositivo LOC ("Lab-On-Chip") e sono configurati in modo tale da consentire il flusso laminare di un fluido che vi scorre attraverso.

Con riferimento alla Figura 13, Ã ̈ previsto un wafer 30, contenente un corpo semiconduttore 32 avente un lato anteriore 32a e un lato posteriore 32b opposti uno all'altro lungo una direzione z. Il corpo semiconduttore 32, per esempio, Ã ̈ di silicio (Si).

Quindi, Figura 14a, si forma uno strato sacrificale sul lato anteriore 32a del corpo semiconduttore 32, il quale viene successivamente definito, per esempio, tramite una tecnica fotolitografica, per formare un'isola sacrificale 34. L'isola sacrificale 34 espone una superficie superiore 34a. Il materiale dell'isola 34 può essere scelto come si desidera, per esempio l'isola 34 à ̈ di polisilicio. Secondo un aspetto della presente invenzione, lo spessore dell'isola sacrificale 34, misurato nella direzione Z, varia tra 0,5 µm e 2 µm, per esempio pari a 1 µm.

La Figura 14b illustra, in vista superiore, il wafer 30, dove si può apprezzare che l'isola 34 ha una forma sostanzialmente quadrata. In alternativa, l'isola 34 può avere una forma rettangolare, una forma poligonale, o una forma circolare, come si desidera. La Figura 14a à ̈ una vista in sezione trasversale di Figura 14b, presa lungo la linea di sezione XIV-XIV di Figura 14b.

Quindi, Figura 15, un primo strato dielettrico (o isolante) 36 à ̈ depositato sul lato anteriore 32a del corpo semiconduttore 32, in particolare in modo tale da coprire le porzioni del lato anteriore 32a non protette dall'isola sacrificale 34 e in modo tale da estendersi sull'isola sacrificale 34. Il primo strato dielettrico 36 à ̈ di un materiale che non à ̈ sottoposto a deterioramento da parte dell'agente di attacco chimico utilizzato per la rimozione, in ulteriori fasi di fabbricazione, dello strato sacrificale 34. Per esempio, se l'isola sacrificale 34 à ̈ di polisilicio, il primo strato dielettrico 36 à ̈ di ossido di silicio (SiO2).

Il primo strato dielettrico 36 à ̈ formato, in particolare, tramite una tecnica di deposizione nota, ad esempio PECVD oppure LPCVD. Lo spessore del primo strato dielettrico 36 non à ̈ uniforme sull'intero wafer 30, in particolare à ̈ più spesso (ad esempio nell’intervallo da 1 µm a 2 µm) intorno all'isola sacrificale 34 e più sottile (ad esempio nell’intervallo da 0,5 µm a 1,5 µm) sull'isola sacrificale 34, in modo tale che la superficie superiore 34a dell'isola sacrificale 34 si estenda sostanzialmente parallela al piano XY. Questo à ̈ ottenuto eseguendo una fase di levigatura (ad esempio levigatura chimico-meccanica, “chimical mechanical polishing†- CMP) dopo aver formato il primo strato dielettrico 36.

Quindi, Figura 16, un secondo strato dielettrico (o isolante) 38 à ̈ depositato sul primo strato dielettrico 36. Il secondo strato dielettrico 38 à ̈ di un materiale che non à ̈ sottoposto a deterioramento dai rispettivi agenti di attacco chimico utilizzati per rimuovere, in ulteriori fasi di fabbricazione, l'isola sacrificale 34 e il primo strato dielettrico 36. Per esempio, se l'isola sacrificale 34 à ̈ di polisilicio e il primo strato dielettrico 36 à ̈ di ossido di silicio, il secondo strato dielettrico 38 à ̈ di nitruro di silicio (SiN).

Quindi, Figura 17a, si forma uno strato di fotoresist 40 sul secondo strato dielettrico 38 e lo si modella in modo tale da definire una maschera che copre il secondo strato dielettrico 38 con l'eccezione di una regione a striscia 42. La regione a striscia 42 à ̈ formata in una porzione dello strato di fotoresist 40 sostanzialmente allineata, lungo la direzione Z, con l'isola sacrificale 34. In altre parole, quando si osserva il wafer 30 dalla parte superiore, la regione a striscia 42 à ̈ completamente contenuta dall’isola sacrificale 34.

La forma e la disposizione della regione a striscia 42 possono essere meglio apprezzate considerando la Figura 17b che à ̈ una vista dall'alto del wafer 30 di Figura 17a. La regione a striscia 42 à ̈ un’apertura che si estende attraverso l'intero spessore dello strato di fotoresist 40, esponendo una porzione di superficie 38' del secondo strato dielettrico 38. È evidente che la forma della regione 42 può essere diversa da quella illustrata in Figura 17b. Per esempio, secondo diverse forme di realizzazione, la regione 42 ha una forma quadrata, o una forma generalmente poligonale.

Quindi, Figura 18, il secondo strato dielettrico 38 à ̈ rimosso selettivamente sulla porzione di superficie esposta 38', esponendo una porzione di superficie 36' del primo strato dielettrico 36. Quando il secondo strato dielettrico 38 à ̈ di nitruro di silicio, la fase di attacco chimico di Figura 18 à ̈ eseguita utilizzando attacco chimico secco assistito da plasma di tipo selettivo. Dato che l'agente di attacco chimico utilizzato rimuove selettivamente SiN ma non SiO2, il primo strato dielettrico 36 sottostante non viene rimosso e agisce come strato di arresto dell’attacco chimico.

Quindi, Figura 19, si esegue un’ulteriore fase di attacco chimico per rimuovere selettivamente il primo strato dielettrico 36 in corrispondenza della porzione di superficie 36'. La fase di attacco chimico di Figura 19 à ̈ eseguita utilizzando attacco chimico secco assistito da plasma di tipo selettivo, che rimuove selettivamente il SiO2ma non il polisilicio; di conseguenza, l'isola sacrificale 34 sottostante non à ̈ rimossa e agisce come strato di arresto dell’attacco chimico per la fase di attacco chimico considerata. Alla fine della fase di Figura 19, una porzione superficiale 34' dell'isola sacrificale 34 à ̈ esposta attraverso lo strato di fotoresist 40, il primo strato dielettrico 36 e il secondo strato dielettrico 38.

Quindi, Figura 20, lo strato di fotoresist 40 à ̈ rimosso e l'isola sacrificale 34 à ̈ attaccata in corrispondenza della porzione di superficie 34'. Questa fase di attacco chimico à ̈ eseguita in un bagno chimico di TMAH, e consente la rimozione della porzione esposta dell'isola sacrificale e anche di porzioni dell'isola sacrificale 34 che si estendono al di sotto del primo strato dielettrico 36. L'attacco chimico del polisilicio dell’isola sacrificale 34 à ̈ isotropo, e lo stesso bagno chimico rimuove porzioni del substrato semiconduttore 2 (fatto di silicio nella forma di realizzazione considerata) che si estendono al di sotto dell'isola sacrificale 34, nella porzione rimossa di quest'ultima. L'attacco chimico di silicio à ̈ di tipo anisotropo, e procede lungo i piani cristallografici <100>. Si forma un foro di passaggio, o apertura, 41 attraverso il primo e il secondo strato dielettrico 36, 38. L'apertura 41 ha una dimensione d", lungo la direzione X, da circa 10 µm a circa 100 µm, per esempio pari a 50 µm.

Con riferimento alle Figure 21 e 22, il processo di attacco chimico per formare il canale continua. Dopo aver attaccato lo strato sacrificale di polisilicio tramite il TMAH in modo isotropo, l'agente di attacco chimico si espande lungo questo strato e, una volta che lo strato à ̈ consumato, il TMAH comincia ad attaccare il substrato di silicio. L'attacco chimico continua fino a quando si raggiunge una forma desiderata per il canale (qui, una sezione trasversale di forma triangolare; tuttavia, si può ottenere una sezione trasversale trapezoidale). L'attacco chimico può essere eseguito utilizzando TMAH 6%, ad una temperatura di circa 60°C, con una velocità di flusso dell'agente di attacco chimico di circa 10 l/min, per un tempo di circa 3 h e 30 min.

Si forma così un canale 42.

Quindi, Figura 23, il wafer 30 à ̈ collocato in una camera di deposizione (non illustrata), e si esegue una fase di deposizione di polisilicio, che forma uno strato di copertura 46. Il polisilicio à ̈ depositato tramite LPCVD oppure PECVD, e copre le pareti interne del canale 42, attraverso l'apertura 41. Il polisilicio si deposita anche sul wafer 30 coprendo il secondo strato dielettrico 38, nell’apertura 41 (restringendo, ma non ostruendo, l'apertura 41), e sul primo strato dielettrico 36 sulle sue porzioni superficiali che sono di fronte al canale 42. Lo strato di copertura 46, in particolare, à ̈ formato disponendo il wafer 30 in una camera di deposizione, a una temperatura di circa 620°C, introducendo nella camera gas SiH4/N2, a una pressione di circa 210 mTorr, per un tempo di circa 40 min.

Lo strato di copertura 46 ha uno spessore da 450 nm a 1000 nm, in particolare pari a 450 nm.

Secondo diverse forme di realizzazione, lo strato di copertura 46 può essere di un materiale diverso dal polisilicio, per esempio nitruro di silicio (SiN) o ossido di silicio (SiO2).

Quindi, Figura 24, si esegue una fase di ossidazione termica, per ossidare lo strato di copertura 46 e far crescere uno strato di ossido 48 che copre uniformemente le pareti interne del canale 42, e riempie completamente l'apertura 41. Si forma così un canale sepolto 44. Nella forma di realizzazione descritta, dove lo strato di copertura 46 à ̈ di polisilicio, lo strato di ossido 48 à ̈ uno strato di ossido di polisilicio fatto crescere utilizzando un processo termico. In particolare, il wafer 30 à ̈ collocato in una camera di crescita ad una temperatura di circa 900°C, introducendo gas N2, oppure O2, oppure O2/N2, oppure DCE per un tempo di circa 35 min.

Si noti che, dato lo spessore relativamente basso dello strato di copertura 46, la fase di ossidazione termica per formare lo strato di ossido 48 à ̈ autocontrollata nel senso che, quando sostanzialmente tutto il materiale di polisilicio dello strato di copertura 46 ha reagito con il gas a base di ossigeno fornito alla camera di crescita, la crescita dell'ossido arriva naturalmente alla fine. In alternativa, la fase di crescita di ossido può essere monitorata e interrotta quando il canale 42 à ̈ completamente coperto, ottenendo così il canale sepolto 44. Lo strato di ossido 48 à ̈ anche formato in altre regioni del wafer 30, in particolare dove à ̈ presente lo strato di copertura 46 formato in precedenza. In particolare, dato che le porzioni superficiali del primo strato dielettrico 36 orientate all'interno del canale 42, 44 erano coperte da uno strato di polisilicio, la fase di ossidazione di Figura 24 ha la conseguenza che le porzioni superficiali del primo strato dielettrico 36 di fronte all'interno del canale 42, 44 diventano coperte da uno strato di ossido di polisilicio. In altre parole, il canale sepolto 44 ha tutte le pareti coperte da uno strato di ossido di polisilicio 48.

Lo strato di ossido 48 può essere formato utilizzando una tecnica diversa, per esempio una tecnica di deposizione, depositando ossido di silicio (SiO2). In alternativa, si può utilizzare un altro materiale diverso da un ossido, per esempio nitruro di silicio (SiN). Di conseguenza, indipendentemente dal materiale utilizzato, lo strato 48 à ̈ più in generale uno strato strutturale 48 che ha la funzione di riempire l'apertura 41 in modo tale da coprire completamente il canale 42 e formare il canale sepolto 44. Lo strato strutturale 48, inoltre, copre le pareti interne del canale 44. Il materiale dello strato strutturale 48 può essere scelto secondo il tipo di fluido che, durante l'uso, à ̈ applicato al canale sepolto 44. In particolare, si possono tenere in considerazione requisiti quali la compatibilità biologica. Ossido di silicio e ossido di polisilicio garantiscono la compatibilità biologica.

Quindi, Figura 25, un terzo strato dielettrico (o isolante) 50 à ̈ formato sul wafer 30, al di sopra dello strato strutturale 48. Il terzo strato dielettrico 50, per esempio, à ̈ di nitruro di silicio (SiN), formato tramite tecnica di deposizione, e che ha uno spessore nell’intervallo da 1 µm a 2 µm, per esempio pari a 1 µm.

Successivamente, Figura 26, un quarto strato dielettrico (o isolante) 52 à ̈ formato sul wafer 30, al di sopra del terzo strato dielettrico 50. Il quarto strato dielettrico 52, per esempio, à ̈ di ossido di silicio (SiO2), formato tramite tecnica di deposizione, e che ha uno spessore nell’intervallo da 1 µm a 2 µm, per esempio pari a 1 µm.

Secondo un aspetto della presente invenzione, dopo aver completato le fasi di fabbricazione di Figura 10 o, in modo analogo, le fasi di fabbricazione di Figura 26, si eseguono ulteriori fasi per formare termoelementi (in particolare termocoppie o termopile) integrati nei rispettivi wafer 1 e 30.

Le fasi di fabbricazione per formare termopile sono illustrate nelle Figure 27-37. In modo esemplificativo, le fasi di processo delle Figure 27-37 sono illustrate basandosi sul wafer 1 di Figura 10 (dove il canale sepolto 14 ha una forma rettangolare in vista in sezione trasversale). Tuttavia, le fasi di processo delle Figure 27-37 possono essere applicate a wafer che alloggiano un canale sepolto avente qualsiasi forma, in particolare un canale di forma triangolare, come illustrato in Figura 11 oppure un canale di forma trapezoidale, come illustrato in figura 12.

Secondo ulteriori forme di realizzazione, non illustrate, il canale sepolto 14 può avere altre forme, quali ovale o circolare.

Inoltre, le fasi di processo delle Figure 27-37 possono essere eseguite in modo analogo sul wafer 30, dopo le fasi di fabbricazione di Figura 26.

Qui di seguito, ulteriori fasi di fabbricazione sono eseguite sugli strati dielettrici 20 e 22 di Figura 10. Quando si considera il wafer 30 di Figura 26 come wafer iniziale, le stesse fasi sono eseguite sugli strati dielettrici 50 e 52 che corrispondono, rispettivamente, agli strati dielettrici 20 e 22.

Con riferimento alla Figura 27, un primo strato di termo-elementi 60 à ̈ depositato sul wafer 1, sul quarto strato dielettrico 22. Il primo strato di termo-elementi 60 à ̈ di un materiale elettricamente conduttivo, per esempio un metallo quale alluminio, oppure polisilicio drogato. In modo esemplificativo, nella descrizione che segue si suppone che il primo strato di termo-elementi 60 sia di polisilicio drogato N+, con concentrazione di drogaggio nell’i<15>ntervallo da 1,5.10 a 6.10<16>. Il primo strato di termo-elementi 60 ha uno spessore, nella direzione Z, variabile da 0,1 µm a 1 µm, ad esempio pari a circa 0,5 µm.

Quindi, Figura 28, uno strato di fotoresist 62 Ã ̈ formato sul primo strato di termo-elementi 60, e successivamente definito, Figura 29a, tramite tecnica fotolitografica, formando una maschera 64. La maschera 64 espone porzioni del primo strato di termo-elementi 60 che, in successive fasi di fabbricazione, devono essere rimosse. Al contrario, le regioni del primo strato di termo-elementi 60 protette dalla maschera 64 non saranno rimosse.

La Figura 29b à ̈ una vista dall'alto del wafer 1 di Figura 29a, da cui si può apprezzare la forma della maschera 64. La Figura 29a à ̈ una vista in sezione trasversale presa lungo la linea di taglio XXIX-XXIX di Figura 29b. Secondo la forma di realizzazione delle Figure 29a, 29b, lo strato di fotoresist 62 à ̈ definito in modo tale da formare una pluralità di elementi 65 a forma di L disposti almeno in parte sul, e allineati nella direzione Z con il, canale sepolto 14.

Ogni elemento 65 a forma di L ha un ramo 65' che si estende su una porzione del canale sepolto 14, e un altro ramo 65", accoppiato elettricamente al ramo 65', sfalsato rispetto al canale sepolto 14. Il ramo 65' à ̈ il ramo più corto della "L", mentre il ramo 65" à ̈ il ramo più lungo della "L". Di conseguenza, una porzione (il ramo 65') di ogni elemento 65 a forma di L si estende completamente sul canale sepolto 14, quando considerato lungo la direzione Z, e un'altra porzione (il ramo 65") di ogni elemento 65 a forma di L non si estende completamente sul canale sepolto 14.

Gli elementi 65 a forma di L possono avere dimensioni scelte secondo necessità, e limitate soltanto dalla tecnica fotolitografica utilizzata. Per esempio, per ogni elemento 65, il ramo più corto 65' ha una lunghezza di circa 25 µm, mentre il ramo più lungo 65" ha una lunghezza di circa 200 µm.

Come si potrà apprezzare più avanti, gli elementi 65 che formano la maschera 64 possono avere una forma diversa dalla "L". Per esempio, essi possono essere elementi rettilinei aventi la forma di una "I", oppure altre forme poligonali. In ogni caso, indipendentemente dalla forma di ogni elemento 65, una porzione di ogni elemento 65 si estende sul canale sepolto 14 (cioà ̈ quella porzione à ̈ allineata, lungo la direzione Z, con una rispettiva porzione del canale 14), e un'altra porzione dell'elemento 65 non si estende sul canale sepolto 14 (cioà ̈ quella porzione non à ̈ allineata, lungo la direzione Z, con una rispettiva porzione del canale 14).

Quindi, Figure 30a, 30b, il primo strato di termoelementi 60 viene rimosso selettivamente utilizzando, ad esempio, un attacco chimico secco assistito da plasma, che attacca il polisilicio. L'attacco chimico del primo strato di termo-elementi 60 consente la rimozione del primo strato di termo-elementi 60 dove non à ̈ protetto dalla maschera 64, esponendo rispettive porzioni superficiali del quarto strato dielettrico 22 sottostante. Quindi, si rimuove la maschera 64. Come illustrato nelle Figure 30a e 30b, l'attacco chimico del primo strato di termo-elementi 60 genera una pluralità di primi termo-elementi 68 aventi, in vista dall'alto, forma e disposizione che sono analoghe a quelle descritte con riferimento agli elementi 65 a forma di L della maschera 64.

Con riferimento alla Figura 31, un primo strato di isolamento elettrico 70, per esempio di materiale dielettrico o isolante, in particolare di nitruro di silicio (SiN), à ̈ depositato sul wafer 1, in particolare sulle porzioni esposte del quarto strato dielettrico 22 (tra i primi termo-elementi 68), isolando così elettricamente ogni primo termo-elemento 68 dagli altri primi termo-elementi 68. Il primo strato di isolamento elettrico 70 à ̈ formato, ad esempio, tramite una tecnica di deposizione. Dopo questa fase di deposizione, si può eseguire una successiva fase di levigatura (ad esempio CMP) per rimuovere porzioni del primo strato di isolamento elettrico 70 che si estende al di sopra dei primi termoelementi 68.

Quindi, figura 32, si forma un secondo strato di isolamento elettrico 72, ad esempio tramite tecnica di deposizione, sui primi termo-elementi 68 e il primo strato di isolamento elettrico 70. Il secondo strato di isolamento elettrico 72 à ̈ di un materiale che può essere attaccato selettivamente rispetto al materiale del primo strato di isolamento elettrico 70. In particolare, il secondo strato di isolamento elettrico 72 à ̈ un materiale dielettrico o isolante, ancor più in particolare di ossido di silicio (SiO2).

Quindi, Figura 33, un terzo strato di isolamento elettrico 74, di un materiale che può essere attaccato selettivamente rispetto al secondo strato di isolamento elettrico 72, à ̈ depositato sul secondo strato di isolamento elettrico 72. In particolare, il terzo strato di isolamento elettrico 74 à ̈ un materiale dielettrico o isolante, ad esempio nitruro di silicio (SiN).

Quindi, Figura 34a, uno strato di fotoresist à ̈ formato sul terzo strato di isolamento elettrico 74 e definito in modo fotolitografico in modo tale da formare una maschera 79 che espone porzioni superficiali 74' del terzo strato di isolamento elettrico 74. Le porzioni superficiali 74' del terzo strato di isolamento elettrico 74 corrispondono a porzioni del wafer 1 dove si formeranno ulteriori termoelementi, come descritto in dettaglio qui di seguito.

In particolare, le porzioni superficiali 74' hanno, in una vista dall'alto, una forma a "L" analoga alla forma descritta per i primi termo-elementi 68 e sono formati in modo tale che ogni porzione superficiale 74' esposta sia disposta tra due primi termo-elementi 68 adiacenti. Inoltre, ogni porzione superficiale 74' esposta ha una regione che si sovrappone a una rispettiva regione di un primo termo-elemento 68 e un'altra regione che si sovrappone alla rispettiva regione di un altro primo termoelemento 68, in cui i due primi termo-elementi 68 considerati sono adiacenti uno all'altro.

Quindi, durante una fase di attacco chimico, il terzo strato di isolamento elettrico 74 viene rimosso selettivamente soltanto nella porzione superficiale 74', esponendo il secondo strato di isolamento elettrico 72 al di sotto.

Quindi, durante un’ulteriore fase di attacco chimico, il secondo strato di isolamento elettrico 72 viene attaccato selettivamente nelle regioni in sovrapposizione con i primi termo-elementi 68 sottostanti, in maniera da formare aperture 80 che espongono i primi termo-elementi 68.

La Figura 34b illustra, in una vista dall'alto, il wafer 1 dopo le fasi di fabbricazione descritte con riferimento alla Figura 34a.

Quindi, Figura 35, un secondo strato di termo-elementi 77 à ̈ formato sul wafer 1, ad esempio tramite una tecnica di deposizione. Il secondo strato di termo-elementi 77 à ̈ di un materiale elettricamente conduttivo, per esempio metallo o polisilicio drogato. Preferibilmente, il secondo strato di termo-elementi 77 à ̈ di un materiale che à ̈ diverso dal materiale del primo strato di termo-elementi 60. In questo esempio, il secondo strato di termo-elementi 77 à ̈ di alluminio (Al). La fase di formazione del secondo strato di termo-elementi 77 include la messa a contatto elettrico dei primi termo-elementi 68 attraverso le aperture 80, tramite rispettivi contatti (“plug†) conduttivi 81 che si estendono attraverso le aperture 80. I plug conduttivi 81 sono formati durante la stessa fase di deposizione per formare il secondo strato di termo-elementi 77, depositando il materiale conduttivo nelle aperture 80, mettendo a contatto elettrico le porzioni superficiali dei primi termo-elementi 68 esposti attraverso le aperture 80.

Inoltre, la fase di formare il secondo strato di termo-elementi 77 include la deposizione dell'alluminio sul secondo strato di isolamento elettrico 72 dove esso à ̈ esposto.

Una successiva fase di levigatura (ad esempio CMP) consente la rimozione del secondo strato di termo-elementi 77 soltanto al di sopra del terzo strato di isolamento elettrico 74, e non dove il secondo strato di termoelementi 77 Ã ̈ a contatto diretto con il secondo strato di isolamento elettrico 72.

Si formano così secondi termo-elementi 82 (Figure 36a e 36b). Come si può apprezzare dalla Figura 36b, che à ̈ una vista dall'alto di Figura 36a, i secondi termo-elementi 82 formano, insieme ai primi termo-elementi 68, un percorso di tipo a serpentina. Tutti i primi termo-elementi 68 giacciono su uno stesso primo piano, mentre tutti i secondi termo-elementi 82 giacciono su uno stesso secondo piano. Il primo piano e il secondo piano sono ad altezze diverse quando sono misurate lungo la direzione Z, parallela una all'altra e parallele al piano XY. I primi termo-elementi 68 sono accoppiati elettricamente ai secondi termo-elementi 82 attraverso le porzioni dei secondi termo-elementi 82 che si estendono all'interno delle aperture 80 sopra citate.

Una pluralità di termocoppie (ogni termocoppia comprendendo un primo termo-elemento 68 e un secondo termo elemento 82 accoppiati elettricamente insieme come descritto) sono così formate e, di conseguenza, si forma anche una termopila 85 che include una pluralità di termocoppie connesse in serie l’una all'altra.

Le porzioni terminali E1, E2delle termopile 85 formano terminali elettrici attraverso cui à ̈ presente una differenza di tensione o caduta di tensione VOUT. La tensione VOUTvaria con il variare della temperatura delle giunzioni di termocoppie, come di per sé noto.

Il processo di fabbricazione secondo la forma di realizzazione descritta si completa, Figura 37, con una fase di passivazione, formando uno strato protettivo 79 sul wafer 1, al di sopra dei secondi termo-elementi 82. Lo strato protettivo 79 ad esempio à ̈ di materiale dielettrico o isolante quale ossido di silicio depositato in modo di per sé noto.

Si noti che la pluralità di primi termo-elementi 68 e la pluralità di secondi termo-elementi 82 (connessi insieme per formare una singola termopila) sono almeno in parte sospesi sul canale sepolto 14. Inoltre, i primi termoelementi 68 e i secondi termo-elementi 82 sono sepolti all'interno di uno strato strutturale 87 che forma sostanzialmente una membrana sospesa sul canale sepolto 14. Tale strato strutturale 87 comprende, in particolare, la porzione di strato dielettrico 18 sospesa sul canale sepolto 14 e gli strati dielettrici o isolanti 20, 22, 70, 72, 74, 79 secondo la forma di realizzazione di Figura 37. Quando si eseguono le fasi di formazione dei primi termoelementi 68 e dei secondi termo-elementi 82 sul wafer trattato secondo le fasi delle Figure 13-26, lo strato strutturale 87 comprende, in particolare, la porzione di strato dielettrico 48 sospesa sul canale sepolto 44 e gli strati dielettrici o isolanti 36, 38, 50, 52, 70, 72, 74, 79.

Il metodo di fabbricazione descritto (secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione descritte) Ã ̈ applicabile alla fabbricazione di sensori di flussimetri (vedere Figure 38, 39) e/o la fabbricazione di sensori a infrarossi (IR) (vedere Figura 40).

Un sensore di flusso termico (o flussimetro) 99, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, à ̈ illustrato schematicamente in Figura 38 e comprende un riscaldatore 100 disposto tra un primo sensore di temperatura 102 e un secondo sensore di temperatura 103, al di sopra di un canale sepolto 104 (che può essere uno qualsiasi dei canali 14, 28, 44 descritti in precedenza secondo le rispettive forme di realizzazione). Il primo sensore di temperatura 102 à ̈ disposto in una prima posizione al di sopra del canale sepolto 104, e il secondo sensore di temperatura 103 à ̈ disposto in una seconda posizione al di sopra del canale sepolto 104, a una certa distanza g uno dall'altro, ad esempio dell'ordine di 400 µm (che à ̈ in ogni caso dipendente dalla capacità di generazione di potenza del riscaldatore).

I sensori di temperatura 102 e 103 sono termopile, fabbricate come descritto, in particolare, con riferimento alle Figure 27-37. Il canale sepolto 104 del sensore di flusso termico 99 à ̈ fabbricato come descritto con riferimento alle Figure 1-12 oppure 13-26, secondo le rispettive forme di realizzazione. Di conseguenza, elementi strutturali già descritti con riferimento alle Figure 1-37 non sono più descritti, e sono indicati con gli stessi numeri di riferimento utilizzati in precedenza.

Il riscaldatore 100, che à ̈ sostanzialmente una striscia (o serpentina) di un materiale che presenta un effetto Joule quando si fa scorrere una corrente attraverso le sue estremità, à ̈ integrato nel sensore di flusso termico 99 al di sopra del canale 104, ed à ̈ disposto tra il primo sensore di temperatura 102 e il secondo sensore di temperatura 103, per esempio sepolto all'interno del terzo strato dielettrico 20, oppure il quarto strato dielettrico 22, o all'interno degli strati di isolamento elettrico 70, 72 o 74 suddetti (non illustrati in Figura 38).

Lo strato di ossido 18 forma una membrana 108 sospesa sul canale 104, in modo tale che il primo sensore di temperatura 102, il secondo sensore di temperatura 103 e il riscaldatore 100 siano disposti almeno in parte sulla membrana 108.

Per misurare il flusso di un fluido che scorre all'interno del canale sepolto 104, si suppone che il primo sensore di temperatura 102 sia disposto a monte e il secondo sensore di temperatura 103 sia, di conseguenza, disposto a valle. Le posizioni "a monte" e "a valle" ovviamente sono definite con riferimento alla direzione del flusso di fluido (indicata dalla freccia F in Figura 38). Il riscaldatore 100 Ã ̈ riscaldato da una corrente elettrica iH, sfruttando l'effetto Joule.

In linea di principio, il flusso di massa nel canale sepolto 104 Ã ̈ rilevato da uno spostamento del bilancio termico del primo e del secondo sensore di temperatura 102, 103.

Il metodo di misurazione à ̈ spiegato schematicamente qui di seguito; tuttavia, esso à ̈ generalmente noto nella tecnica. Qui, il fluido scorre attraverso il canale sepolto 104. Il primo sensore di temperatura 102 à ̈ ad una temperatura Tup mentre il secondo sensore di temperatura 103 à ̈ ad una temperatura Tdown. Il riscaldatore 100 à ̈ alimentato a una potenza costante. Il profilo di temperatura risultante nel canale sepolto 104 à ̈ asimmetrico quando il flusso di fluido à ̈ superiore a zero (cioà ̈ il fluido sta scorrendo nel canale 104 ad una certa velocità). La differenza di temperatura ∆T risultante tra Tup e Tdown à ̈ una misura per il flusso di massa, poiché lo spostamento termico sostanzialmente à ̈ correlato al numero di molecole che passano per il sensore.

La temperatura Theater del riscaldatore 100 à ̈ mantenuta a un certo valore al di sopra della temperatura del fluido entrante (che si suppone sia Tup, misurata dal sensore di temperatura 102). Quando non scorre fluido, Tup e Tdown sono influenzati in modo simile dal calore del riscaldatore 100. Quando esiste un flusso di fluido (per esempio da Tup a Tdown), Tup diminuisce mentre Tdown aumenta. Questo effetto può essere associato a una portata del fluido, in modo noto di per sé.

Si noti che soltanto i valori relativi del segnale inviato in uscita dalle due termopile 102, 103 sono di interesse pratico, piuttosto che il valore assoluto. La differenza nelle uscite di tensione (VOUT2-VOUT1) delle termopile a valle e a monte 103, 102 può essere associata facilmente alle temperature alle quali le termopile 102, 103 sono sottoposte, e come conseguenza alla velocità del flusso nel canale 104, da cui si può calcolare la portata in modo noto di per sé.

Se, secondo un'altra forma di realizzazione, non illustrata, il fluido dovesse scorrere sulla parte superiore delle termopile 102, 103 piuttosto che sotto, esse affronterebbero la stessa situazione.

Per ottenere risultati affidabili, l'uscita dei sensori di temperatura 102, 103 à ̈ calibrata utilizzando un sensore di temperatura di riferimento (non illustrato). Per esempio, una uscita del valore "Vout" da una termopila può corrispondere a una temperatura di "Tout" °C. Questa curva di taratura può essere quindi immagazzinata in una memoria (ad esempio una EEPROM) ed un microcontrollore fa riferimento a questa curva prima di fornire l'uscita finale. Inoltre, dato che la capacità termica e la capacità di calore specifica o conduttanza di un materiale à ̈ costante, il calore dissipato dagli strati dielettrici/isolanti che si estendono tra la membrana 108 e i sensori di temperatura 102, 103 à ̈ sempre una costante e può essere facilmente compensata come scostamento rispetto alla sensibilità del dispositivo.

La portata di volume Q à ̈ data da Q=V.A, dove A à ̈ la misura della sezione trasversale di canale (in direzione X; e V à ̈ la velocità media del fluido.

La portata in massa W à ̈ data da W=r.Q, dove r à ̈ la densità di fluido; e Q à ̈ la portata in volume calcolata come sopra illustrato.

Un semplice diagramma a blocchi di un sistema di sensore di flusso 121, comprendente il sensore di flusso 99 e dotato di una circuiteria di calcolo, à ̈ illustrato in Figura 39. Come illustrato, il sistema 121 comprende una unità di controllo 117, che ad esempio include una circuiteria analogica, quale gli amplificatori, un convertitore A/D così come una circuiteria digitale. Essa controlla il riscaldatore 100 e misura i segnali (tensione) acquisiti dai sensori di temperatura 102, 103. Essa elabora i segnali dai sensori di temperatura 102, 103, associando un valore di tensione ricevuto con una corrispondente temperatura e calcola la differenza di temperatura ∆T. Tutta o almeno parte di componenti elettronici illustrati in Figura 39 sono integrati nel substrato 2 del sensore 99; tuttavia, parte o tutti questi componenti elettronici possono essere anche implementati come circuiteria esterna.

Il sensore di flusso 99 include inoltre una micro pompa 110, configurata per pompare il fluido all'interno del canale sepolto 104, ad esempio con una certa predeterminata velocità che dipende dalla particolare applicazione. Le informazioni ottenute dalla misura della portata di massa possono essere utilizzate dall’unità di controllo 117 per controllare la micro pompa 110 in modo da incrementare o ridurre la portata di massa del fluido che scorre nel canale sepolto 104. La pompa 110 può essere controllare dall’unità di controllo 117 in modo tale da alterare altri parametri del fluido, ad esempio la quantità di fluido inserita nel canale sepolto 14.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, le fasi di fabbricazione descritte in precedenza con riferimento alle Figure 1-37 possono essere applicate alla fabbricazione di un sensore IR termoelettrico, quale il sensore IR 140 illustrato in Figura 40. Quando un assorbitore IR 142 à ̈ accoppiato a una termocoppia (o termopila) 144, la giunzione di termocoppia si riscalderà a causa della radiazione IR incidente assorbita dall'assorbitore IR 142.

Lo strato assorbente IR 142 può essere, secondo una ulteriore forma di realizzazione, un filtro IR.

La termocoppia/termopila 144 fornisce all'uscita un segnale di tensione VIR_OUTche à ̈ una misura della temperatura sulla termocoppia/termopila 144, dovuta al calore generato dalla radiazione IR entrante.

Il segnale di tensione in uscita VIR_OUTviene acquisito, e interpretato da un circuito di controllo 147. La semplice presenza di un segnale di tensione VIR_OUTsuperiore a una soglia predefinita (che à ̈ una soglia di rumore) indica che si rileva una radiazione IR. Inoltre, calibrando il circuito di controllo 147, il valore acquisito del segnale di tensione VIR_OUTà ̈ anche indicativo della quantità di radiazione IR che impatta sull'assorbitore IR 142 e, come conseguenza, riscalda la termocoppia/termopila 144.

Inoltre, la termocoppia o termopila 144 à ̈ preferibilmente protetta dalla luce visibile e nel vicino infrarosso, allo scopo di aumentare ulteriormente la precisione di misura. Pertanto, si può prevedere uno schermo che blocca la luce visibile e nel vicino infrarosso, per impedire che tale luce raggiunga la termocoppia o termopila, ma che non interferisce con la radiazione IR da rilevare. Nella forma di realizzazione di Figura 40, uno schermo 150 à ̈ disposto sulla termocoppia/termopila 144. In particolare, se il substrato 2 à ̈ trasparente alla radiazione IR, un ulteriore strato di assorbimento della luce (non illustrato) dovrebbe essere disposto anche sul lato 2b del substrato 2 per migliorare la copertura della termocoppia/termopila 144. Invece di o in aggiunta all'assorbitore IR 142, si può utilizzare come schermo un involucro di assorbimento della luce (non illustrato).

Si noti che, secondo un aspetto della presente invenzione, quando il dispositivo 140 à ̈ utilizzato come sensore IR, si può in ogni caso prevedere un canale sepolto 146 sotto la termocoppia/termopila 144, e un fluido può essere pompato attraverso il canale 146 da una (micro)pompa controllabile 148. In questo caso, il fluido che scorre all'interno del canale sepolto 146 agisce come refrigerante per la termocoppia/termopila 144, ottenendo così un sensore IR raffreddato che non richiede mezzi di raffreddamento esterni. La pompa 148 può essere controllata in modo tale da alterare la velocità o la quantità del fluido nel canale sepolto in modo da aumentare o ridurre l'effetto di raffreddamento.

Infine, à ̈ evidente che modifiche e varianti possono essere effettuate alle forme di realizzazione descritte e illustrate in questo contesto, senza discostarsi in tal modo dall’intervallo di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Nelle forme di realizzazione illustrate e descritte finora, soltanto un singolo canale sepolto à ̈ stato illustrato integrato nel substrato. In molte applicazioni, il numero di canali sepolti può essere superiore a uno. La lunghezza e il percorso dei canali possono essere adattati alle rispettive necessità. A seconda inoltre dell’applicazione prevista, parecchie termocoppie/termopile possono essere integrate su uno stesso singolo canale o su rispettivi canali, in modo tale che si possa eseguire una misura di flusso o un rilevamento IR raffreddato in varie posizioni di un singolo dispositivo di base fluida.

Inoltre, si noti che la forma a "L" per gli elementi conduttivi che formano una termocoppia à ̈ una delle numerose configurazioni in cui si può fabbricare una termocoppia. Due elementi a forma di L formano elementi complementari della termocoppia. Questi elementi a forma di L sono di fatto connessi in serie insieme per formare una grande termopila. Questa à ̈ una delle molte possibili configurazioni in cui i due elementi della termocoppia, e la termopila nella sua globalità, possono essere fabbricati e disposti. In alcune configurazioni, i due elementi conduttivi della termocoppia si sovrappongono direttamente uno all'altro, e la connessione di un elemento ad un altro à ̈ fornita da un contatto metallico che corre perpendicolare al piano del substrato (sepolto negli strati isolanti). In alcune configurazioni, i due elementi possono essere collocati affiancati (ma sempre separati da almeno uno strato isolante di dielettrico quale ossido, ad esempio SiO2). Infine, la forma ad L à ̈ una delle molte possibili forme che possono essere eventualmente impiegate nella fabbricazione di un sistema di termopila MEMS. Il braccio corto della "L" à ̈ soltanto un conduttore che fornisce un certo spazio per la seconda "L" che si trova a un livello superiore, per effettuare il contatto con essa. In alcuni esempi, gli elementi della termocoppia possono essere rettilinei (come nel caso in cui essi sono sovrapposti direttamente). Inoltre, una connessione metallica di queste termocoppie per formare la termopila si presta ad almeno un livello di "L".

Claims (28)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo elettronico (1; 30; 99) comprendente: - un corpo semiconduttore (2), avente un primo lato (2a) e un secondo lato (2b) opposti uno all'altro in una direzione (Z); - un canale (14; 28; 44), che si estende all'interno del corpo semiconduttore (2) in corrispondenza del primo lato (2a) del corpo semiconduttore (2), configurato in modo da ottenere un numero di Reynolds che permette un flusso laminare di un fluido che scorre attraverso esso; - uno strato strutturale (87), di materiale dielettrico e/o isolante, che si estende sul primo lato (2a) del corpo semiconduttore (2) sigillando il canale; e - un primo elemento di rilevamento di temperatura (68, 82; 102) sepolto nello strato strutturale (87) e che si estende parzialmente sul canale in corrispondenza di una prima posizione.
2. 2. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 1, in cui il primo elemento di rilevamento di temperatura (68, 82; 102) include un elemento a termocoppia (68, 82; 102).
3. 3. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 2, in cui l'elemento a termocoppia include una prima striscia (68), di un primo materiale elettricamente conduttivo, e una seconda striscia (82), di un secondo materiale elettricamente conduttivo diverso dal primo materiale elettricamente conduttivo, accoppiato elettricamente alla prima striscia (68) in corrispondenza di detta prima posizione.
4. 4. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 3, in cui la prima striscia (68) e la seconda striscia (82) del primo elemento a termocoppia (68, 82; 102) sono disposte a quote diverse lungo detta direzione (Z), il primo elemento a termocoppia comprendendo inoltre un plug conduttivo (81) nello strato strutturale per accoppiare elettricamente la prima e la seconda striscia l’una all'altra.
5. 5. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4, comprendente inoltre un secondo elemento a termocoppia (68, 82) che si estende parzialmente sul canale (14; 28; 44), il primo e il secondo elemento a termocoppia essendo connessi elettricamente l’uno all'altro per formare un primo elemento a termopila (85).
6. 6. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo materiale elettricamente conduttivo della prima striscia à ̈ polisilicio drogato e il secondo materiale elettricamente conduttivo della seconda striscia à ̈ alluminio.
7. 7. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui la prima e la seconda striscia (68, 82) hanno ciascuna una forma a "L" o una forma a "I" quando considerate in vista superiore.
8. 8. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il canale (14; 28; 44) ha una forma, in vista in sezione trasversale, scelta tra rettangolare, trapezoidale, triangolare, ovale, circolare.
9. 9. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto numero di Reynolds à ̈ inferiore a 500.
10. 10. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il canale (14; 28; 44) ha pareti interne coperte da uno strato di ossido di silicio (18; 46).
11. 11. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-10 quando dipendono dalla rivendicazione 4, in cui lo strato strutturale (87) comprende: una pluralità di primi strati dielettrici (20, 22, 60, 70, 72) che circondano la prima striscia (68); e una pluralità di secondi strati dielettrici (74, 79) che circonda la seconda striscia (82), la prima e la seconda striscia avendo rispettive porzioni che si sovrappongono una all'altra nella direzione (Z), il plug conduttivo (81) estendendosi attraverso almeno uno (72) di detti primi strati dielettrici (22, 60, 70, 72), allineato nella direzione (Z) con dette porzioni sovrapposte della prima e della seconda striscia.
12. 12. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre: - un secondo elemento di rilevamento di temperatura (68, 82; 103) sepolto nello strato strutturale (87) e che si estende parzialmente sul canale in una seconda posizione che à ̈ diversa dalla prima posizione; - un riscaldatore (100) disposto in detto strato strutturale (87) in una terza posizione tra la prima e la seconda posizione; - un circuito di controllo (117) accoppiato al primo e al secondo elemento di rilevamento di temperatura e configurato per acquisire un primo e un secondo segnale di rilevamento generati dal primo e rispettivamente dal secondo elemento di rilevamento di temperatura e calcolare una portata di detto fluido che scorre tra la prima e la seconda posizione sulla base del primo e del secondo segnale di rilevamento.
13. 13. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 12 quando dipendente dalla rivendicazione 3, in cui il secondo elemento di rilevamento di temperatura à ̈ un elemento a termocoppia (68, 82; 103), comprendente una terza striscia (68) del primo materiale elettricamente conduttivo, e una quarta striscia (82) del secondo materiale elettricamente conduttivo accoppiato elettricamente alla terza striscia (68) in corrispondenza di detta seconda posizione, il terzo elemento a termocoppia essendo sepolto nello strato strutturale (87) ed estendendosi parzialmente sul canale (14; 28; 44) in detta seconda posizione, e in cui il circuito di controllo (117) à ̈ accoppiato alle porzioni terminali della prima e della seconda striscia (68, 82) per rilevare una prima differenza di tensione attraverso la prima e la seconda striscia, e a porzioni terminali della terza e della quarta striscia (68, 82) per rilevare una seconda differenza di tensione attraverso la terza e la quarta striscia, il circuito di controllo (117) essendo inoltre configurato per: associare detta prima differenza di tensione ad un primo valore di temperatura di un fluido che scorre all'interno di detto canale nella prima posizione, associare detta seconda differenza di tensione a un secondo valore di temperatura di un fluido che scorre all'interno di detto canale nella seconda posizione, calcolare detta portata sulla base del valore di differenza tra il primo valore di temperatura e il secondo valore di temperatura.
14. 14. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 12 o 13, comprendente inoltre una pompa (110) per pompare detto fluido attraverso il canale, detto circuito di controllo (117) essendo accoppiato operativamente a detta pompa (110) per controllare almeno un parametro di detto fluido che scorre attraverso il canale.
15. 15. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11, comprendente inoltre: - uno strato di assorbimento di radiazioni a infrarossi (142) disposto sul primo elemento di rilevamento di temperatura; e - un circuito di controllo (147) accoppiato al primo elemento di rilevamento di temperatura e configurato per acquisire un segnale di rilevamento (VIR_OUT) generato dal primo elemento di rilevamento di temperatura e associare il segnale di rilevamento (VIR_OUT) ad una quantità di radiazione a infrarossi che impatta su detto strato di assorbimento di radiazioni (142).
16. 16. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 15 quando dipendente dalla rivendicazione 3, in cui il circuito di controllo à ̈ accoppiato a porzioni terminali della prima e della seconda striscia del primo elemento a termocoppia, detto segnale di rilevamento essendo una differenza di tensione (VIR_OUT) attraverso la prima striscia (68) e la seconda striscia (82), il circuito di controllo essendo inoltre configurato in modo da associare la differenza di tensione rilevata (VIR_OUT) a una quantità di detta radiazione a infrarossi che impatta su detto strato di assorbimento di radiazioni (142).
17. 17. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 15 o 16, comprendente inoltre una pompa (148) per pompare un fluido attraverso il canale, detto fluido agendo come refrigerante per il primo elemento di rilevamento di temperatura quando à ̈ sottoposto a detta radiazione a infrarossi.
18. 18. Metodo di fabbricazione di un dispositivo elettronico (1; 30; 99), comprendente le fasi di: - fornire un corpo semiconduttore (2), avente un primo lato (2a) e un secondo lato (2b) opposti uno all'altro in una direzione (Z); - rimuovere porzioni selettive del corpo semiconduttore (2) in corrispondenza del primo lato (2a), formando un canale (12; 28; 42) configurato in modo da ottenere un numero di Reynolds che permette il flusso laminare di un fluido che scorre attraverso di esso; - coprire il canale con uno strato strutturale (87) di materiale dielettrico e/o isolante, formando così un canale sepolto (14; 28; 44); e - formare un primo elemento di rilevamento di temperatura (68, 82; 102) sepolto nello strato strutturale e che si estende parzialmente sul canale sepolto in corrispondenza di una prima posizione.
19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 18, in cui la fase di formare il primo elemento di rilevamento di temperatura comprende la fase di formare un primo elemento a termocoppia (68, 82) includente le fasi di: formare una prima striscia (68) di un primo materiale elettricamente conduttivo, - formare una seconda striscia (82) di un secondo materiale elettricamente conduttivo diverso dal primo materiale elettricamente conduttivo, e - accoppiare elettricamente la prima e la seconda striscia l’una all'altra in corrispondenza di detta prima posizione.
20. 20. Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui la fase di formare il primo elemento a termocoppia (68, 82; 102) comprende inoltre le fasi di: depositare uno strato (60) di detto primo materiale elettricamente conduttivo a una prima quota nella direzione (Z); definire detto strato (60) del primo materiale elettricamente conduttivo che forma la prima striscia (68); depositare uno strato dielettrico intermedio (72) su detta prima striscia (68); depositare uno strato (77) di detto secondo materiale elettricamente conduttivo sullo strato dielettrico intermedio (72); definire detto strato (77) del secondo materiale elettricamente conduttivo che forma la seconda striscia (82); formare un plug conduttivo nello strato dielettrico intermedio (72) accoppiando elettricamente una all'altra la prima e la seconda striscia (68, 82).
21. 21. Metodo secondo la rivendicazione 19 o 20, comprendente inoltre le fasi di. formare un secondo elemento a termocoppia (68, 82) che si estende parzialmente sul canale sepolto (14; 28; 44); e connettere elettricamente il primo e il secondo elemento a termocoppia l’uno all'altro formando così un primo elemento a termopila (85).
22. 22. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 18-21, in cui la fase di formare il canale sepolto (14; 28; 44) include un attacco chimico anisotropo del corpo semiconduttore (2) in modo tale da conferire a detto canale (12; 28; 42) una forma, in vista in sezione trasversale, scelta tra rettangolare, trapezoidale, triangolare, ovale, circolare.
23. 23. Metodo secondo la rivendicazione 22, in cui la fase di formare il canale sepolto (14; 28; 44) comprende formare un canale avente un numero di Reynolds inferiore a 500.
24. 24. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 18-23, in cui la fase di formare il canale (12; 28; 42) comprende le fasi di: formare uno strato di maschera sul primo lato (2a) del corpo semiconduttore (2); rimuovere porzioni selettive dello strato di maschera, formando una maschera dura avente aperture (10) che espongono porzioni superficiali (2a') del primo lato (2a) del corpo semiconduttore (2); e attaccare ad umido il corpo semiconduttore (2) alle porzioni superficiali (2a') esposte del primo lato (2a).
25. 25. Metodo secondo la rivendicazione 24, in cui la fase di formare il canale sepolto comprende inoltre le fasi di: eseguire una deposizione di materiale a base di silicio formando uno strato di copertura (16; 46) su pareti interne (12a, 12b) del canale (12; 28; 42) e su detta maschera dura ostruendo parzialmente dette aperture della maschera dura; e eseguire una ossidazione termica di detto strato di copertura (16; 46) per fare crescere uno strato di ossido di silicio (18; 48) sulle pareti interne (12a, 12b) del canale e su detta maschera dura, e fino a quando si ostruiscono completamente dette aperture della maschera dura.
26. 26. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 20-25, in cui la fase di formare lo strato strutturale (87) comprende le fasi di: formare una pluralità di primi strati dielettrici (20, 22, 60, 70, 72) che circondano la prima striscia (68); e formare una pluralità di secondi strati dielettrici (74, 79) che circondano la seconda striscia (82); la fase di formare il plug conduttivo (81) comprendendo rimuovere porzioni selettive di almeno uno (72) dei primi strati dielettrici (20, 22, 60, 70, 72) formando un foro passante (80) attraverso detto almeno un primo strato dielettrico (72), e depositare il materiale conduttivo in detto foro passante (80).
27. 27. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 18-26, comprendente inoltre le fasi di: - formare un secondo elemento di rilevamento di temperatura sepolto nello strato strutturale (87) e che si estende parzialmente sul canale sepolto in corrispondenza di una seconda posizione che à ̈ diversa dalla prima posizione; - formare un riscaldatore (100) in detto strato strutturale in corrispondenza di una terza posizione tra la prima e la seconda posizione; - accoppiare un circuito di controllo (117) al primo e al secondo elemento di rilevamento di temperatura; - acquisire, tramite il circuito di controllo, un primo e un secondo segnale di rilevamento generati dal primo e rispettivamente dal secondo elemento di rilevamento di temperatura; e - calcolare, tramite il circuito di controllo, una portata di detto fluido che scorre tra la prima e la seconda posizione sulla base del primo e del secondo segnale di rilevamento.
28. 28. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 18-26, comprendente inoltre le fasi di: - formare uno strato di assorbimento di radiazioni agli infrarossi (142) sul primo elemento di rilevamento di temperatura; - accoppiare un circuito di controllo (147) al primo elemento di rilevamento di temperatura; - acquisire, tramite il circuito di controllo (147), un segnale di rilevamento (VIR_OUT) generato dal primo elemento di rilevamento di temperatura; e - associare il segnale di rilevamento alla quantità di radiazione a infrarossi che impatta sullo strato di assorbimento di radiazioni a infrarossi (142).