[發明專利]聲表面波傳感器芯片及其制作方法

無效

• 申請號: 200610144328.6
• 申請日: 2006-12-01
• 公開（公告）號: CN101192818A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 李繼良;黃歆;王憲剛;楊思川
• 申請（專利權）人: 北京中科飛鴻科技有限公司
• 主分類號: H03H9/25
• 分類號: H03H9/25;H03H3/08;H03H9/145
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙鎮勇;郭宗勝

技術領域

本發明涉及一種芯片制作技術，尤其涉及一種聲表面波傳感器芯片及其制作方法。

背景技術

近年來，由于反恐和防化的需求，氣體傳感器的研制成為熱點，尤其是根據高分子氣敏材料吸收氣體后，聲波在材料表面傳播速度或頻率發生變化的原理制成的SAW(聲表面波)氣體傳感器的研制與應用更為突出。

SAW氣體傳感器的核心部件是用于氣體檢測的SAW傳感器芯片，在SAW傳感器芯片的制備過程中存在一個技術難點，那就是如何將化學敏感膜穩定可靠、準確地轉移到芯片的成膜區，同時不影響芯片其他部分。

目前有很多種成膜方式，一種是采用激光定位噴涂生長化學敏感膜方法，該方法不需要將非成膜區域掩蔽起來，具有易于生長、控制精確、一致性好等工藝特點，但所需的成膜設備非常昂貴。

另一種是分子自組裝成膜方法，該方法將芯片在成膜溶液中長時間浸泡，此時就需要將非成膜區域掩蔽起來，只露出成膜區域，過去常利用特殊膠帶進行掩蔽，但膠帶邊緣會翹起甚至脫落，產生溶液滲透，污染非成膜區域，同時膠帶還會污染芯片表面，難于去除。也有采用石蠟掩蔽的，但操作麻煩、可靠性差，同時在去除石蠟時，也難免污染芯片表面，影響傳感器性能。以上掩蔽方式效率都很低，不適于芯片的批量生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種聲表面波傳感器芯片及其制作方法，該方法操作簡單、可靠性高、效率高。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的聲表面波傳感器芯片，包括壓電基片，所述的壓電基片上設有金Au層；

所述芯片包括叉指換能器和成膜區；

所述的叉指換能器部位的Au層上設有成膜掩蔽層；

所述成膜區的Au層上設有敏感膜，所述的敏感膜為對特定氣體具有吸附和解吸附性質的聚合物膜。

所述壓電基片與Au層之間設有鉻Cr過渡層。

所述的壓電基片包括各種切向的下列至少一種晶體：

石英晶體、鈮酸鋰晶體、鉭酸鋰晶體、硅酸鎵鑭晶體、四硼酸鋰晶體。

所述的Au層的厚度為400～550埃；

所述Cr過渡層的厚度為5～15埃；

所述成膜掩蔽層的厚度為100～300埃。

本發明的上述聲表面波傳感器芯片的制作方法，包括以下步驟：

A、在壓電基片上蒸鍍Au層；

B、將Au層刻出叉指換能器和成膜區；

C、在Au層上蒸鍍成膜掩蔽層；

D、將成膜區的成膜掩蔽層剝掉，然后在成膜區形成敏感膜。

所述的步驟A中，在壓電基片上蒸鍍Au層之前，首先在壓電基片上蒸鍍Cr過渡層，然后在Cr過渡層上蒸鍍Au層。

所述的步驟B包括，

B1、在Au層上涂敷光刻膠，并通過光刻的方法，將叉指換能器和成膜區的圖形刻到光刻膠層上；

B2、通過刻蝕的方法，將光刻膠層上叉指換能器和成膜區的圖形刻到Au層上，然后將Au層上剩余的光刻膠去掉。

所述的步驟C包括，

C1、在Au層上涂敷光刻膠，并通過光刻的方法，將成膜區以外的光刻膠刻掉；

C2、在Au層上蒸鍍成膜掩蔽層。

所述的光刻膠的粘度為5～10厘波；涂敷厚度為7000～9000埃。

所述的步驟D包括，

D1、將成膜區的成膜掩蔽層剝掉，在成膜區形成窗口；

D2、將芯片放入敏感膜溶液中，在成膜區形成敏感膜。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的聲表面波傳感器芯片及其制作方法，由于包括成膜掩蔽層，在成膜區形成化學敏感膜之前，利用成膜掩蔽層對非成膜區進行掩蔽，能夠很好的解決敏感膜形成過程中的掩蔽不嚴、一致性差、污染芯片等問題，工藝過程簡單、效率高、穩定可靠，對芯片電性能影響小。

附圖說明

圖1為本發明聲表面波傳感器芯片的剖面結構示意圖；

圖2為本發明聲表面波傳感器芯片的平面結構示意圖；

圖3為本發明聲表面波傳感器芯片的制作方法中，蒸鍍Cr過渡層及Au層并涂敷光刻膠后芯片的剖面結構示意圖；

圖4為對涂敷光刻膠后的芯片進行光刻后的剖面結構示意圖；

圖5為對光刻后的芯片進行刻蝕后的剖面結構示意圖；

圖6為經過刻蝕并涂敷光刻膠后的芯片的剖面結構示意圖；

圖7為對刻蝕并涂敷光刻膠后的芯片進行光刻后的剖面結構示意圖；

圖8為蒸鍍成膜掩蔽層后的芯片的剖面結構示意圖；

圖9為在成膜區將成膜掩蔽層開窗后的芯片的剖面結構示意圖；