[發(fā)明專利]基于多晶硅特性制作熱剪切應力傳感器的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710064856.5
• 申請日: 2007-03-28
• 公開（公告）號: CN101274738A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 易亮;歐毅;陳大鵬;景玉鵬;葉甜春
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;G01L1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發(fā)明涉及微機電(MEMS)技術領域，尤其涉及一種基于多晶硅特性以及真空陽極鍵合工藝制作熱剪切應力傳感器的方法，采用重摻雜的多晶硅作為熱敏電阻，用氮化硅薄膜作為結構層，用體硅各向異性腐蝕和真空陽極鍵合方法在氮化硅薄膜和玻璃之間形成絕熱真空腔。本發(fā)明不僅簡化工藝過程，而且大大提高了熱剪切應力傳感器靈敏度。

背景技術

利用微機電(MEMS)技術來制作熱剪切應力傳感器國外已經做了很多研究，要制作出靈敏度高的熱剪切應力傳感器的關鍵有兩點：一是提高熱敏電阻條發(fā)熱量，二是減少熱量從襯底流失。

傳統(tǒng)的犧牲層工藝形成絕熱空腔工藝過程復雜，尤其是腐蝕分離時，由于液體的烘干會使可變形的微結構在表面張力作用下與襯底粘接，使空腔無法形成。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于多晶硅特性制作熱剪切應力傳感器的方法，以簡化工藝過程，提高器件靈敏度。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：

一種基于多晶硅特性制作熱剪切應力傳感器的方法，該方法包括：

A、在硅片的正面和背面淀積氮化硅薄膜；

B、保護正面，對背面進行光刻，刻蝕形成氮化硅薄膜窗口以及劃片槽；

C、在正面淀積多晶硅薄膜，進行磷重摻雜，光刻，打底膠，表面淀積鉻薄膜，剝離，刻蝕形成多晶硅薄膜電阻條；

D、在正面淀積一層氮化硅薄膜，鈍化多晶硅；

E、腐蝕背面體硅，形成腔體；

F、正面光刻，打底膠，表面淀積鉻薄膜，剝離，刻蝕形成接觸孔；

G、正面光刻，電子束蒸發(fā)金屬鋁(Al)，剝離，形成電極；

H、背面與硼硅玻璃進行陽極鍵合。

步驟A中所述硅片為雙表面拋光的晶向為(100)的n型硅片；

步驟A中所述淀積采用低壓化學氣相沉積(LPCVD)方法進行；

步驟A中所述氮化硅薄膜的厚度為1.5μm。

所述步驟B包括：正面用光刻膠保護，背面光學光刻后，光刻膠作掩蔽，用ICP干法刻蝕掉氮化硅，形成900μm×900μm的腐蝕窗口以及劃片槽。

所述步驟C包括：在正面用LPCVD淀積多晶硅薄膜，用離子注入機進行磷重摻雜，劑量為1×10¹⁶cm²，注入能量為40KeV，光學光刻，打底膠，表面電子束蒸發(fā)厚度為的鉻薄膜，剝離，刻蝕形成100μm×2μm×0.5μm的多晶硅薄膜電阻條。

步驟D中所述淀積氮化硅薄膜采用LPCVD方法進行，淀積的氮化硅薄膜的厚度為100nm。

步驟E中所述腐蝕背面體硅，在質量比為30％的KOH溶液中采用各向異性腐蝕方法進行。

所述步驟F包括：正面光學光刻，ICP打底膠，電子束蒸發(fā)厚度為的鉻薄膜，超聲剝離，ICP刻蝕形成接觸孔。

所述步驟G包括：正面光學光刻，電子束蒸發(fā)一層厚度為300nm的金屬Al，超聲剝離，形成電極。

所述步驟H包括：在真空環(huán)境下硅晶片背面與硼硅玻璃Corning7740進行陽極鍵合，相對于玻璃，硅保持正極，電壓1200V，溫度400℃。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的這種基于多晶硅特性制作熱剪切應力傳感器的方法，通過利用重摻雜的多晶硅作為熱敏電阻，用氮化硅薄膜作為結構層，用體硅各向異性腐蝕和真空陽極鍵合方法在氮化硅薄膜和玻璃之間形成絕熱真空腔，以此完成熱剪切應力傳感器器件制作的方法。

2、本發(fā)明提供的這種基于多晶硅特性制作熱剪切應力傳感器的方法，利用氮化硅薄膜作為結構層，在其上形成多晶硅電阻條，多晶硅電阻條提高了電阻發(fā)熱量，而真空陽極鍵合工藝避免了傳統(tǒng)的復雜犧牲層工藝，不僅簡化了工藝過程，并大大提高了器件靈敏度。

3、本發(fā)明提供的這種基于多晶硅特性制作熱剪切應力傳感器的方法，成本低廉，生產周期短，工藝穩(wěn)定，具有一定的實用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的基于多晶硅特性制作熱剪切應力傳感器的方法流程圖；

圖2為依照本發(fā)明實施例在雙拋光n-type(100)硅晶片雙表面上淀積氮化硅薄膜的工藝流程圖；

圖3為依照本發(fā)明實施例進行背面光刻形成氮化硅薄膜窗口以及劃片槽的工藝流程圖；