[發明專利]一種濕法腐蝕制作集成壓阻SiO2懸臂梁的方法

有效

• 申請號: 200910053221.4
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101590997A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 李昕欣;陳瀅;楊永亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;C23F1/40
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 潘振黡

1.一種濕法腐蝕制作集成壓阻SiO₂懸臂梁的方法，包括壓阻敏感電阻 的形成，金屬引線的形成、敏感薄膜粘附層的形成和懸臂梁的形成和釋放， 其特征在于使用四甲基氫氧化銨水溶液濕法腐蝕從硅片單面釋放懸臂梁和使 用鈦金鉻三層復合金屬作為引線，位于最內層的鈦與硅壓阻形成歐姆接觸， 金作為中間層，鉻位于最外層；

制備步驟為：

(1)采用SOI硅片，頂層硅用于制作壓阻敏感電阻，二氧化硅埋層作為懸 臂梁的主體，對頂層硅進行多次氧化減薄，然后熱氧化形成氧化硅層；

(2)光刻，用緩沖的氫氟酸溶液腐蝕氧化硅，形成壓阻圖形的腐蝕掩膜并 去除光刻膠；

(3)在KOH溶液中腐蝕頂層硅，直至SOI硅片的二氧化硅埋層，在120 ℃濃硫酸中清洗后，將壓阻圖形的腐蝕掩膜用緩沖的氫氟酸溶液腐蝕掉；

(4)再進行干氧氧化，形成致密的氧化硅層，將壓阻圖形完全包裹起來以 絕緣；

(5)硼離子注入，然后進行硼主擴，以形成壓阻敏感的電阻；

(6)用光刻膠做掩膜，光刻出壓阻引線孔圖形，用緩沖的氫氟酸溶液腐蝕 掉氧化硅形成引線孔；

(7)在同一腔體中先后濺射鈦、金薄膜，依次光刻腐蝕和去膠，形成鈦- 金引線；

(8)在步驟(7)形成的鈦-金引線上濺射鉻金屬薄膜，光刻、腐蝕、去膠， 形成保護鈦-金引線的鉻金屬保護層，同時，腐蝕鉻金屬，使鉻金屬覆蓋住 下面的鈦-金引線，暴露出鉻金屬下層的一部分金薄膜，用以后續步驟進行 壓焊；

(9)光刻并腐蝕二氧化硅埋層直至襯底硅，形成二氧化硅埋層懸臂梁的形 狀；

(10)光刻敏感懸臂梁上敏感薄膜粘附層的圖形，電子束蒸發鉻層和金層， 再利用剝離工藝形成敏感薄膜粘附層；

(11)在80℃，利用質量比為25％，不含異丙醇的TMAH水溶液對襯底硅 進行各向異性腐蝕，將懸臂梁全部釋放。

2.按權利要求1所述的濕法腐蝕制作集成壓阻SiO₂懸臂梁的方法，其 特征在于采用SOI硅片的頂層硅的厚度為0.3～1.2μm，二氧化硅埋層厚度為 0.9～1.5μm。

3.按權利要求1或2所述的濕法腐蝕制作集成壓阻SiO₂懸臂梁的方法， 其特征在于頂層硅減薄至然后熱氧化形成的氧化硅層厚度為

4.按權利要求1所述的濕法腐蝕制作集成壓阻SiO₂懸臂梁的方法，其 特征在于所述的步驟(4)干氧氧化形成的致密氧化硅層的厚度為

5.按權利要求1所述的濕法腐蝕制作集成壓阻SiO₂懸臂梁的方法，其 特征在于所述的步驟(5)硼離子注入的能量為4.5kev，劑量為3.5E14cm^-3； 硼主擴的工藝條件是氮氣保護下，于1000℃溫度下持續30分鐘。

6.按權利要求1所述的濕法腐蝕制作集成壓阻SiO₂懸臂梁的方法，其 特征在于步驟(7)先后濺射的鈦薄膜厚度和金薄膜厚度分別在和以上。

7.按權利要求6所述的濕法腐蝕制作集成壓阻SiO₂懸臂梁的方法，其 特征在于在步驟(7)形成的鈦-金引線上濺射鉻金屬薄膜，鉻金屬薄膜的寬 度比下層鈦-金引線寬，鉻金屬厚度在以上。

8.按權利要求1所述的濕法腐蝕制作集成壓阻SiO₂懸臂梁的方法，其 特征在于形成的敏感薄膜粘附層由鉻層和金層組成，其中鉻層厚度為 金層厚度為