[發(fā)明專(zhuān)利]采用正面腐蝕方式制造流量傳感器的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210384637.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102942157A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛維佳;席韡;陳晨;王林軍;閔嘉華;史偉民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B81C1/00
• 分類(lèi)號(hào): B81C1/00;G01F1/68
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）制造技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種采用正面腐蝕方式制造流量傳感器的方法。

背景技術(shù)

在某些與溫度相關(guān)半導(dǎo)體傳感器的結(jié)構(gòu)中，有時(shí)需要在傳感器處于一個(gè)厚度較薄的懸空膜上，懸空膜的厚度較薄，在封裝后，傳感器下方的襯底不與封裝的基座直接接觸，而是懸空與空氣或者真空接觸，達(dá)到降低外界環(huán)境溫度干擾的目的。

從上述傳感器的應(yīng)用方面來(lái)說(shuō)，傳感器的精度與器件下方襯底材料的厚度緊密相關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)溫精度和較短的響應(yīng)時(shí)間，需要使懸空上方的膜厚度較薄，達(dá)到降低器件縱向熱傳導(dǎo)；當(dāng)然另一方面也需要考慮較薄基底對(duì)器件的支撐作用，厚度越厚，傳感器結(jié)構(gòu)越牢固，因此最終需要綜合考慮上述幾方面的因素，選定合適的表層薄膜厚度。

對(duì)于半導(dǎo)體工藝來(lái)說(shuō)，當(dāng)前絕大多數(shù)傳感器的工藝都需要背面的工藝，這些工藝是當(dāng)前的主流，然而卻與常規(guī)的半導(dǎo)體工藝不兼容，因此需要采用定制化特點(diǎn)的傳感器加工生產(chǎn)線，增加了生產(chǎn)成本。而且通過(guò)背面腐蝕工藝獲得精確的表層硅厚度的難度也很高。在尺寸較大、批次較多的半導(dǎo)體工廠里面加工的時(shí)候，片中器件的均勻性、片間器件的可重復(fù)性問(wèn)題就更加顯露。采用本發(fā)明的制作方法，能夠很好地解決上述的問(wèn)題，制造出的傳感器的品質(zhì)顯然更高。

本發(fā)明涉及一種流量傳感器的制造方法，具有良好的片中器件的均勻性、片間器件的可重復(fù)性，適合大批量的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的缺陷提供一種采用正面腐蝕方式制造流量傳感器的方法，能夠與常規(guī)的半導(dǎo)體制造工藝兼容，簡(jiǎn)化制造工藝，降低生產(chǎn)成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種采用正面腐蝕方式制造流量傳感器的方法，其特征在于：制造工藝步驟如下：

1）取一硅襯底，該硅襯底上方有覆蓋一層隔離層，采用干法刻蝕法在所述硅襯底中形成用于制作空腔的槽；

2）在所述襯底的表面和所述槽的側(cè)壁與底部淀積阻擋層；

3）去除所述襯底的表面和所述槽的底部的阻擋層，在所述槽的側(cè)壁形成側(cè)壁保護(hù)層；

4）以所述側(cè)壁保護(hù)層為掩模，繼續(xù)刻蝕所述槽，形成深槽；

5）采用濕法腐蝕法腐蝕所述深槽，在所述襯底的內(nèi)部形成腔體；

6）在所述槽的側(cè)壁保護(hù)層之間填滿隔離和/或填充材料，形成插塞結(jié)構(gòu)，將所述腔體與外界隔離；

7）將所述襯底的表面平坦化；

8）在所述硅襯底上淀積電熱層；

9）對(duì)所述電熱層作圖形化，在所述硅襯底上形成加熱裝置、測(cè)溫裝置和電極；

10）在所述襯底上淀積保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋所述加熱裝置和所述測(cè)溫裝置。

可選地，所述方法還包括在形成制作腔體的槽之前淀積絕緣層。

可選地，所述襯底為（111）晶向的硅。

可選地，所述槽的形狀和/或深度根據(jù)實(shí)際需要是可調(diào)的。

可選地，所述阻擋層是通過(guò)化學(xué)氣相淀積法或者原子層淀積法形成的。

可選地，所述襯底的表面和所述槽的底部的阻擋層是通過(guò)回刻工藝去除的。

可選地，所述深槽的深度為0.1～10um。

可選地，所述濕法腐蝕法采用各向異性的腐蝕工藝在所述襯底的內(nèi)部形成腔體。

可選地，所述濕法腐蝕的溶液為KOH和/或TMAH。

可選地，所述腔體的形狀和/或深度是任意的。

可選地，通過(guò)化學(xué)氣相淀積法或者原子層淀積法在所述槽的側(cè)壁保護(hù)層之間填充隔離和/或填充材料。

可選地，所述隔離和/或填充材料為單層或者多層結(jié)構(gòu)。

可選地，所述平坦化工藝包括化學(xué)機(jī)械拋光和/或回刻。

可選地，所述電熱層為含金屬的材料。

可選地，所述電熱層為單層的或者多層的結(jié)構(gòu)。

可選地，所述含金屬的材料為溫阻材料。

可選地，所述溫阻材料包括鉑或者金。

可選地，所述加熱裝置和所述測(cè)溫裝置的形狀、布局、線條尺寸、厚度和圈數(shù)根據(jù)不同的需要是可調(diào)整的。

可選地，所述保護(hù)層為單層的或者多層的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著技術(shù)進(jìn)步：

本發(fā)明提供的空氣流量傳感器制造方法是采用正面腐蝕的、與常規(guī)的半導(dǎo)體工藝兼容的工藝，在通用的半導(dǎo)體生產(chǎn)線上能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的制造，具有實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、高性能等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)流量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中A-A處剖面圖。