[發(fā)明專利]基于SOI片襯底硅陽極鍵合的電容式溫度、濕度、氣壓和加速度傳感器集成制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310392119.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN103434999A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立峰;張聰;郭力;黃慶安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): B81B7/02
• 分類號(hào): B81B7/02;B81C3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.基于SOI片襯底硅陽極鍵合的電容式溫度、濕度、氣壓和加速度傳感器集成制造方法，其特征在于：該方法基于SOI片襯底硅以及玻璃襯底(8)實(shí)現(xiàn)，所述SOI片襯底硅由從下至上依次設(shè)置的襯底硅(1)、氧化埋層(2)、器件層硅(3)組成；利用分步深硅刻蝕技術(shù)和SOI片襯底硅與玻璃襯底陽極鍵合技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)制備薄膜結(jié)構(gòu)、高深寬比電容結(jié)構(gòu)和密封腔體結(jié)構(gòu)，最終形成加速度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器以及溫度傳感器集成結(jié)構(gòu)；該方法包括如下步驟：

步驟1)，干法刻蝕所述器件層硅(3)，控制刻蝕深度得到氣壓和溫度傳感器的硅薄膜結(jié)構(gòu)(31)；采用離子注入技術(shù)降低所述器件層硅(3)的電阻率，在所述硅薄膜結(jié)構(gòu)(31)以及所述器件層硅(3)的表面生長(zhǎng)介質(zhì)層并分別刻蝕濕度傳感器、氣壓傳感器以及溫度傳感器的極板形狀圖形，得到濕度傳感器、氣壓傳感器以及溫度傳感器的介電應(yīng)變層(4)；

步驟2)，在所述介電應(yīng)變層(4)和所述器件層硅(3)表面分別淀積金屬層并腐蝕圖形得到濕度傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器以及加速度傳感器的電極(5)；并在所述濕度傳感器的電極上涂敷濕敏材料并腐蝕圖形得到濕度傳感器的感濕層(6)；

步驟3)，深硅刻蝕所述襯底硅(1)后，RIE刻蝕所述氧化埋層(2)，分別形成加速度傳感器、氣壓傳感器以及溫度傳感器背面腔體結(jié)構(gòu)(7)；

步驟4)，將所述SOI片襯底硅(1)與所述玻璃襯底(8)進(jìn)行陽極鍵合，得到密封鍵合面(9)，并且所述腔體結(jié)構(gòu)(7)與所述玻璃襯底(8)之間形成密封腔體；

步驟5)，干法刻蝕所述器件層硅(3)，得到加速度傳感器的梳齒電容結(jié)構(gòu)和溫度傳感器的多層懸臂梁結(jié)構(gòu)；同時(shí)將各傳感器相互電隔離，得到加速度傳感器(10)、濕度傳感器(11)、氣壓傳感器(12)和溫度傳感器(13)集成結(jié)構(gòu)。