[發明專利]壓電懸臂梁傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 201310630291.8
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103594617A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 楊冰
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L41/332
• 分類號: H01L41/332;H01L41/113
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

1.一種壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供一SOI襯底，其包括襯底硅層，埋氧化層以及頂層硅層；所述SOI襯底具有與懸臂梁結構相對應的懸臂梁區域；

在所述懸臂梁區域上依次形成下電極、壓電薄膜和上電極；

沿所述懸臂梁區域邊緣依次刻蝕所述頂層硅層、所述埋氧化層和所述襯底硅層，形成底部延伸至所述襯底硅層的溝槽；

在上述結構上沉積隔離層；

去除所述溝槽底部的隔離層并露出所述襯底硅層，以形成所述懸臂梁結構的釋放窗口；以及

通過所述釋放窗口進行釋放工藝，刻蝕所述懸臂梁區域下方的所述襯底硅層，以形成所述懸臂梁結構。

2.根據權利要求1所述的壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，在所述懸臂梁區域上依次形成上電極、壓電薄膜和上電極的步驟包括：

通過光刻膠剝離工藝在所述懸臂梁區域上形成Pt/Ti下電極；

制備PZT壓電薄膜，并對其圖形化；以及

通過光刻膠剝離工藝在所述圖形化的PZT壓電薄膜上形成Pt/Ti上電極。

3.根據權利要求2所述的壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，通過光刻膠剝離工藝在所述懸臂梁區域上形成Pt/Ti下電極的步驟包括：

在所述頂層硅層上涂覆光刻膠，經曝光顯影去除所述懸臂梁區域上方的所述光刻膠；

淀積Pt/Ti薄膜；以及

將上述結構浸泡于剝離液中進行光刻膠剝離，以在所述懸臂梁區域上形成所述Pt/Ti下電極。

4.根據權利要求2所述的壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，通過光刻膠剝離工藝在所述壓電薄膜上形成Pt/Ti上電極的步驟包括：

在上述結構上涂覆光刻膠，經曝光顯影去除所述圖形化的PZT壓電薄膜上方的所述光刻膠；

淀積Pt/Ti薄膜；以及

將上述結構浸泡于剝離液中進行光刻膠剝離，以在所述圖形化的PZT壓電薄膜上形成所述Pt/Ti上電極。

5.根據權利要求2所述的壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，所述PZT壓電薄膜通過濺射法，溶膠－凝膠法，金屬有機化合物熱分解法，金屬有機化學氣相沉積法或脈沖激光沉積法制備而成。

6.根據權利要求1所述的壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，

通過干法刻蝕工藝沿所述懸臂梁區域邊緣依次刻蝕所述頂層硅層、所述埋氧化層和所述襯底硅層；

通過干法刻蝕工藝去除所述溝槽底部的隔離層并露出所述襯底硅層。

7.根據權利要求1所述的壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，所述釋放工藝為各向同性濕法刻蝕工藝。

8.根據權利要求1所述的壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，所述隔離層為SiN層，其通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積而成，厚度為0.05微米～0.1微米。

9.根據權利要求1所述的壓電懸臂梁傳感器的制造方法，其特征在于，所述Pt/Ti薄膜中Pt膜的厚度為0.05微米～0.1微米，Ti膜的厚度為0.01微米～0.02微米。

10.根據權利要求1～9任一項所述的制造方法所制造的壓電懸臂梁傳感器。