[發明專利]一種SOI壓力應變計及其制作方法

有效

• 申請號: 201310719756.7
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103712721A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 沈紹群;羅小勇;梁棟漢;阮炳權
• 申請（專利權）人: 新會康宇測控儀器儀表工程有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;B81B1/00;B81C1/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

1.一種SOI壓力應變計，包括壓力應變計，其特征在于：所述壓力應變計包括SOI絕緣硅片，所述SOI絕緣硅片從下至上依次包括硅襯底、二氧化硅絕緣薄膜和硅薄膜，所述硅薄膜上設置有兩個或四個的力敏電阻，所述力敏電阻上設有內引線通道，所述內引線通道內設置有金屬內引線，還包括用于與傳感器芯片連接的鋁電極，所述力敏電阻通過金屬內引線相互連接和/或與鋁電極連接組成壓力測量電路。

2.根據權利要求1所述的一種SOI壓力應變計，其特征在于：所述內引線通道下方的硅薄膜上形成有其對應的濃硼擴散基體。

3.根據權利要求1所述的一種SOI壓力應變計，其特征在于：所述硅薄膜及力敏電阻的上表面覆蓋有一層氮化硅薄膜，所述氮化硅薄膜與二氧化硅絕緣薄膜形成復合絕緣基體。

4.根據權利要求1所述的一種SOI壓力應變計，其特征在于：所述壓力應變計設置于17-4PH不銹鋼彈性基座的圓形彈性膜上，所述的力敏電阻分成兩組，其中一組力敏電阻與圓形彈性膜的切線平行，另外一組力敏電阻與上述圓形彈性膜的切線相垂直。

5.根據權利要求4所述的一種SOI壓力應變計，其特征在于：所述的力敏電阻設置于圓形彈性膜邊緣的應力峰值區。

6.根據權利要求4所述的一種SOI壓力應變計，其特征在于：所述壓力應變計通過玻璃粉的微熔技術與17-4PH不銹鋼彈性基座連為一體。

7.一種權利要求1至6任一所述SOI壓力應變計的制作方法，?其特征在于包括以下步驟：

步驟1、取SOI絕緣硅片，所述SOI絕緣硅片包括兩層單晶硅片和在兩層單晶硅之間的二氧化硅絕緣薄膜，將上層的單晶硅片減薄成2-5μm硅薄膜；

步驟2、通過熱氧化在SOI絕緣硅片的表面生成氧化層，在氧化層上光刻出濃硼區窗口，用硼乳膠源涂敷表面，通過熱擴散形成濃硼擴散基體；

步驟3、在硅薄膜中中摻入硼原子，使其成為P型導電層，并按力敏電阻的阻值設計要求，調節P型導電層方塊電阻的大小；

步驟4、通過熱氧化在SOI絕緣硅片上表面層的2-5μm硅薄膜上再生成氧化層，通過光刻和干法刻蝕技術反刻形成單晶硅力敏電阻；

步驟5、在單晶硅力敏電阻的電極引線孔處光刻出向外延伸的內引線通道；

步驟6、在SOI絕緣硅片表面蒸鍍出鋁硅合金層，采用光刻技術，把鋁硅合金層刻蝕成金屬內引線和鋁電極，使力敏電阻形成壓力測量電路。

8.根據權利要求7所述的一種SOI壓力應變計的制作方法，其特征在于：步驟4和步驟5之間還包括以下步驟：

??????在硅薄膜及單晶硅力敏電阻的表面沉積一層氮化硅薄膜，所述氮化硅薄膜與硅薄膜形成復合絕緣基體，同時將單晶硅力敏電阻覆蓋起來。

9.根據權利要求8所述的一種SOI壓力應變計的制作方法，其特征在于：步驟5中、采用光刻技術光刻出電極引線孔窗口，先用F4C干法刻蝕氮化硅薄膜，然后用光刻腐蝕液漂凈窗口內的二氧化硅層。

10.根據權利要求7所述的一種SOI壓力應變計的制作方法，其特征在于：步驟4和步驟5之間還包括以下步驟，采用光刻技術光刻出分片槽窗口，然后腐蝕出分片槽。