[發(fā)明專利]一種薄膜壓力傳感器及制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610790333.8 | 申請日： | 2016-08-31 |
| 公開（公告）號： | CN106441650B | 公開（公告）日： | 2017-12-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 刁克明 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京埃德萬斯離子束技術(shù)研究所股份有限公司 |
| 主分類號： | G01L1/22 | 分類號： | G01L1/22 |
| 代理公司： | 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11609 | 代理人： | 周嬌嬌,譚輝 |
| 地址： | 100071 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 薄膜 壓力傳感器 制備 方法 | ||
1.一種薄膜壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
S1、提供彈性基底；
S2、通過離子束濺射沉積技術(shù)在彈性基底上沉積絕緣層；
S3、在所述絕緣層上制作第一光刻膠，以所述第一光刻膠為掩模，采用多元素靶材通過離子束濺射沉積技術(shù)在所述絕緣層上沉積應(yīng)變電阻層，構(gòu)成惠斯通電橋電路；所述多元素靶材包括鎳、鉻、錳和硅元素，其中各個(gè)元素的質(zhì)量份數(shù)為：鎳，70～90份；鉻，10～30份；錳，1～10份；硅，1～10份；在形成應(yīng)變電阻層之后，去除第一光刻膠；
S4、在所述應(yīng)變電阻層和暴露的絕緣層上制作第二光刻膠，以所述第二光刻膠為掩模，通過離子束濺射沉積技術(shù)在所述應(yīng)變電阻層上沉積引線膜；
所述步驟S2包括：
S2-1、設(shè)置主離子源產(chǎn)生的氬離子束的離子能量為500～800eV，設(shè)置其離子束流密度為0.4～0.6mA/cm2；并使真空倉的本底壓強(qiáng)保持在3×10-3Pa及以下，控制薄膜沉積速率為20～30nm/min；工件臺自轉(zhuǎn)速度為7～9rpm，沉積角度為45°；
S2-2、利用主離子源產(chǎn)生的氬離子束轟擊靶臺上的鉭靶材，使靶材濺射出來的粒子與輔離子源產(chǎn)生的氧離子束發(fā)生反應(yīng)后沉積在彈性基底上，形成五氧化二鉭打底膜；
S2-3、利用主離子源產(chǎn)生的氬離子束轟擊靶臺上的二氧化硅靶材，使靶材濺射出來的粒子沉積在五氧化二鉭打底膜上，形成二氧化硅絕緣膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3包括：
S3-1、按照各個(gè)元素的質(zhì)量份數(shù)稱取鎳、鉻、錳和硅的金屬粉末，混合均勻后壓制成多元素靶材，并將所述多元素靶材固定在靶臺上；
S3-2、在沉積有絕緣層的彈性基底上制作第一光刻膠，并將彈性基底固定在工件臺上；
S3-3、設(shè)置主離子源產(chǎn)生的氬離子束的離子能量為500～800eV，設(shè)置其離子束流密度為0.4～0.6mA/cm2；并使真空倉的本底壓強(qiáng)保持在5×10-4Pa及以下，控制薄膜沉積速率為20～30nm/min；設(shè)置工件臺自轉(zhuǎn)速度為7～9rpm，沉積角度為45°；
S3-4、利用主離子源產(chǎn)生的氬離子束轟擊所述多元素靶材，使多元素靶材濺射出來的粒子沉積在絕緣層上，形成應(yīng)變電阻層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S2～S4中主離子源在轟擊靶材前還包括靶材清洗步驟，該步驟中采用主離子源產(chǎn)生的低能氬離子束對靶材表面轟擊2～4分鐘，以去除靶材表面雜質(zhì)，該低能氬離子束的離子能量為200～500eV，離子束流密度為0.2～0.4mA/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S2～S4中主離子源在轟擊靶材前還包括預(yù)處理步驟，該步驟中采用輔離子源產(chǎn)生的低能氬離子束對需要鍍膜的工件表面轟擊2～4分鐘，以增大工件表面附著力，該低能氬離子束的離子能量為200～500eV，離子束流密度為0.2～0.4mA/cm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述薄膜壓力傳感器采用四靶臺雙離子束反應(yīng)濺射沉積設(shè)備制作，所述四靶臺雙離子束反應(yīng)濺射沉積設(shè)備包括主離子源、輔離子源、工件臺和可旋轉(zhuǎn)的四靶臺；所述四靶臺位于主離子源的離子束發(fā)射方向上，所述工件臺位于所述輔離子源的離子束發(fā)射方向上以及主離子源的離子束濺射沉積的方向上，且所述工件臺設(shè)置有可開關(guān)的擋板，用于在關(guān)閉時(shí)遮擋工件臺上的工件防止離子束濺射；
所述制備方法中將鉭靶材、二氧化硅靶材、多元素靶材和引線膜靶材固定于四靶臺的四個(gè)靶面上，并將彈性基底固定在工件臺上，在步驟S2～S4中通過旋轉(zhuǎn)四靶臺將所需的靶材置于主離子源的轟擊范圍內(nèi)，并在靶材清洗步驟中關(guān)閉工件臺的擋板防止離子束濺射，使用主離子源產(chǎn)生的低能氬離子束對靶材進(jìn)行轟擊；在預(yù)處理步驟中打開工件臺的擋板，使用輔離子源產(chǎn)生的低能氬離子束對需要鍍膜的工件表面進(jìn)行轟擊。
6.一種薄膜壓力傳感器，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的薄膜壓力傳感器的制備方法制得。
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