[發明專利]一種微米級半導體傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710102458.1
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106986302A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 王小華;呂品雷;楊愛軍;褚繼峰;王大偉;劉定新;榮命哲
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B1/00
• 代理公司: 北京華創博為知識產權代理有限公司11551
• 代理人: 張波濤,管瑩

1.一種微米級半導體傳感器的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

S100、將硅片清洗烘干，涂底，旋轉涂光刻膠，在光刻膠上覆蓋掩膜版，對準掩膜版，曝光，去除掩膜版，顯影，硬烘，得到預刻蝕硅板；

S200、采用刻蝕劑對步驟S100得到的預刻蝕硅板進行深硅，去膠，激光打孔、劃片，得傳感器電極預制硅板；

S300、在步驟S200中得到的預制硅板表面進行濺射鍍膜，鍍上一層導電金屬膜，封裝，得到微米級半導體傳感器。

2.根據權利要求1所述的備方法，其特征在于，優選的，所述步驟S200中的刻蝕劑為C₄F₈與SF₆，其中C₄F₈以流量100sccm通5s，SF₆以流量100sccm通8s，循環工作至刻蝕完成。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S100還包括在顯影后進行堅膜，所述堅膜的溫度為90至300℃，堅膜的時間為5至30min。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S200中所得預制硅板包括傳感器的放電陰極、提取電極以及收集電極。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟S200中放電陰極內表面刻蝕出1-10um粗，5-150um高，間距為10um-500um的硅柱陣列，并采用表面濺射鍍膜的方式制作放電針尖。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟S300中的封裝具體為：采用封裝機對放電陰極、提取電極以及收集電極進行封裝，電極間采用石英玻璃進行隔離。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟S300中的在預制硅板表面進行濺射鍍膜，鍍上一層導電金屬膜具體為：在微米級半導體傳感器的提取電極的兩個表面及放電陰極和收集電極的內表面鍍上Ti/X/Au膜；

其中，Ti濺射10nm，用于連接硅片及金屬X；

X為導電金屬，包括Cu、Ni、Au、Al、Zn、Ge、Fe，根據放電陰極硅柱粗細，選擇濺射500nm-10um，作為電流層導電用；

Au為濺射的最外層，濺射50nm，用于傳感器封裝。

8.根據權利要求7述的方法，其特征在于：所述步驟S300中的濺射采用磁控濺射方式。

9.一種采用權利要求1-8任一方法制得的微米級半導體傳感器，其特征在于，

所述傳感器包括依次設置的收集電極、提取電極和放電陰極；

所述收集電極包括收集電極硅層，所述收集電極硅層朝向提取電極的一側表面具有方形凹槽，且收集電極硅層朝向提取電極的一側的表面及方形凹槽的內表面均鍍覆有Ti/Cu/Au鍍膜；

所述提取電極包括提取電極硅層，在提取電極的兩個表面均鍍覆有Ti/Cu/Au鍍膜；

所述提取電極中心與收集電極方形凹槽對應位置處設置有圓形通孔，提取電極與收集電極之間設置有絕緣層，絕緣層設置于提取電極兩端與收集電極兩端對應的位置處；

所述放電陰極包括有放電陰極硅層，所述放電陰極硅層的表面刻蝕有硅柱陣列，且放電陰極硅層的兩個表面均鍍覆有Ti/Cu/Au鍍膜；

所述放電陰極兩端分別設置有圓形通孔；

所述放電陰極與提取電極之間設置有聚酯薄膜絕緣層。

10.根據權利要求9所述的傳感器，其特征在于：所述方形凹槽的槽深為200μm。