[發(fā)明專利]薄膜聲波傳感器及其制作方法

有效

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• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107425112B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 李傳宇;周連群;郭振;張威;姚佳;張芷齊;周頌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術(shù)研究所;蘇州國科芯感醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: H01L41/08
• 分類號: H01L41/08;H01L41/02;H01L41/22
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 吳黎

一種薄膜聲波傳感器及其制作方法，其中方法包括：在絕緣體上硅的頂層硅沉積制作電路圖形；在絕緣體上硅的背襯底的外表面上制作腐蝕槽圖形；對絕緣體上硅的背襯底中腐蝕槽圖形投影的區(qū)域進行刻蝕；將絕緣體上硅的氧化層中腐蝕槽圖形投影的氧化層去除。由于采用絕緣體上硅制作薄膜聲波傳感器，在頂層硅面沉積制作電路圖形，在絕緣體上硅的背襯底的外表面上制作腐蝕槽圖形，而后對背襯底中腐蝕槽圖形投影的區(qū)域進行刻蝕，在刻蝕腐蝕槽時由于絕緣的氧化層有阻擋作用，從而能夠減少在刻蝕腐蝕槽時對頂層硅的損壞，使得頂層硅的厚度可控，繼而保證薄膜處硅基襯底厚度的一致性，由此提高了薄膜聲波傳感器的靈敏度。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領域，具體涉及一種薄膜聲波傳感器及其制作方法。

背景技術(shù)

Lamb波傳感器和硅反面刻蝕型FABR傳感器(film bulk acoustic resonator)作為薄膜壓電傳感器，由于電極和樣品測試區(qū)域位于薄膜的兩側(cè)，便于進行液體樣品的測試，廣泛應用于生物制藥、食品質(zhì)量、水質(zhì)安全等多個領域。

理論上，該類傳感器薄膜支撐層厚度越薄，質(zhì)量靈敏度越高。通常基于雙拋硅片進行傳感器制作時，晶圓通過濕法腐蝕等工藝制作器件的基底厚度一致性難以得到保證。另外濕法腐蝕時如果采用先沉積壓電層和電極，后刻蝕腐蝕槽的順序，則電極和壓電層等需要相對復雜的保護工藝，例如氮化鋁和鋁電極等材料不耐堿溶液，而刻蝕時為加熱狀態(tài)的強堿溶液，對于上述材料具有腐蝕作用。如果采用先濕法腐蝕背面槽結(jié)構(gòu)，則各薄膜層沉積中產(chǎn)生的熱應力問題難以避免，并且后續(xù)光刻、圖形化工藝進行中器件均需要真空吸附，這都加大了器件制作的工藝難度。最后，濕法腐蝕如氫氧化鉀等腐蝕溶液在濕法刻蝕硅基底時，存在各向異性腐蝕現(xiàn)象，相比干法刻蝕方法，同一晶圓下傳感器制作數(shù)量會大大減少。

因此，確保器件的基底厚度一致性成為了亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中器件的基底厚度不一致性問題，從而提供一種薄膜聲波傳感器及其制作方法。

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種薄膜聲波傳感器制作方法，包括：

在絕緣體上硅的頂層硅上沉積制作電路圖形；在絕緣體上硅的背襯底的外表面上制作腐蝕槽圖形；對絕緣體上硅的背襯底中腐蝕槽圖形投影的區(qū)域進行刻蝕；將絕緣體上硅的氧化層中腐蝕槽圖形投影的氧化層去除。

可選地，在絕緣體上硅的背襯底的外表面上制作腐蝕槽圖形之前，還包括：在絕緣體上硅的背襯底的外表面沉積金屬掩膜；在絕緣體上硅的背襯底的外表面上制作腐蝕槽圖形包括：在沉積在絕緣體上硅的背襯底的外表面的金屬掩膜上制作腐蝕槽圖形。

可選地，在對絕緣體上硅的背襯底中腐蝕槽圖形投影的區(qū)域進行刻蝕之后，還包括：去除沉積在絕緣體上硅的背襯底的外表面的金屬掩膜。

可選地，對絕緣體上硅的背襯底中腐蝕槽圖形投影的區(qū)域進行刻蝕，包括：對絕緣體上硅的背襯底中腐蝕槽圖形投影的區(qū)域進行干法深硅刻蝕。

可選地，在絕緣體上硅的頂層硅上沉積制作電路圖形，包括：在絕緣體上硅的頂層硅上沉積壓電層；在壓電層上沉積電極材料；對電極材料進行腐蝕制作成叉指線條。

可選地，在絕緣體上硅的頂層硅上沉積制作電路圖形，包括：在絕緣體上硅的頂層硅上沉積壓電層；在壓電層上沉積電極材料；對電極材料進行腐蝕制作成一體化結(jié)構(gòu)。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種薄膜聲波傳感器，采用上述第一方面提供的薄膜聲波傳感器制作方法制備而成。