[發(fā)明專利]一種壓力傳感器敏感密封腔的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810284256.8
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108663155A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尚瑛琦;張林超;齊虹;田雷;陳靜;張巖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所
• 主分類號: G01L9/06
• 分類號: G01L9/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳昕

一種壓力傳感器敏感密封腔的制備方法，屬于壓力傳感器制備領(lǐng)域。本發(fā)明解決了采用硅?玻璃鍵合工藝制備壓力傳感器存在的體積大、不耐高溫、電學(xué)性能差及硅?硅鍵合方法存在的制備精度低的問題。本發(fā)明主要采用雙層多孔硅(大孔徑多孔硅層和小孔徑多孔硅層)中的大孔徑多孔硅層作為犧牲層，單晶硅外延層密封大孔徑多孔硅層形成的敏感空腔制備敏感密封腔。本發(fā)明主要用于制備壓力傳感器敏感密封腔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于壓力傳感器制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有SOI壓力傳感器敏感密封腔的制備主要有兩種方法：

第一種是采用硅-玻璃鍵合工藝制備的壓力傳感器，鍵合工藝前需進(jìn)行硅杯加工，硅杯加工采用KOH各向異性腐蝕工藝制作，由于各向異性腐蝕存在54.7°夾角，導(dǎo)致器件制作過程中，為了達(dá)到一定厚度的敏感膜，器件尺寸至少2mm*2mm，且器件厚度至少1mm，體積較大；且傳感器中采用的玻璃在200℃以上變軟，導(dǎo)致傳感器無法使用；另外，由于硅與玻璃材質(zhì)不同，其熱膨脹系數(shù)不同，在不同的溫度環(huán)境中，由于硅與玻璃的熱膨脹系數(shù)不匹配，在硅與玻璃之間產(chǎn)生不同的應(yīng)力，影響傳感器的電學(xué)性能。

第二種是采用硅-硅鍵合后進(jìn)行減薄的方法制備壓力傳感器，雖然改善了異質(zhì)問題，但是通常器件厚度在800μm以上，且在制備過程中需要采用雙面對準(zhǔn)，兩個硅片鍵合后對其中的一個硅片進(jìn)行減薄實(shí)現(xiàn)的，因而存在著減薄損傷、需要雙面對準(zhǔn)導(dǎo)致制備精度低、工藝復(fù)雜等問題。

因此，亟需提供一種解決采用硅-玻璃鍵合工藝制備壓力傳感器體積大、不耐高溫、電學(xué)性能差及采用硅-硅鍵合方法存在的制備精度低的新型制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決采用硅-玻璃鍵合工藝制備壓力傳感器存在的體積大、不耐高溫、電學(xué)性能差及硅-硅鍵合方法存在的制備精度低的問題，本發(fā)明提供了一種壓力傳感器敏感密封腔的制備方法。

一種壓力傳感器敏感密封腔的制備方法，該方法包括如下步驟：

步驟一：采用P型單晶硅片作為襯底基片1，并對襯底基片1進(jìn)行清洗；

步驟二：在清洗后的襯底基片1上生長出氧化層2；

步驟三：在氧化層2上生長出鈍化層3；

步驟四：對鈍化層3和氧化層2進(jìn)行光刻，使其在鈍化層3和氧化層2上形成兩個N型重?fù)诫s注入窗口4；

步驟五：在兩個N型重?fù)诫s注入窗口4內(nèi)注入n⁺離子，形成兩個N型重?fù)诫s區(qū)5；

步驟六：在兩個N型重?fù)诫s區(qū)5上依次生長有氧化層2和鈍化層3；

步驟七：對兩個N型重?fù)诫s區(qū)5之間所對應(yīng)的氧化層2和鈍化層3進(jìn)行光刻形成P型重?fù)诫s注入窗口6；

步驟八：在P型重?fù)诫s注入窗口6內(nèi)注入p⁺離子，形成P型重?fù)诫s區(qū)7；

步驟九：利用電化學(xué)腐蝕方式對P型重?fù)诫s區(qū)7和P型重?fù)诫s區(qū)7下方所對應(yīng)的P型單晶硅片1進(jìn)行電化學(xué)腐蝕，使P型重?fù)诫s區(qū)7形成小孔徑多孔硅層9，P型重?fù)诫s區(qū)7下方所對應(yīng)的P型單晶硅片1形成大孔徑多孔硅層8；

步驟十：采用氫氧化鉀或氫氟酸腐蝕大孔徑多孔硅層8，使大孔徑多孔硅層8變?yōu)槊舾锌涨?0；

步驟十一：對襯底基片1上剩余的氧化層2和鈍化層3進(jìn)行腐蝕，腐蝕完成后，采用外延工藝在小孔徑多孔硅層9上外延生長出單晶硅外延層11，實(shí)現(xiàn)了對敏感空腔10的密封，從而完成了對壓力傳感器敏感密封腔的制備。

優(yōu)選的是，所述步驟二中，在清洗后的襯底基片1上生長出氧化層2的具體過程為：

對清洗后的襯底基片1進(jìn)行熱氧化，從而在清洗后的襯底基片1上生長出氧化層2。