[發明專利]一種CMUTs流體密度傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810468138.2
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108918662B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 趙立波;張家旺;李支康;李杰;盧德江;趙一鶴;徐廷中;蔣莊德
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種CMUTs流體密度傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、取一n型100晶面單晶硅作為第一單晶硅(13)，在其上表面氧化形成第一單晶硅二氧化硅層(14)；

步驟2、光刻、刻蝕第一單晶硅(13)的第一二氧化硅層(14)，形成環形空腔(7)、二氧化硅中心支柱(6)和二氧化硅邊緣支柱(8)；

步驟3、采用局部離子摻雜技術，從第一單晶硅上下兩側進行局部硼離子重摻雜，形成下電極(10)和單晶硅基底(11)；

步驟4、在下電極(10)上表面沉積得到一層二氧化硅層，即二氧化硅熱應力匹配層(9)；

步驟5、取另一單晶硅作為第二單晶硅(15)，并在其上、下表面氧化分別形成第二單晶硅的第一二氧化硅層(16)和第二單晶硅的第二二氧化硅層(17)，拋光二氧化硅中心支柱(6)和二氧化硅邊緣支柱(8)的上表面以及第二單晶硅(15)上第一二氧化硅層(16)的上表面；

步驟6、將拋光后的二氧化硅中心支柱(6)和二氧化硅邊緣支柱(8)的上表面與第二單晶硅(15)上第一二氧化硅層(16)的上表面真空熔融鍵合，形成環形真空腔(7)，其中第一單晶硅在下，第二單晶硅(15)在上；

步驟7、去掉第二單晶硅(15)上第二二氧化硅層(17)，并將第二單晶硅(15)上未被氧化單晶硅剪薄至10μm-20μm，然后刻蝕掉剩余的單晶硅，其中第一二氧化硅層(16)作為刻蝕停止層，然后對剩余的第一二氧化硅層(16)進行拋光得到二氧化硅振動薄膜(5)；

步驟8、在二氧化硅振動薄膜(5)上濺射鋁，然后刻蝕除去環形空腔(7)區域以外的鋁，形成環形金屬上電極(4)；

步驟9、在刻蝕后的金屬電極(4)上采用低壓氣相沉積技術沉積二氧化硅絕緣層(3)；

步驟10、在二氧化硅絕緣層(3)上沉積聲阻抗匹配材料，刻蝕形成聲阻抗匹配層(2)；

步驟11、在步驟10得到的器件上表面沉積PDMS形成隔聲墻層，然后刻蝕形成隔聲墻(1)，同時刻蝕掉芯片邊緣區域的二氧化硅絕緣層(3)，露出上電極金屬焊盤(12)。

2.根據權利要求1所述的一種CMUTs流體密度傳感器的制備方法，其特征在于，步驟2中，摻雜后的下電極(10)的電阻率為0.01Ω·cm～0.02Ω·cm。