[發明專利]一種懸浮梁-膜結構的制備方法

在審

• 申請號: 201811115680.6
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109250682A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 尚瑛琦;張林超;齊虹;李玉玲;吳作飛;李鑫;田雷;張巖;張鵬;陳靜
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 畢雅鳳

一種懸浮梁?膜結構的制備方法,屬于壓力傳感器制備領域。解決了采用光刻膠或聚酰亞胺作為犧牲層制備懸浮梁?膜表面不光滑，導致懸浮梁?膜的長期穩定性和一致性差及采用硅片的濕法腐蝕工藝制備懸浮梁?膜結構邊緣不整齊，容易斷裂且懸浮梁?膜材料受限的問題。本發明利用生長出來的多孔硅層作為犧牲層，制備出來的多孔硅層表面光滑，因此，長在其上的懸浮梁?膜結構層均勻且光滑，保證了懸浮梁?膜結構層的長期穩定性及一致性；另一方面，只對多孔硅層釋放窗口和懸浮梁?膜結構層下方所對應的多孔硅層進行腐蝕，不腐蝕懸浮梁?膜結構層，因此，使其制備的懸浮梁?膜結構層更加的整齊，不易斷裂。本發明主要用于傳感器的制備。

技術領域

本發明屬于壓力傳感器制備領域。

背景技術

傳感器制作過程中，經常會用到懸浮梁-膜結構的制備。現有懸浮梁-膜的制備主要有兩種方法，第一種是采用光刻膠或聚酰亞胺作為犧牲層制備懸浮梁-膜的工藝方法，這種方法制備的犧牲層厚度僅有5-6μm，限制懸浮梁-膜變化范圍且在犧牲層上制備的梁-膜表面不光滑，從而導致懸浮梁-膜的長期穩定性、一致性差。同時，采用這種方法制備過程中不能經過高溫，限制懸浮梁-膜的材料選取，應用較少。

另一種是采用硅片的濕法腐蝕工藝制備懸浮梁-膜結構。該方法通過硅片的濕法腐蝕，將硅片區域完全腐蝕掉，保留介質膜，形成懸膜梁-膜結構，這種方法制備的懸浮梁-膜結構，需要將硅片腐蝕完全，但是在腐蝕過程中，介質膜也會被腐蝕，導致制作懸浮梁-膜所需的介質膜厚度不均勻，懸浮梁-膜結構邊緣不整齊，容易斷裂，且介質膜只能采用SiO₂/Si₃N₄材料，限制懸浮梁-膜的應用。且在制作過程中需要采用雙面對準光刻工藝，使得懸浮梁-膜制備存在很大的誤差，懸浮梁-膜結構尺寸一致性差。

因此，亟需提供一種解決采用光刻膠或聚酰亞胺作為犧牲層制備懸浮梁-膜表面不光滑，導致懸浮梁-膜的長期穩定性、一致性差及采用硅片的濕法腐蝕工藝制備懸浮梁-膜結構邊緣不整齊，容易斷裂且懸浮梁-膜材料受限的新型制備方法。

發明內容

本發明是為了解決采用光刻膠或聚酰亞胺作為犧牲層制備懸浮梁-膜表面不光滑，導致懸浮梁-膜的長期穩定性和一致性差及采用硅片的濕法腐蝕工藝制備懸浮梁-膜結構邊緣不整齊，容易斷裂且懸浮梁-膜材料受限的問題，本發明提供了一種懸浮梁-膜結構的制備方法。

一種懸浮梁-膜結構的制備方法，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，并對該襯底基片進行清洗；

步驟二、在清洗后的襯底基片上生長出氧化層；

步驟三、在氧化層上生長出鈍化層；

步驟四、對鈍化層和氧化層進行光刻，使其在鈍化層和氧化層上形成懸浮梁-膜釋放區；

步驟五、使懸浮梁-膜釋放區下方所對應的襯底基片淺表層形成多孔硅層；

步驟六、在多孔硅層上方的懸浮梁-膜釋放區內生長出懸浮梁-膜結構層；

步驟七、對懸浮梁-膜結構層進行光刻，使其在懸浮梁-膜結構層的左右兩側上形成兩個多孔硅層釋放窗口；

步驟八、腐蝕掉多孔硅層，在懸浮梁-膜結構層和襯底基片之間形成多孔硅層釋放區，完成懸浮梁-膜結構的制備。

優選的是，所述的一種懸浮梁-膜結構的制備方法，還包括步驟五一，步驟五一位于步驟五和步驟六之間，且步驟五一具體為：

利用氫氟酸與無水乙醇形成的混合濃度為15％的溶液去除襯底基片上剩余的鈍化層和氧化層。

優選的是，步驟一中，襯底基片為電阻率為0.01Ω·cm至0.02Ω·cm的P型雙拋單晶硅片。