[發(fā)明專利]懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811243883.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109437089B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡軍;薛芬;何金良;劉洋;王善祥;余占清;曾嶸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B81B7/02
• 分類號(hào): B81B7/02;B81C1/00;G01R29/08
• 代理公司: 天津市尚儀知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12217
• 代理人: 高正方

1.一種懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，依次進(jìn)行下述步驟：

蝕硅襯底材料形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，

加熱硅片以形成硅晶格保護(hù)層，

在摻雜后的硅片表面通過(guò)溶膠凝膠法沉積壓電薄膜PZT，

對(duì)PZT薄膜及種子層Pt進(jìn)行圖形化刻蝕，

利用ICP/RIE刻蝕工藝釋放硅片歐姆接觸區(qū)域的表面二氧化硅層，

蒸發(fā)金屬電極，

利用ICP刻蝕工藝圖形化刻蝕表面二氧化硅及一定深度的硅，使晶片上表面呈現(xiàn)懸臂梁形狀的凸起，

對(duì)硅片底部實(shí)施減薄工藝，

圖形化刻蝕減薄后的硅片底部，

鍵合底座，

對(duì)加工后的晶片進(jìn)行劃片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，所述蝕硅襯底材料形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記步驟中，襯底為半導(dǎo)體硅片，表面電阻率為1Ω.cm-100Ω.cm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，加熱硅片以形成硅晶格保護(hù)層后，進(jìn)行摻雜與激活，所述摻雜與激活所采用的離子為N型離子、P型離子中的一種，使其構(gòu)成惠斯通橋結(jié)構(gòu)所需要的壓阻區(qū)域，

所述激活過(guò)程為高溫加熱及退火，在硅片表面形成副產(chǎn)物二氧化硅。

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，加熱硅片以形成硅晶格保護(hù)層步驟的副產(chǎn)品為二氧化硅，用于作為PZT的襯底層，金屬鉑Pt為PZT薄膜沉積的種子層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，對(duì)PZT薄膜及種子層Pt進(jìn)行圖形化刻蝕，暴露硅片離子摻雜的歐姆接觸區(qū)及惠斯通橋金屬電極走線區(qū)，圖形化懸臂梁結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，蒸發(fā)金屬電極步驟中，連接離子摻雜壓阻區(qū)，構(gòu)成惠斯通橋電路結(jié)構(gòu)，所述金屬電極材料包括金屬鋁。

7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，對(duì)硅片底部實(shí)施減薄步驟中，減薄后厚度為100um-250um。

8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，圖形化刻蝕減薄后的硅片底部步驟中，釋放懸臂梁以實(shí)現(xiàn)自由振動(dòng)，該步驟可使用干法刻蝕、濕法刻蝕工藝。

9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，鍵合底座步驟中，懸臂梁結(jié)構(gòu)器件的底面與玻璃鍵合，該步驟的工藝包括用紫外膠鍵合、陽(yáng)極鍵合或低溫直接鍵合。

10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的懸臂梁結(jié)構(gòu)的微型電場(chǎng)傳感器的制備工藝流程，其特征在于，對(duì)加工后的晶片進(jìn)行劃片步驟中，得到一系列傳感單元，傳感單元上惠斯通橋電極打線引出至電路板。