[發(fā)明專利]傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110843924.8
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113834518A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮雪;杜琦峰;陳穎
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江清華柔性電子技術(shù)研究院;清華大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 上海波拓知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31264
• 代理人: 林麗璀

1.一種傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括SOI硅片，所述SOI硅片的一側(cè)設(shè)置至少兩種傳感電阻，所述SOI硅片的另一側(cè)設(shè)置一空腔，所述至少兩種傳感電阻位于所述空腔的沿所述SOI硅片的厚度方向的投影區(qū)域內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述SOI硅片的埋氧層將所述SOI硅片分隔為上層硅和下層硅，所述至少兩種傳感電阻設(shè)置在所述上層硅，所述空腔設(shè)置在所述下層硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述至少兩種傳感電阻包括壓力傳感電阻、溫度傳感電阻、濕度傳感電阻中的至少兩種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述至少兩種傳感電阻通過在所述SOI硅片一側(cè)的不同區(qū)域摻雜不同濃度的硼原子得到，所述壓力傳感電阻對應(yīng)區(qū)域的硼原子摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3～1×10²⁰cm^-3，所述溫度傳感電阻對應(yīng)區(qū)域的硼原子摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁸cm^-3，所述濕度傳感電阻對應(yīng)區(qū)域的硼原子摻雜濃度為1×10¹²cm^-3～1×10¹⁵cm^-3。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓力傳感電阻為多個，并分布在所述空腔的所述投影區(qū)域的邊緣區(qū)域和/或中間區(qū)域；所述溫度傳感電阻為至少一個，并設(shè)在所述邊緣區(qū)域與所述中間區(qū)域之間；所述濕度傳感電阻為至少一個，并設(shè)在所述邊緣區(qū)域與所述中間區(qū)域之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述SOI硅片的厚度小于或等于20μm，所述空腔的深度為5μm～15μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括柔性襯底，所述SOI硅片的設(shè)置所述空腔的一側(cè)固定在所述柔性襯底上。

8.一種傳感器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.提供SOI硅片；

b.在所述SOI硅片的一側(cè)形成至少兩種傳感電阻，以及，在所述SOI硅片的另一側(cè)形成一空腔，所述至少兩種傳感電阻位于所述空腔的沿所述SOI硅片的厚度方向的投影區(qū)域內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述b步驟，包括：

b1.在所述SOI硅片的上層硅的不同區(qū)域摻雜不同濃度的硼原子，形成至少兩種傳感電阻；

b2.對所述SOI硅片的下層硅進行減薄：

b3.在減薄后的下層硅形成所述空腔，所述至少兩種傳感電阻位于所述空腔的沿所述SOI硅片的厚度方向的投影區(qū)域內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳感器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述b1步驟，包括：

將未摻雜的SOI硅片以上層硅朝上的方向浸入用于提供硼源的溶液中，使所述上層硅的上表面與所述溶液的液面之間的距離小于10mm；

采用激光掃描技術(shù)對SOI硅片的上層硅的不同區(qū)域進行不同濃度的硼摻雜，形成至少兩種傳感電阻。