[發(fā)明專利]經(jīng)濟型高精度硅壓力傳感器芯片及加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211090511.8
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115615584A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設計）人: 賈文博;張治國;李永清;何方;祝永峰;任向陽;張娜;李昌振;王卉如;錢薪竹
• 申請（專利權）人: 沈陽儀表科學研究院有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 楊濱

1.一種經(jīng)濟型高精度硅壓力傳感器芯片，它包括有：在單晶硅襯底層所加工成的壓力傳感器芯片的硅膜片，電極，硅片層，其特征在于：在硅片層的上表面刻蝕有壓力傳感器的空腔，在硅片層及壓力傳感器空腔上部設置有一層感受壓力的硅膜片，在硅膜片上嵌入有硅片注入層，在該硅片注入層上部還設置有電極，而成為敏感電阻及硅膜片-腔體結構。

2.根據(jù)權利要求1所述的高精度硅壓力傳感器芯片，其特征在于：硅膜片的厚度為5-100um±0.5um。

3.根據(jù)權利要求1所述的高精度硅壓力傳感器芯片，其特征在于：整個芯片結構為硅硅直接鍵合。

4.一種經(jīng)濟型高精度硅壓力傳感器芯片加工方法，其特征在于：其加工過程為：

(1) 選擇一片100晶面的N型單晶硅片，進行氧化，氧化層厚度為0.2-3um，記為A片；

(2) 選擇另一片100晶面的N型單晶硅片為襯底，通過光刻技術，在單晶硅表面光刻出敏感電阻以及電極區(qū)域，等待注入，該片記為B片；

(3) B片注入，注入硼離子，劑量為1e15-1e16，注入能量為20-90KeV；

(4) B片去膠后正面與A片進行Si-Si直接鍵合，使用專用的鍵合機，退火溫度為800-1100℃，時間為0.1-2h；

(5) 硅片減薄，利用 DFG8761或同類設備對B片背面進行減薄，使得B片的厚度為5-100um±0.5um，該部分為最終芯片的硅膜片；

(6) 選擇另一片硅片C，可選單拋單晶硅片，在C片正面進行光刻，圖形為正方形或者圓形或者長方形，等待刻蝕；

(7) C片用干法刻蝕技術刻蝕出1-5um的硅坑，該坑是最終芯片的空腔部分，隨后去除光刻膠；

(8) B片減薄面與C片正面進行Si-Si直接鍵合，使用專用的鍵合機，退火溫度為800-1100℃，時間為0.1-2h；

(9) 去掉A片，將鍵合后的wafer整體去掉A片的部分，可以選擇干法刻蝕或者濕法腐蝕去掉硅；

(10) 去掉鍵合面氧化層，去掉硅后還會在表面留下A片的氧化層，需要將其去掉，留下膜片-腔體結構；

(11) 采用常規(guī)工藝制作電極區(qū)域，將制作好的膜片-腔體結構硅片清洗后進行光刻，露出電極區(qū)域，隨后用金屬制作出電極，電極選擇鋁電極，以及Cr-Ni-Au、Cr-Ni、Ti-Pt、Ti-Pt-Au、Ti-Ni或Ti-Au的復合電極，隨后經(jīng)過退火后形成歐姆接觸。

5.根據(jù)權利要求4所述的經(jīng)濟型高精度硅壓力傳感器芯片的加工方法，其特征在于：所述的硅膜片借助于硅片減薄設備制作。