[其他]在硅膜中心部位設置四端單元件的力敏器件

無效

• 申請號: 85201923
• 申請日: 1985-05-22
• 公開（公告）號: CN85201923U
• 公開（公告）日: 1986-03-19
• 發明（設計）人: 鮑敏杭
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L29/00
• 分類號: H01L29/00
• 代理公司: 復旦大學專利事務所
• 代理人: 滕懷流,陸飛

本實用新型屬于半導體壓力傳感器件。

已有的四端單元件(四端力敏元件)的力敏器件，其四端力敏元件均制作在硅膜的邊緣(稱“邊緣器件”)。由于在工藝加工中，硅膜是通過硅片反面光刻定位的，正面的力敏元件與反面的硅膜圖形可能有較大的對準偏差，這會造成力敏器件靈敏度的不一致和成品率的下降。特別當力敏器件向小型化方向發展時，硅膜尺寸縮小，這一問題就顯得更為突出。

本實用新型對上述力敏器件的結構加以改進，以減少由力敏元件與反面硅膜圖形的對準偏差而產生的力敏器件靈敏度的變化范圍，并提高在小型化硅膜上制作力敏器件的現實性。

某些形狀的硅膜在壓力作用下，除了邊緣有較大的應力區之外，中部也出現應力區。一般講，中部應力區的最大應力要比邊緣的最大應力略小，但變化緩慢，可利用的區域較大。本實用新型利用這一特點，將四端力敏元件設置在硅膜的中心部位(稱“中心器件”)。下面就硅膜分別為矩形和圓形時說明本實用新型的兩種設計方案。

附圖1為方案一的平面示意圖。即在(100)的n型硅片上形成邊沿〔110〕和〔110〕方向的矩形硅膜(圖中虛線部分)，矩形的長邊為短邊長度的二倍以上。四端力敏元件設置在矩形硅膜的中心部位，其方位取向與矩形硅膜邊成45°角。元件的長寬比取在1～3范圍內，寬度一般為矩形膜短邊長度的10％左右。

附圖2為方案二的平面示意圖。在(110)n型硅片上形成圓形硅膜(圖中虛線部分)，四端力敏元件設置在圓形硅膜的中心部位，其方位取向與平面上(110)晶向的夾角為45°。元件的長寬比取在1～3范圍內，寬度一般取圓半徑長度的20％左右。

圖中1為電流引出端，2為電壓引出端。

方案一的實施方法如下：選用n型(100)晶向的拋光硅片，在硅片上氧化生長5000的SiO₂層；正面光刻形成四端力敏元件的擴散區圖形，元件的方向與〔110〕方向成45°角；硼擴散形成P型擴散區；正面光刻引線孔，反面光刻出形成硅膜所需的圖形，硅膜的邊分別沿〔110〕和〔110〕晶向，元件位于硅膜中心部位；正面蒸發鋁層，光刻形成引出線，熱處理改善接觸；反面通過化學腐蝕方法形成硅膜(厚度一般在20μm以下)；最后分片測試、封裝。

方案二的實施方法與方案-基本相同，只是材料為n型〔110〕拋光硅片，并采用各向同性腐蝕或機械方法形成圓形硅膜。

本實用新型所研制的“中心器件”可以達到與“邊緣器件”大致相同的靈敏度。但“中心器件”當四端力敏元件相對于硅膜的位置偏差引起的靈敏度的變化要比“邊緣器件”的變化小得多。如力敏元件相對于硅膜的位置偏移為矩形短邊長度(或圓形直徑)的5％時，“邊緣器件”的靈敏度變化可達-50％～+100％，而“中心器件”的靈敏度變化僅為-3％～+5％。