一種基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的制備方法

一種基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的制備方法

一種基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的制備方法專利名稱:一種基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的制備方法技術領域:本創(chuàng)造涉及一種基于微機電系統(tǒng),技術的黏度傳感器芯片的制備方法,特殊是一種基于注氧隔離,0技術的黏度傳感器芯片的制備方法。

背景技術:隨著傳感器技術和技術等學科的不斷進步,有力地促進了流體黏度測量技術的進展,涌現(xiàn)了一些新的基于技術的流體黏度測量方法,以解決傳統(tǒng)黏度測量方法所存在的諸如測量所需樣品量較大、不能實時測量及輸出的多為模擬量信號等缺點。

目前,基于技術的流體黏度測量方法主要有基于熱激勵和壓阻感應的原理制作的雙金屬熱致動器的振動黏度計進行流體黏度的測量,基于聲表面波和微流體技術或基于超聲波技術進行流體黏度的測量,基于激光誘導表面張力波進行流體黏度的測量以及基于硅微懸臂梁振動法測量流體的黏度等。

其中,基于硅微懸臂梁振動法測量流體的黏度,它詳細為采納體硅或者絕緣體上的硅,0硅片制作的芯片封裝而成的傳感器來實現(xiàn)流體的黏度測量。

采納體硅制作的芯片,硅微懸臂梁是通過濕法腐蝕至肯定厚度以及感應耦合等離子,刻蝕成肯定外形而制作的,由于腐蝕過程中腐蝕液的濃度轉變導致腐蝕速率變化,造成硅微懸臂梁的厚度難以掌握且厚度均勻性也難以保證,此外,拾振電阻與硅基底之間的在環(huán)境溫度上升時存在漏電流的影響,當工作溫度達到80以上時,傳感器的特性就會變差,從而造成傳感器不能在高溫條件下工作的局限性;采納硅片制作的芯片,硅微懸臂梁厚度和均勻性由上層單晶硅保證,氧化肯定厚度的上層單晶硅然后再在氧化層上面制作后續(xù)測量電路,由于氧化層將上層測量電路和硅基底隔離開,使得傳感器可以工作在高溫環(huán)境下,但其摻雜多晶硅構成的拾振電阻,壓阻效應較小,多晶硅摻雜電阻的最大壓阻系數(shù)僅為單晶硅摻雜電阻的70%,影響了測量結果的精度。

創(chuàng)造內容本創(chuàng)造所要解決的技術問題是供應一種基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的制備方法,以解決芯片厚度掌握及厚度均勻全都性、耐高溫以及拾振電阻的壓阻效應較小的問題。

本創(chuàng)造基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的制備方法,包括以下步驟1清洗雙面拋光的100晶面硅片,所述硅片由上層單晶硅、二氧化硅埋層和下層單晶硅組成,其中,二氧化硅埋層將上層單晶硅和下層單晶硅隔離開;2,采納注氧隔離技術形成二氧化硅絕緣隔離層,然后通過退火修復注氧隔離過程中對硅片的損壞并使二氧化硅絕緣隔離層的均勻性保持全都,其中,二氧化硅絕緣隔離層將上層單晶硅分割成上下兩部分;3采納氣相淀積技術在步驟2得到的器件正面外延其厚度至3μ,之后采納離子注入技術對其進行硼摻雜,獲得型摻雜硅,然后沿11]晶向和[]晶向采納等離子刻蝕技術刻蝕型摻雜硅,獲得構成惠斯通電橋的四個拾振電阻禮、2、3和4;4采納低壓氣相淀積技術在步驟3得到的器件正面淀積氮化硅應力匹配層,再利用引線孔掩膜版,刻蝕氮化硅應力匹配層;5采納濺射工藝在氮化硅應力匹配層上淀積金層,然后經(jīng)過剝離工藝后形成焊盤、內引線和線圈;6采納低壓氣相淀積技術在步驟5得到的器件正面淀積氮化硅電氣絕緣層;7利用掩膜版在電氣絕緣層上刻蝕出跳線孔,并再次采納濺射工藝在電氣絕緣層上淀積金層,經(jīng)過剝離工藝后形成跳線;8采納低壓氣相淀積技術在步驟7得到的器件正面和背面分別淀積氮化硅愛護層;9用等離子刻蝕技術刻蝕位于背面的氮化硅愛護層,再采納濕法刻蝕技術進行背腔腐蝕至二氧化硅埋層;10采納感應耦合等離子刻蝕技術釋放硅微懸臂梁,再采納等離子刻蝕技術刻蝕出焊盤9,最終經(jīng)過劃片得到所設計的黏度傳感器芯片的單個芯片。

所述硅片為型100晶面硅片;所述硅片的上層單晶硅的厚度為15μ30μ,,下層單晶硅的厚度為525μ775μ;,其將上層的電路與位于二氧化硅絕緣隔離層下的上層單晶硅隔離開。

本創(chuàng)造基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的制備方法至少具有以下優(yōu)點本創(chuàng)造以硅片原有的埋層二氧化硅層作為自停止刻蝕層,保證了硅微懸臂梁厚度的均勻全都性。

上層單晶硅厚度打算了整個硅微懸臂梁的厚度。

經(jīng)過技術在硅片上層單晶硅表面肯定深度下形成均勻全都的絕緣隔離層二氧化硅,將上層的電路與硅片上層單晶硅基底隔離開,避開了電路層與上層單晶硅基底之間因環(huán)境溫度上升而造成的漏電流,故由這種芯片封裝而成的傳感器具有耐高溫的特性。

拾振電阻由型硼摻雜單晶硅電阻構成,它具有比多晶硅電阻更高的壓阻效應,解決了拾振電阻壓阻效應較小的問題。

圖1為本創(chuàng)造基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的制備方法的流程圖;圖2為本創(chuàng)造基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的結構示意圖;圖3為本創(chuàng)造基于注氧隔離技術的黏度傳感器芯片的工作原理圖。

,其特征在于包括以下步驟1清洗雙面拋光的100晶面硅片,所述硅片由上層單晶硅1、二氧化硅埋層2和下層單晶硅3組成,其中,二氧化硅埋層2將上層單晶硅1和下層單晶硅⑶隔離開;2在距離上層單晶硅1,采納注氧隔離技術形成二氧化硅絕緣隔離層5,然后通過退火修復注氧隔離過程中對硅片的損壞并使二氧化硅絕緣隔離層5的均勻性保持全都,其中,二氧化硅絕緣隔離層5將上層單晶硅1分割成上下兩部分;3采納氣相淀積技術在步驟2得到的器件正面外延其厚度至3μ,之后采納離子注入技術對其進行硼摻雜,獲得型摻雜硅7,然后沿]晶向和[]晶向采納等離子刻蝕技術刻蝕型摻雜硅7,獲得構成惠斯通電橋的四個拾振電阻禮、2,3和4;4采納低壓氣相淀積技術在步驟3得到的器件正面淀積氮化硅應力匹配層8,再利用引線孔掩膜版,刻蝕氮化硅應力匹配層8;5采納濺射工藝在氮化硅應力匹配層8上淀積金層,然后經(jīng)過剝離工藝后形成焊盤9、內引線10和線圈11;6采納低壓氣相淀積技術在步驟5得到的器件正面淀積氮化硅電氣絕緣層12;7利用掩膜版在電氣絕緣層12上刻蝕出跳線孔,并再次采納濺射工藝在電氣絕緣層12上淀積金層,經(jīng)過剝離工藝后形成跳線13;8采納低壓氣相淀積技術在步驟7得到的器件正面和背面分別淀積氮化硅愛護層14、15;9采納等離子刻蝕技術刻蝕位于背面的氮化硅愛護層15,再采納濕法刻蝕技術進行背腔腐蝕至二氧化硅埋層2;10采納感應耦合等離子刻蝕技術釋放硅微懸臂梁,再采納等離子刻蝕技術刻蝕出焊盤9,最終經(jīng)過劃片得到所設計的黏度傳感器芯片的單個芯片。

,其特征在于所述硅片為