[发明专利]非接触式微电子机械系统红外温度报警器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子机械系统(MEMS)技术领域，尤其涉及一种制备非接触式MEMS红外温度报警器的方法。

背景技术

基于MEMS技术的非接触式MEMS被动红外温度报警器作为一种新型的温度报警器，具有成本低、能耗小、测温时不需要和被测物体接触等优点。

非接触式MEMS被动红外温度报警器可以广泛的应用于工业、火灾预警、安防等各个方面，具有重要的应用价值。

但是，目前国内外还未见制备非接触式MEMS红外温度报警器方法的相关报道。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制备非接触式MEMS红外温度报警器的方法，以降低制备成本，使非接触式MEMS红外温度报警器得以广泛推广和应用。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种制备非接触式微电子机械系统红外温度报警器的方法，该方法包括：

步骤101：在第一片硅衬底的正面和背面生长氮化硅薄膜；

步骤102：在所述氮化硅薄膜上涂光学光刻胶，对光学光刻胶进行光刻显影，形成悬臂梁图形；

步骤103：在所述氮化硅薄膜和形成的悬臂梁图形上蒸发铬薄膜，剥离形成铬掩蔽图形；

步骤104：在所述铬掩蔽图形掩蔽下将氮化硅薄膜刻透，得到悬臂梁和电极通孔图形；

步骤105：涂光学光刻胶，正面套刻第二版电极通孔图形；

步骤106：蒸发铬/金薄膜，超声剥离，得到被填充的电极通孔；

步骤107：在所述第一片硅衬底背面涂厚光刻胶，光刻第三版腐蚀窗口图形；

步骤108：在所述厚光刻胶掩蔽下将背面的氮化硅薄膜刻透，得到背面腐蚀窗口图形；

步骤109：将所述第一片硅衬底放入湿法腐蚀液中进行腐蚀，去除悬臂梁下的多余部分的硅衬底，得到悬臂梁结构；

步骤110：在第二片硅衬底上蒸发铬/金薄膜作为下电极图形；

步骤111：将所述第一片和第二片硅衬底对准键和，然后划片并焊接引线。

所述步骤101包括：选用厚度为480至520μm的普通双抛硅片作为第一片硅衬底，采用低压化学气相沉积的方法在所述第一片硅衬底的正面和背面生长厚度为1.2至1.5微米的氮化硅薄膜。

所述步骤102包括：在所述氮化硅薄膜上涂S9912光学光刻胶，胶厚1000至1500nm，然后对所述S9912光学光刻胶进行曝光显影，形成悬臂梁图形。

步骤102与步骤103之间进一步包括：将显影后的硅片在反应离子刻蚀中采用氧气去底胶，氧气流量为55至65毫升每秒，等离子体偏压功率为10至15瓦特，去底胶后将硅片送入蒸发台。

步骤103中所述蒸发铬薄膜采用电子束蒸发工艺进行，蒸发的铬的厚度为50至60nm；

步骤103中所述剥离形成铬掩蔽图形包括：把蒸发过铬薄膜的硅片置于丙酮器皿中，并外加超声波去除硅片上的光刻胶及胶上的铬薄膜，得到铬的干法刻蚀掩蔽图形。

所述步骤105包括：涂S9912光学光刻胶，胶厚1000至1500nm，然后曝光得到第二版电极通孔图形。

所述步骤106包括：去底胶后送入蒸发台，采用电子束蒸发工艺先蒸发厚度为10至12nm的铬薄膜，再蒸发厚度为200至250nm的金薄膜，然后超声剥离，得到被填充的电极通孔。

步骤107中所述厚光刻胶为BP218光学光刻胶，胶厚为3至4微米。

步骤104中所述刻蚀氮化硅薄膜和步骤108中所述刻蚀背面的氮化硅薄膜采用干法反应离子刻蚀工艺进行，工艺条件为：气体采用SF₆，流量55～65毫升每秒，等离子体偏压功率为60～80瓦特，加磁场，水冷。

步骤110中所述蒸发铬/金薄膜采用电子束蒸发工艺进行，先蒸发厚度为10至12nm的铬薄膜，再蒸发厚度为55至65nm的金薄膜；

步骤111中所述划片并焊接引线包括：按照硅片上器件图形的分布，划片成单个器件，然后分别在所述第一片硅衬底和第二片硅衬底的金膜上焊接电极引线。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种制备非接触式MEMS红外温度报警器的方法，采用芯片来制作非接触式MEMS红外温度报警器，由于芯片的加工制作可以批量进行，加工成本低，所以大大降低了制备成本，有利于非接触式MEMS红外温度报警器得以广泛推广和应用。