[发明专利]硅硅键合的绝缘体上硅的高温压力传感器芯片及制作方法

权利要求书

1、一种硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片，其特征在于所述的压力传感器芯片是由支撑硅衬底和SOI片采用硅硅键合而成；包括由各向异性腐蚀在支撑硅衬底正面形成的浅槽、背面形成的导气孔、浅槽之上的p型SOI结构上有应力膜、通过二氧化硅埋层实现绝缘隔离的力敏电阻以及依靠金属线和引出电极实现力敏电阻之间的电学连接。

2、按权利要求1所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片，其特征在于所述的支撑硅衬底正面形成的浅槽深度根据应力膜在满量程压力下产生的位移设定的，从而实现过压保护，浅槽深度为1μm-20μm。

3、按权利要求1所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片，其特征在于所述的应力膜的厚度为20μm-100μm。

4、按权利要求1或3所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片，其特征在于所述的压力传感器芯片量程在应力膜的横向尺寸确定的条件下，是由应力膜的厚度决定的，所述的量程为0.1MPa-100MPa。

5、按权利要求1所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片，其特征在于力敏电阻分布在应力膜的边缘或中间最大应力区域；应力膜内应力随应力膜上下表面压力差而线性变化。

6、按权利要求1所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片，其特征在于构成惠斯顿电桥的力敏电阻阻值大小相等且电阻区域掺杂浓度相同；电阻区域掺杂类型为p型；电阻上做欧姆接触连接引线的区域也为p型掺杂。

7、按权利要求1所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片，其特征在于所述的支撑硅衬底为n型或p型。

8、制作如权利要求1、2、3、5、6或7中任一项所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片的方法，其特征在于制作的步骤为：

(a)通过应力分析找出膜上最佳的压阻布置位置，完成设计制作光刻版；

(b)采用p型或n型硅片，正反对准光刻后，采用氧化层做掩膜在氢氧化钾或四甲基氢氧化铵溶液中腐蚀出浅槽和下面的导气孔；

(c)采用硅硅热压键合技术将SOI片倒扣与腐蚀好的硅片的浅槽面键合；

(d)采用研磨或湿法腐蚀结合化学机械抛光将SOI衬底层减薄至1-5um；

(e)通过离子注入和扩散获得需要的压阻区和欧姆接触区掺杂离子浓度，采用反应离子束刻蚀或深反应离子束刻蚀形成力敏电阻；

(f)光刻引线孔，溅射金属，光刻腐蚀，合金完成芯片的电学连接；

(g)划片、引线、测试，完成压力传感器芯片的制作。

9、按权利要求8所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片的制作方法，其特征在于步骤c硅硅热压键合的工艺包括：a)RCA标准清洗，b)微波等离子体活化，c)兆声清洗，d)热压预键合，键合温度200℃到500℃，压强1～50bar，键合持续时间5～100分钟，e)以及高温退火加固，温度为900℃～1200℃，退火持续时间为1～4小时。

10、按权利要求8所述的硅硅键合的SOI的高温压力传感器芯片的制作方法，其特征在于扩散后掺杂离子浓度为10¹⁷～10²⁰/cm²；扩散后掺杂离子浓度大于10²⁰/cm²。