[发明专利]基于硅通孔技术的微型电容式壁面剪应力传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于硅通孔技术的背孔连接的电容式壁面剪应力传感器，包括浮动单元锚点（1）、弹性梁（2）、可动梳齿（3）、固定梳齿（4）、固定梳齿锚点（5）、TSV引线（6）、浮动单元（7）、牺牲层（8）、基底层（8）和TSV电绝缘层（10）；整个传感器左右对称；

所述浮动单元（7）两侧布有可动梳齿（3），浮动单元（7）与可动梳齿（3）通过弹性梁（2）与浮动单元锚点（1）连接，悬浮于基底层（8）上；固定梳齿（4）连接于固定梳齿锚点（5）上，所述固定梳齿（4）与可动梳齿（3）相配，形成电容；浮动单元锚点（1）和固定梳齿锚点（5）则置于基底层（8）上的牺牲层（8）之上；TSV引线（6）在器件厚度方向依次贯穿各浮动单元锚点（1）和固定梳齿锚点（5）、牺牲层（8）和基底层（8）后，从器件背面引出，TSV引线（6）外壁与器件孔内壁之间为TSV绝缘层（10），以实现电绝缘；所述TSV引线（6）上端头沿径向向外延伸出小平面，并和各浮动单元锚点（1）和固定梳齿锚点（5）上表面形成电接触。

2.一种如权利要求1所述的基于硅通孔技术的微型电容式壁面剪应力传感器的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：SOI硅片正面制作传感器敏感结构，包括浮动单元锚点（1）、弹性梁（2）、可动梳齿（3）、固定梳齿（4）、固定梳齿锚点（5）、浮动单元（7）；

步骤2：从SOI硅片背面制作TSV通孔并进行氧化绝缘处理和阻挡层淀积，形成TSV绝缘层（10）；

步骤3：TSV金属电镀填充，形成TSV引线（6），该过程具体包括如下子步骤：

子步骤1：辅助硅片正面抛光，去除表面的氧化层；

子步骤2：在辅助硅片上溅射金属种子层，并旋涂光刻胶，与完成步骤1和步骤2后的SOI硅片正面进行黏合；

子步骤3：以SOI硅片作为光刻掩膜，对辅助硅片上与TSV导线（6）上端头相应位置处的光刻胶进行曝光，显影露出过该位置处的金属种子层；

子步骤4：将黏合有辅助硅片的SOI硅片浸入硫酸铜电镀液中进行电镀，形成TSV引线（6）；

步骤4：去除辅助硅片，释放SOI硅片的正面浮动结构，包括浮动单元（7）、弹性梁（2）和可动梳齿（3），并进行划片，得到分离的微型电容式壁面剪应力传感器。