[发明专利]电容式加速度传感器的传感部件、制作方法及其应用

权利要求书

1.一种电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于，所述传感部件的制作方法至少包括以下步骤：

1）提供一（111）型硅材料衬底，在所述衬底上表面干法刻蚀多个凹槽，以在所述衬底顶部形成一质量块以及多个连接于所述质量块的支撑梁；

2）在步骤1）获得的结构上表面自下而上依次形成抗氧化掩膜和光刻胶；

3）利用掩膜版光刻各该支撑梁对应的光刻胶，通过掩膜版的掩膜窗口以使每一支撑梁对应两个预制备的腐蚀窗口，去除所述预制备的腐蚀窗口对应的光刻胶及位于其下的抗氧化掩膜直至暴露所述衬底；

4）干法刻蚀步骤3）中被暴露的所述衬底的上表面直至一预设深度以形成所述腐蚀窗口；

5）去除光刻胶，通过所述腐蚀窗口对所述衬底进行各向异性湿法腐蚀，以形成上下表面在平面内投影均为六边形的腐蚀槽，同一支撑梁对应的两相邻的腐蚀槽的侧壁间形成单晶硅薄壁；

6）采用自限制氧化工艺对步骤5）获得的结构进行热氧化，使所述单晶硅薄壁及未覆盖抗氧化掩膜的衬底逐渐氧化形成氧化层，并于所述单晶硅薄壁顶部中央区域形成沿单晶硅薄壁长度方向延伸的单晶硅纳米线；而后去除所述抗氧化掩膜；

7）对所述氧化层对应的衬底从下表面进行干法刻蚀直至暴露所述氧化层，以将连接于单晶硅纳米线两端的衬底分割为锚点和质量块，其中，步骤6）中形成的氧化层作为阻挡层，以保护所述单晶硅纳米线；

8）去除所述氧化层，使单晶硅纳米线及质量块悬空，以形成包含所述的锚点、单晶硅纳米线及质量块的电容式加速度传感器传感部件，其中，所述单晶硅纳米线的一端连接并支撑所述质量块，所述单晶硅纳米线的另一端连接于所述锚点。

2.根据权利要求1所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：步骤1）形成的各该支撑梁为微米级支撑梁，各该支撑梁的宽度大于1μm。

3.根据权利要求1所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：步骤1）中所述凹槽的深度范围为0.5～100μm。

4.根据权利要求1所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：步骤1）中各该支撑梁长度方向均沿<110>晶向族，所述支撑梁的个数大于等于3。

5.根据权利要求4所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：步骤3）中所述预制备的腐蚀窗口的外接六边形的各边均沿<110>晶向族，且各该支撑梁对应的所述预制备的腐蚀窗口的外接六边形之间的最小距离为第一距离。

6.根据权利要求5所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：所述预制备的腐蚀窗口为矩形窗口。

7.根据权利要求5所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：所述第一距离范围为1～100μm。

8.根据权利要求1所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：步骤4）中的预设深度范围为0.5～100μm。

9.根据权利要求1所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：步骤5）中各向异性湿法腐蚀方法采用KOH溶液或TMAH溶液；各向异性腐蚀的时间范围为10分钟～100小时。

10.根据权利要求1所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：所述单晶硅薄壁的厚度小于1μm。

11.根据权利要求1所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：所述单晶硅纳米线的宽度小于500nm。

12.根据权利要求1所述的电容式加速度传感器的传感部件的制作方法，其特征在于：所述步骤7）中，对所述质量块从其下表面进行干法刻蚀，以形成具有预设厚度的质量块。

13.一种电容式加速度传感器的传感部件，其特征在于，所述传感部件至少包括：

与电容式加速度传感器中除传感部件以外的部分相连接的锚点、具有一预设厚度的悬空的单晶硅质量块、以及连接所述质量块和锚点之间的多根悬空的单晶硅纳米线。

14.根据权利要求13所述的电容式加速度传感器的传感部件，其特征在于：所述单晶硅纳米线的宽度小于500nm。