[发明专利]一种具有低横向效应的加速度传感器芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种具有低横向效应的加速度传感器芯片，包括硅质基底(1)，硅质基底(1)的背面与硼玻璃(5)键合，硅质基底(1)的中心空腔内配置有悬空质量块(4)，其特征在于：两根相同补充梁(3)分别与悬空质量块(4)的一组相对边相连，两根相同敏感梁(2)则分别与悬空质量块的另一组相对边相连，补充梁(3)与敏感梁(2)共同支撑悬空质量块(4)，使其保持悬空状态，硼玻璃(5)与悬空质量块(4)下底面预留有工作间隙；

两根敏感梁(2)上均匀布置了两根压敏电阻(6)，四根压敏电阻(6)通过芯片上的金属引线(7)相互连接组成半开环惠斯通电桥，电桥的输出端与芯片中的焊盘(8)相连，四根压敏电阻(6)按照敏感梁(2)上的正/负应力分布规律布置，且位于硅晶体相同的晶向上，每一根压敏电阻(6)均由2-4折的单一压阻条组成。

2.根据权利要求1所述的一种具有低横向效应的加速度传感器芯片，其特征在于：所述的补充梁(3)的长度大于敏感梁(2)，补充梁(3)的宽度小于敏感梁(2)，而补充梁(3)与敏感梁(2)的厚度相同。

3.根据权利要求1所述的一种具有低横向效应的加速度传感器芯片，其特征在于：所述的补充梁(3)、敏感梁(2)以及悬空质量块(4)与硅基底(1)存在着5-10μm的间隙。

4.根据权利要求1所述的一种具有低横向效应的加速度传感器芯片，其特征在于：所述的金属引线(7)采用Ti-Pt-Au多层金属引线。

5.根据权利要求1所述的一种具有低横向效应的加速度传感器芯片的制作方法，其特性在于，包括以下步骤：

a)使用体积浓度为49％的HF酸溶液，清洗硅片，硅片为n型，(100)晶面；

b)清洗后脱水烘干，双面涂覆光刻胶，在背面加悬空质量块(4)减薄掩膜板进行光刻，采用ICP刻蚀，减薄质量块区域的硅，刻蚀深度为2-10μm；

c)清除光刻胶，在900-1200℃环境下进行高温氧化，在硅片上形成SiO2层；再次涂覆光刻胶，用p型压敏电阻版，正面光刻压敏电阻图形，对硅片顶部的器件层注入硼离子，获得p型压敏电阻(6)；

d)利用p+欧姆接触板，正面光刻形成硼离子重掺杂区，进行硼离子重掺杂，获得低阻的p+欧姆接触区；

e)在传感器正面加传感器引线孔膜板，正面光刻引线孔图形，刻蚀出引线孔，保证压敏电阻(6)的欧姆连接；

f)加金属引线(7)、焊盘(8)掩膜板，正面刻蚀出金属引线(7)与焊盘(8)的形状，依次溅射Ti、Pt、Au金属层，形成传感器芯片的金属引线(7)与焊盘(8)；

g)利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在硅片正反两面沉积一层氮化硅，正面氮化硅作为保护层，防止后续工艺破坏前面工艺所得的压敏电阻(6)、金属引线(7)和焊盘(8)，反面氮化硅作为硅湿法腐蚀遮蔽层，在硅背面加背腔腐蚀板，对硅片背面进行光刻得到悬空质量块及其凸角补偿结构的形状，利用TMAH溶液进行各项异性湿法刻蚀，初步形成由敏感梁(2)，补充梁(3)和悬空质量块(4)组成的可动结构；

h)背面光刻去除之前工艺步骤中留下的氮化硅和二氧化硅层，通过阳极键合技术在硅质基底(1)的背面粘结硼玻璃(5)；

i)正面图覆光刻胶，利用正面贯穿掩膜板，在硅片正面进行ICP刻蚀，形成传感器芯片可动部件与硅质基底(1)间的间隙，间隙贯穿整个芯片以释放芯片中的可动结构；

j)正面光刻，去除芯片中焊盘(8)上覆盖的残余遮蔽层，暴露芯片焊盘，最后经过划片将所设计的具有双梁-补充梁结构加速度传感器芯片从硅片上玻璃得到加速度传感器芯片。