[发明专利]一种单片硅基微压传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种单片硅基微压传感器，其特征在于：包括硅片主体，所述硅片主体包括相互键合于一起的硅基片(1)和弹性硅膜(2)，所述硅基片(1)和弹性硅膜(2)之间设置有第一二氧化硅层(3)，所述硅基片(1)之中设置有腐蚀坑(4)，所述腐蚀坑(4)之中设置有背岛结构，所述背岛结构包括用于稳定测量的背岛(5)和包裹所述背岛(5)设置的腐蚀自终止结构。

2.根据权利要求1所述的一种单片硅基微压传感器，其特征在于：所述腐蚀自终止结构包括第二二氧化硅层(6)和所述的第一二氧化硅层(3)，所述背岛(5)设置于所述第一二氧化硅层(3)之上并被所述第一二氧化硅层(3)和第二二氧化硅层(6)所包裹。

3.根据权利要求1所述的一种单片硅基微压传感器，其特征在于：所述硅基片(1)于所述腐蚀坑(4)表面之外的表面处，以及所述弹性硅膜(2)的表面处，均设置有二氧化硅保护膜(7)。

4.根据权利要求3所述的一种单片硅基微压传感器，其特征在于：所述弹性硅膜(2)的表面处还设置有惠斯通电桥。

5.根据权利要求4所述的一种单片硅基微压传感器，其特征在于：所述惠斯通电桥包括4个桥路电阻和从所述桥路电阻中引出的铝引线。

6.根据权利要求5所述的一种单片硅基微压传感器，其特征在于：所述桥路电阻设置于所述弹性硅膜(2)之中，并与所述铝引线分别设置于所述二氧化硅保护膜(7)的两侧。

7.一种制作权利要求1－6任一所述的一种单片硅基微压传感器的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在硅基片(1)的两面热氧化覆盖耐KOH腐蚀的二氧化硅保护膜(7)；

S2、在硅基片(1)的背面覆盖用于保护的光刻胶，在硅基片(1)的正面利用光刻技术刻蚀背岛窗口区；

S3、用四甲基氢氧化铵腐蚀液腐蚀背岛窗口区内暴露的硅基片(1)部分，形成深度为60－80微米的腐蚀坑(4)；

S4、用热氧化工艺在腐蚀坑(4)的表面生长第二二氧化硅层(6)；

S5、用反外延工艺在第二二氧化硅层(6)的表面淀积厚度大于100微米的多晶硅层并填满腐蚀坑(4)；

S6、用减薄抛光工艺把硅基片(1)的正面形成平整光洁的表面，构成中间硅基片；

S7、把一面热生长有第一二氧化硅层(3)的第二硅基片与中间硅基片进行键合形成雏形硅片；

S8、对键合后的第二硅基片进行减薄抛光处理，形成厚度为10微米的弹性硅膜(2)；

S9、在弹性硅膜(2)的表面热生长二氧化硅保护膜(7)；

S10、在弹性硅膜(2)表面的二氧化硅保护膜(7)之上光刻4个电阻区，并分别在4个电阻区之内利用离子束注入硼离子；

S11、把注有硼离子的雏形硅片在1000℃的温度条件下通入氮气退火30分钟，并在1100℃的温度条件下通入干氧进行再分布，在雏形硅片之上形成4个桥路电阻；

S12、在4个桥路电阻的端头，用光刻工艺光刻出引线孔；

S13、在雏形硅片的正面淀积铝膜，并把铝膜腐蚀成能够通过引线孔与桥路电阻相连接的铝引线，使4个桥路电阻构成惠斯通电路；

S14、在雏形硅片的背面光刻方形开孔区；

S15、利用KOH腐蚀液对方形开孔区之中的硅基片(1)部分进行腐蚀，直至腐蚀到腐蚀自终止结构，形成具有厚度为60－80微米的背岛(5)的硅片主体。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤S13中，在雏形硅片的正面淀积铝膜，并把铝膜腐蚀成能够通过引线孔与桥路电阻相连接的铝引线，使4个桥路电阻构成惠斯通电路，包括以下步骤：

A1、在引线孔内用离子注入工艺或热扩散工艺扩散入硼离子，在引线孔内形成一薄层电阻；

A2、利用汽相淀积法在雏形硅片的正面及背面同时淀积氮化硅薄膜；

A3、重新套刻引线孔表面的氮化硅薄膜和二氧化硅保护膜(7)，暴露引线孔内部的弹性硅膜(2)的表面；

A4、在雏形硅片的正面淀积铝膜，并在铝膜表面根据铝引线的路径覆盖光刻胶；

A5、利用热磷酸对铝膜进行腐蚀，形成连接4个桥路电阻的铝引线，使4个桥路电阻构成惠斯通电路。