[发明专利]一种悬浮梁-膜结构的制备方法

说明书

一种悬浮梁‑膜结构的制备方法,属于压力传感器制备领域。解决了采用光刻胶或聚酰亚胺作为牺牲层制备悬浮梁‑膜表面不光滑，导致悬浮梁‑膜的长期稳定性和一致性差及采用硅片的湿法腐蚀工艺制备悬浮梁‑膜结构边缘不整齐，容易断裂且悬浮梁‑膜材料受限的问题。本发明利用生长出来的多孔硅层作为牺牲层，制备出来的多孔硅层表面光滑，因此，长在其上的悬浮梁‑膜结构层均匀且光滑，保证了悬浮梁‑膜结构层的长期稳定性及一致性；另一方面，只对多孔硅层释放窗口和悬浮梁‑膜结构层下方所对应的多孔硅层进行腐蚀，不腐蚀悬浮梁‑膜结构层，因此，使其制备的悬浮梁‑膜结构层更加的整齐，不易断裂。本发明主要用于传感器的制备。

技术领域

本发明属于压力传感器制备领域。

背景技术

传感器制作过程中，经常会用到悬浮梁-膜结构的制备。现有悬浮梁-膜的制备主要有两种方法，第一种是采用光刻胶或聚酰亚胺作为牺牲层制备悬浮梁-膜的工艺方法，这种方法制备的牺牲层厚度仅有5-6μm，限制悬浮梁-膜变化范围且在牺牲层上制备的梁-膜表面不光滑，从而导致悬浮梁-膜的长期稳定性、一致性差。同时，采用这种方法制备过程中不能经过高温，限制悬浮梁-膜的材料选取，应用较少。

另一种是采用硅片的湿法腐蚀工艺制备悬浮梁-膜结构。该方法通过硅片的湿法腐蚀，将硅片区域完全腐蚀掉，保留介质膜，形成悬膜梁-膜结构，这种方法制备的悬浮梁-膜结构，需要将硅片腐蚀完全，但是在腐蚀过程中，介质膜也会被腐蚀，导致制作悬浮梁-膜所需的介质膜厚度不均匀，悬浮梁-膜结构边缘不整齐，容易断裂，且介质膜只能采用SiO₂/Si₃N₄材料，限制悬浮梁-膜的应用。且在制作过程中需要采用双面对准光刻工艺，使得悬浮梁-膜制备存在很大的误差，悬浮梁-膜结构尺寸一致性差。

因此，亟需提供一种解决采用光刻胶或聚酰亚胺作为牺牲层制备悬浮梁-膜表面不光滑，导致悬浮梁-膜的长期稳定性、一致性差及采用硅片的湿法腐蚀工艺制备悬浮梁-膜结构边缘不整齐，容易断裂且悬浮梁-膜材料受限的新型制备方法。

发明内容

本发明是为了解决采用光刻胶或聚酰亚胺作为牺牲层制备悬浮梁-膜表面不光滑，导致悬浮梁-膜的长期稳定性和一致性差及采用硅片的湿法腐蚀工艺制备悬浮梁-膜结构边缘不整齐，容易断裂且悬浮梁-膜材料受限的问题，本发明提供了一种悬浮梁-膜结构的制备方法。

一种悬浮梁-膜结构的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、采用P型单晶硅片作为衬底基片，并对该衬底基片进行清洗；

步骤二、在清洗后的衬底基片上生长出氧化层；

步骤三、在氧化层上生长出钝化层；

步骤四、对钝化层和氧化层进行光刻，使其在钝化层和氧化层上形成悬浮梁-膜释放区；

步骤五、使悬浮梁-膜释放区下方所对应的衬底基片浅表层形成多孔硅层；

步骤六、在多孔硅层上方的悬浮梁-膜释放区内生长出悬浮梁-膜结构层；

步骤七、对悬浮梁-膜结构层进行光刻，使其在悬浮梁-膜结构层的左右两侧上形成两个多孔硅层释放窗口；

步骤八、腐蚀掉多孔硅层，在悬浮梁-膜结构层和衬底基片之间形成多孔硅层释放区，完成悬浮梁-膜结构的制备。

优选的是，所述的一种悬浮梁-膜结构的制备方法，还包括步骤五一，步骤五一位于步骤五和步骤六之间，且步骤五一具体为：

利用氢氟酸与无水乙醇形成的混合浓度为15％的溶液去除衬底基片上剩余的钝化层和氧化层。

优选的是，步骤一中，衬底基片为电阻率为0.01Ω·cm至0.02Ω·cm的P型双抛单晶硅片。