[发明专利]采用折合梁结构的MEMS磁场传感器的制备方法

权利要求书

1.采用折合梁结构的MEMS磁场传感器的制备方法，其特征在于，本磁场传感器的制备方法为单独制备法或IC电路集成制备法；

所述单独制备法是在圆晶硅片或SOI片上直接制备；

所述IC电路集成制备法，是在已经完成IC电路结构的硅片上进行钝化层淀积保护电路结构，再进行传感器制备，最后去除IC电路上的钝化层；

单独制备法或IC电路集成制备法的工艺均为：取一块圆晶硅片、SOI片或完成钝化层淀积保护电路结构IC电路结构的硅片；首先在衬底上淀积下电极，下电极可采用淀积铜或金材料，或由P型重掺杂工艺形成；将第一导电层金属淀积到衬底表面，进行旋涂光刻胶，并利用光刻胶图形化第一金属层，然后电镀一层第二导电层金属，并采用光刻辅助工艺实现图形化，得到上电极，在上电极金属层的上表面，淀积一层氮化硅或二氧化硅用作绝缘层，同时，对该绝缘层进行图形化，腐蚀去掉俯视图中的两个矩形区域，并以图形化的绝缘层为掩膜，刻蚀去掉相应的上电极金属矩形区域，进行器件背面刻蚀，以淀积等方式完成上下电极的引出，在绝缘层的上表面，淀积并刻蚀形成环形铜、金或铝电极，作为导电线圈，最后进行后续封装。

2.根据权利要求1所述的采用折合梁结构的MEMS磁场传感器的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

步骤1.取一块硅片，利用深反应离子刻蚀工艺刻蚀腔体，淀积并图形化第一金属层；

步骤2.淀积并图形化第二金属层，第二金属层为牺牲层，第二金属层与第一金属层的材质不相同；

步骤3.为得到作为牺牲层腐蚀的开口，继续淀积并图形化台阶状牺牲层第二金属层；

步骤4.电镀并图形化第三金属层，第三金属层为上电极；

步骤5.淀积绝缘层，并图形化；

步骤6.对器件背面进行深反应离子刻蚀，并对刻蚀孔进行金属淀积，完成上下电极引出；

步骤7.牺牲层腐蚀，释放折合梁结构；随后在释放后的折合梁结构上淀积并图形化线圈，获得成品。

3.根据权利要求1所述的采用折合梁结构的MEMS磁场传感器的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

步骤1：

1.1清洗（100）晶面的n型双面抛光硅片；

1.2 对经过清洗的硅片进行DRIE刻蚀，刻蚀深度为30-40μm，腔体为1000*600μm矩形，面积大于传感器折合梁在衬底上的投影面积；

1.3 利用LPCVD工艺，淀积第一金属，厚度为1μm；

1.4 利用光刻及腐蚀工艺，对第一金属进行图形化，形成下电极，下电极形状为矩形，面积不大于折合梁在衬底上的投影面积；

步骤2：

2.1淀积第二金属，第二金属的淀积厚度为20μm；将本步骤沉积获得的结构为称为第二金属第一层；第二金属第一层为牺牲层；

2.2以光刻胶为掩膜，对步骤2.1获得的第二金属第一层进行图形化，形成中心柱状锚区；

步骤3：

3.1 继续淀积第二金属，厚度为10μm；将本步骤淀积获得的结构为称为第二金属第二层；第二金属第二层为牺牲层的腐蚀开口；

3.2 对由步骤3.1获得的第二金属第二层进行图形化，图形化后获得的产物称为环形边框；

步骤4：

4.1用第三金属进行电镀，电镀形成的厚度大于10μm；

4.2 利用光刻胶做掩模板，通过腐蚀去除不需电镀的区域，同时实现两个对称的镂空区域；镂空区域的面积均为300*100μm，长边均与锚区边沿齐平；

4.3 采用化学机械抛光，使由步骤4.1形成的上表面，与硅衬底的上边沿齐平；

步骤5：

5.1 淀积一层绝缘层，绝缘层的厚度为5μm；

5.2 利用光刻胶做掩膜，对绝缘层进行腐蚀，使绝缘层的覆盖面积与第三金属层相一致；

步骤6：

6.1 对硅片背面进行深反应离子刻蚀，刻蚀穿通区域分别与衬底电极、上电极的锚区相连；

6.2 在刻蚀通孔中淀积金属铜，与步骤6.1中的衬底电极、上电极的锚区相连；

步骤7：

7.1 在绝缘层上淀积第一金属；

7.2 对步骤7.1形成的第一金属进行刻蚀，图形化形成线圈，并完成线圈向长边两侧的引出，以便于封装后的引脚加工；

7.3 进行牺牲层腐蚀，释放第二金属，获得成品。