[发明专利]一种背接触触觉传感器的制作方法及背接触触觉传感器

权利要求书

1.一种背接触式触觉传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在SOI(Silicon-On-Insulator)硅片上制作力敏电阻(114)，再刻蚀形成梁-岛结构(112)和支撑结构(12)，所述力敏电阻位于所述梁-岛结构(112)的梁结构上；在所述SOI硅片的表面淀积第一阻挡层(14)，刻蚀所述第一阻挡层(14)形成第一引线孔(16)；在所述第一引线孔(16)上通过沉积工艺形成第一导电件(15)，所述第一导电件(15)位于所述支撑结构(12)上；通过金属溅射和图形化在所述梁-岛结构(112)和所述支撑结构(12)上形成金属引线(17)，得到圆片级未释放传感芯片(3)；所述金属引线(17)和所述第一导电件(15)能够同时用于圆片级键合和能够实现原电池保护；且所述金属引线(17)和所述第一导电件(15)能够耐腐蚀；所述金属引线(17)与所述力敏电阻(114)电连接；

2)在封装基板(2)内部制作导电通孔(22)，在所述封装基板(2)的表面淀积第二阻挡层(21)，刻蚀所述第二阻挡层(21)形成第二引线孔(25)；在所述第二引线孔(25)上通过沉积工艺形成同时能够用于圆片级键合、能够实现原电池保护和耐腐蚀的第二导电件(26)，得到耐腐蚀的圆片级待键合封装基板(4)；所述第二导电件(26)与所述第一导电件(15)对应；

3)将所述圆片级未释放传感芯片(3)通过转移工艺转移到所述圆片级待键合封装基板(4)上，所述圆片级未释放传感芯片(3)正面与所述圆片级待键合封装基板(4)正面通过第一导电件(15)与第二导电件(26)键合，并同时实现金属引线(17)与所述第一导电件(15)、第二导电件(26)的电学连接，得到圆片级封装后待释放触觉传感器(5)；

4)利用所述封装基板(2)的力学支撑作用，去除所述圆片级封装后待释放触觉传感器(5)的所述SOI硅片背面的体硅层(18)和埋氧层(19)，能够实现超薄传感芯片(1)的转移，得到圆片级封装后触觉传感器(6)，其中，所述超薄传感芯片(1)背面能够在去除所述SOI硅片背面的体硅层(18)和埋氧层(19)后自发形成连续的硅膜结构(113)，形成梁-膜-岛结构(112)，并且所述超薄传感芯片(1)背面无电学结构，无需后续保护；

5)将所述圆片级封装后触觉传感器(6)经过临时键合工艺、基板背面减薄工艺和划片工艺，得到分立的封装后背接触式触觉传感器单元。

2.根据权利要求1所述的背接触式触觉传感器的制备方法，其特征在于，

所述第一导电件(15)的材料及金属引线(17)的材料为通过溅射或蒸发工艺制作的Cr、Pt或者Au等耐碱性溶液腐蚀金属及其合金；

所述第二导电件(26)的材料为通过电镀工艺制作的耐碱性溶液腐蚀的金，使得所述第一导电件(15)、金属引线(17)和第二导电件(26)能够耐受住封装后释放工艺中碱性腐蚀溶液的腐蚀。

3.根据权利要求1所述的背接触式触觉传感器的制备方法，其特征在于，

通过各向异性湿法腐蚀工艺来去除所述SOI硅片背面的体硅；

所述第一导电件(15)与所述第二导电件(26)键合的工艺为金金键合工艺，用于满足耐腐蚀、导电且能够作为原电池电极的条件下实现圆片级键合；

所述封装基板(2)正面和所述超薄传感芯片(1)的正面通过第一导电件(15)和第二导电件(26)进行键合的键合强度大于等于15MPa，用于满足芯片力学支撑要求。

4.根据权利要求3所述的背接触式触觉传感器的制备方法，其特征在于，

所述各向异性湿法腐蚀液包括TMAH、KOH和EPW等；

通过反应离子刻蚀去除所述SOI硅片的埋氧层(19)二氧化硅；

所述第一阻挡层(14)和所述第二阻挡层(21)作为器件结构保护层，需要耐受住封装后各向异性湿法腐蚀工艺；

所述第一阻挡层(14)为LPCVD制作的氮化硅层或者PECVD等制作的碳化硅层；

所述第二阻挡层(21)为LPCVD制作的氮化硅层或者PECVD等制作的碳化硅层。