[发明专利]一种温度加速度复合型石英摆片的制备方法

权利要求书

1.一种温度加速器复合型石英摆片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、晶圆基材的清洗，选用浓度为96％的浓硫酸和30％的双氧水混合溶液在100℃温度下对晶圆进行清洗，清洗时间为10min，然后用去离子水清洗干净，并用氮气吹干；

S2、晶圆正面金属层沉积，将清洗干净的晶圆正面朝上，放入离子束镀膜机中，抽真空，冲入氩气，首先在晶圆上沉积金属铬层，然后再沉积一层镍层，最后沉积金层；

S3、晶圆背面金属层沉积，将清洗干净的晶圆背面朝上，放入离子束镀膜机中，抽真空，冲入氩气，首先在晶圆上沉积金属铬层，然后再沉积一层镍层，最后沉积金层；

S4、匀胶、曝光，将晶圆进行预加热，预加热完成后使用BP212正性光刻胶对晶圆正面进行匀胶处理，胶层厚度为1.5-3μm，匀胶后对其进行曝光处理；然后对晶圆背面进行匀胶处理，胶层厚度为1.5-3μm，匀胶后对其进行曝光处理；

S5、显影，使用5wt‰的氢氧化钾水溶液对晶圆进行显影处理，将掩膜版上的图形转移到晶圆上，显影时间为30-60s；

S6、金属层腐蚀，使用碘、碘化钾、水的混合溶液对金层进行腐蚀，腐蚀时间为2-3min；使用40wt％的硝酸溶液对镍层进行腐蚀，腐蚀时间为3-4min；然后使用10wt％的的硝酸铈铵腐蚀液对铬层进行腐蚀，腐蚀时间为1-2min；

S7、基材腐蚀，使用浓度为40％的氢氟酸和40％氟化铵按1:1的比例进行混合形成腐蚀液，在70℃的温度下对晶圆进行腐蚀，得到摆片；

S8、老化，将制备完成的摆片置于真空老化炉中进行老化处理，真空度≤2×10^-3Pa，温度300℃，时间3h；

S9、存储，将老化完成后的摆片存放与干燥柜或氮气柜中备用；

所述步骤S7中，包括以下步骤：

S71、外框、摆舌的制备，对经过步骤S4-S6处理后的晶圆进行基材腐蚀，腐蚀穿整个晶圆，得到外框和摆舌，形成摆片的外形轮廓；

S72、定位凸台的制备，在经过步骤S71处理后的外框上对经过步骤S4-S6处理后的晶圆进行基材腐蚀得到定位凸台，定位凸台的高度为10-20μm；

S73、挠性梁的制备，在经过步骤S71处理后的摆舌与外框之间对经过步骤S4-S6处理后的晶圆进行基材腐蚀得到挠性梁，挠性梁的厚度为20-40μm；

S74、金电极制备，在经过步骤S71或S73处理后外框、挠性梁和摆舌上对摆片进行步骤S4-S5处理，并对金电极的轮廓进行步骤S6处理，制备出金电极；

S75、温度传感器的制备，对经过步骤S71、S72或S73处理后的外框、摆舌、定位凸台或挠性梁上对摆片进行步骤S4-S5处理，并对温度传感器的电极片轮廓进行步骤S6处理，得到金的电极片；对温度传感器的镍电阻进行步骤S6的金层腐蚀，并对镍电阻的轮廓进行步骤S6腐蚀得到镍电阻。

2.根据权利要求1所述的一种温度加速器复合型石英摆片的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，浓硫酸和双氧水的体积比为3:1。

3.根据权利要求1所述的一种温度加速器复合型石英摆片的制备方法，其特征在于：所述步骤S2和S3中，抽真空至1×10^-3Pa以下，调节氩气流量使离子束镀膜机中真空度维持在1-5Pa之间，铬层的厚度为10nm，镍层的厚度为200-250nm，金层的厚度为200nm。

4.根据权利要求1所述的一种温度加速器复合型石英摆片的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，晶圆的预加热温度为90℃，加热时间为5min。

5.根据权利要求1所述的一种温度加速器复合型石英摆片的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，碘：碘化钾：水＝10g：5g：100ml。

6.根据权利要求1所述的一种温度加速器复合型石英摆片的制备方法，其特征在于：所述温度传感器位于外框、摆舌、挠性梁或定位凸台上，温度传感器包括呈蛇形分布的镍电阻，镍电阻的两端分布有金的电极片。

7.根据权利要求1所述的一种温度加速器复合型石英摆片的制备方法，其特征在于：所述镍电阻的宽度为80μm，电极片为200μm×200μm的正方形。