[发明专利]一种具有应力缓冲槽的超低压压力芯体及其制备方法

权利要求书

1.一种具有应力缓冲槽的超低压压力芯体，包括芯体主体(1)和连接在芯体主体(1)底部的基板(13)；

其特征在于：所述芯体主体(1)包括硅晶圆支撑基底(3)和客制化的SOI晶圆(2)，所述客制化的SOI晶圆(2)上设有空腔(7)，所述客制化的SOI晶圆(2)上设有悬于空腔(7)上的敏感膜，敏感膜上设有通过刻蚀形成的边缘内凹的四瓣型梁膜结构(6)；

所述四瓣型梁膜结构(6)边缘处设有压阻区域(4)，所述敏感膜边侧设有引线区域(5)；

所述硅晶圆支撑基底(3)中部设有气孔(9)，所述硅晶圆支撑基底(3)底部设有缓冲槽(8)。

2.根据权利要求1所述的一种具有应力缓冲槽的超低压压力芯体，其特征在于：所述压阻区域(4)包括压阻条(41)和欧姆接触区(42)。

3.根据权利要求1所述的一种具有应力缓冲槽的超低压压力芯体，其特征在于：所述缓冲槽(8)外侧的凸起结构边缘与芯体主体(1)边缘的距离＞100um，凸起结构的宽度设置为100um，两个凸起结构的中心距离设定为250um，缓冲槽(8)直角转弯处采用半径80um的圆角处理。

4.根据权利要求1所述的一种具有应力缓冲槽的超低压压力芯体，其特征在于：所述客制化的SOI晶圆(2)器件层厚度为15um，电阻率1-10Ω·cm厚度300um，器件层取向为100。

5.根据权利要求1所述的一种具有应力缓冲槽的超低压压力芯体，其特征在于：所述引线区域(5)选用Ti/Si-Al(掺杂Si的Al合金)两层金属叠形式制备，Ti层厚度20-50nm，Si-Al层厚度300-500nm。

6.根据权利要求1所述的一种具有应力缓冲槽的超低压压力芯体，其特征在于：所述芯体主体(1)的尺寸为3.3×3.3mm。

7.一种具有应力缓冲槽的超低压压力芯体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采用标准的硅晶圆清洗工艺对客制化的SOI晶圆(2)进行清洗；

步骤二、利用热氧化工艺，将客制化的SOI晶圆(2)表面沉积一层氧化硅，利用浓硼掺杂和淡硼掺杂工艺在单晶硅片压力敏感膜上制备出欧姆接触区(42)和压阻条(41)，注入完成后采用退火工艺对注入造成的晶格损伤进行修复；

步骤三、利用腐蚀工艺将敏感膜层上的注入掩蔽层腐蚀掉，利用MEMS薄膜沉积工艺在单晶硅压力敏感膜上沉积形氧化隔离层(10)，厚度为450nm；并利用刻蚀工艺在氧化隔离层(10)上开出压阻条(41)的电学接触孔；利用MEMS薄膜沉积工艺在绝缘层上沉积形成Ti/Si-Al金属薄膜，并通过图形化工艺然后刻蚀形成金属互联引线(51)，然后利用退火工艺以确保压阻条(41)与金属层之间的欧姆接触区(42)的形成；

步骤四、图形化工艺后，通过刻蚀工艺在敏感膜层正面，刻蚀出边缘内凹的四瓣型梁膜结构6；

步骤五、利用MEMS薄膜沉积工艺在图形化金属互联引线(51)的上一层沉积形成表面钝化层(11)，厚度约为500nm；

步骤六、利用刻蚀工艺在表面钝化层(11)上开出四个图形化金属互联引线(51)的PAD区域(52)与外部进行打线的接触孔；

步骤七、利用键合工艺，在步骤六工艺后的客制化的SOI晶圆(2)上键合硅晶圆支撑基底(3)，然后在背面刻蚀出应力缓冲槽的结构，即缓冲槽(8)；

步骤八、利用刻蚀工艺从背面刻蚀出进气孔(9)。

8.根据权利要求7所述的具有应力缓冲槽的超低压压力芯体的制备方法，其特征在于：步骤二中利用浓硼掺杂和淡硼掺杂工艺在单晶硅片压力敏感膜上制备出欧姆接触区(42)和压阻条(41)，可根据工艺情况，省略浓硼掺杂工艺，将压阻条(41)区域直接与金属引线互联。

9.根据权利要求7所述的具有应力缓冲槽的超低压压力芯体的制备方法，其特征在于：步骤三和步骤五中的MEMS薄膜沉积工艺为溅射沉积工艺或电子束蒸发沉积工艺或加热蒸发沉积工艺，Si-Al可为Al或Au。

10.根据权利要求7所述的具有应力缓冲槽的超低压压力芯体的制备方法，其特征在于：步骤六、步骤七和步骤八中的刻蚀工艺为干法离子刻蚀工艺或气相腐蚀工艺或湿法腐工艺，步骤七中的键合工艺为熔融键合工艺。