[发明专利]多功能集成传感器芯片的制作方法

摘要

本发明公开了一种多功能集成传感器芯片的制作方法，采用微机械电子系统技术和集成电路微加工技术在一个5mm×5mm面积的管芯上制作出能分别敏感压力、温度、湿度三个传感器单元；三个单元基于的效应不同，其中压力单元基于压阻效应，主要用于检测环境的压力变化；温度单元基于热阻效应，用于检测环境温度的变化；湿度单元基于电容原理，用于检测环境湿度的变化。本发明制作的多功能集成传感器芯片可用于检测环境压力、温度、湿度等与人体舒适度有关的参数，提供给环境调控设备实现舒适度满意的小环境，可集成在便携式仪器上，如手表、手机等，便携、使用方便。

主权项

1.一种多功能集成传感器芯片的制作方法，其特征在于，采用微机械电子系统技术和集成电路微加工技术在一个5mm×5mm面积的管芯上制作出能分别敏感压力、温度、湿度三个传感器单元；其制作方法包括下列步骤：1)将经过清洗的n型单晶硅片经过氧化，形成800±50nm的二氧化硅层；2)然后在二氧化硅层上涂覆光刻胶，加电阻条掩膜板，正面光刻出压力单元和温度传感器单元的电阻条结构形状，并扩散浓度为2×1019/cm3硼离子，形成结深为2～2.5μm的p型电阻条；3)在二氧化硅层上再通过低压气相沉积形成厚度为120nm±20nm氮化硅作为应力匹配层；4)加背腔掩膜板，背面光刻，去除部分二氧化硅，采用乙二胺、邻苯二酚和水的混合物腐蚀液即EPW对n型硅基底进行各向异性腐蚀，形成膜厚为25μm的C型杯压力腔；5)加电阻孔掩膜板，正面光刻形成电阻孔；6)然后正面进行溅射比例为Si∶Al＝1∶99的硅铝材料，厚度为2.5μm～3.0μm；7)加电极掩膜板，刻蚀电极形状，形成压力、温度、湿度传感器单元的电极引线，并形成湿度传感器单元的叉指电极；8)在温度为480℃的N2环境中进行30分钟的金属化处理，形成欧姆接触；9)进行真空静电键合，将n型单晶硅片封装在2mm厚的硼硅玻璃上，并在空腔区域形成真空度为10-5毫托的真空腔，用于检测环境压力；10)在湿度单元均匀涂覆感湿膜；11)最后进行划片成单个管芯。