[发明专利]一种超微压压力传感器硅芯片制作方法

摘要

本发明涉及一种超微压压力传感器硅芯片的制作方法，利用硅的平面工艺和体微机械加工技术结合，采用集成电路平面工艺技术和硅的各向异性腐蚀，结合压力传感器芯片设计中梁膜结构与平膜双岛结构的优点，采用双岛-梁-膜结构充分集中了应力，在保证高线性精度下，研制了高灵敏度超低微压压力传感器硅微芯片。该方法主要包括氧化-双面光刻对准记号-氧化-光刻背部大膜和光刻正面梁区-背部大膜和正面梁区腐蚀-氧化-光刻背面应力匀散区-背面应力匀散区腐蚀-背面胶保护正面漂净SiO₂层-氧化-光刻电阻区-力敏电阻区硼掺杂-光刻浓硼区-浓硼扩散形成欧姆区-正反面淀积氮化硅-光刻引线孔-光刻背小岛、光刻背大岛-正面镀铝层、反刻铝引线、合金化-进入腐蚀工艺流程等步骤。

主权项

1.一种超微压压力传感器硅芯片的制作方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、氧化：将严格清洗后的原材料硅片放入氧化炉，通氧气对硅片双面氧化，温度为1150℃，首先是干氧化10分钟，然后通水蒸汽湿氧化30分钟；(2)、双面光刻对准记号：对氧化后的硅片双面光刻，形成双面对准记号，其中背面涂胶，前烘温度为80℃，时间为5分钟，正面涂胶，前烘温度80℃，时间为10分钟；(3)、氧化：对经双面光刻对准记号的硅片再次氧化以使边框背面形成1微米左右的SiO2层，温度为1150℃，首先是干氧化10分钟，然后通水蒸汽湿氧化2小时30分钟；(4)、光刻背部大膜和光刻正面梁区；(5)、背部大膜和正面梁区腐蚀：在1∶10稀HF酸中漂洗10秒，用冷去离子水冲洗后吹干；在浓度为25％的TMAH中腐蚀70分钟，温度为50℃；(6)、氧化：通氧气对硅片双面氧化，温度为1150℃，首先是干氧化10分钟，然后通水蒸汽湿氧化30分钟；(7)、光刻背面应力匀散区，正面光刻胶保护，保留正面氧化层；(8)、背面应力匀散区腐蚀：在25％的TMAH中腐蚀，大约140分，温度为50℃，腐蚀深度约为12微米，该深度根据硅片原始厚度适当予以调整；(9)、背面胶保护，正面漂净SiO2层：背面用光刻胶保护，在光刻腐蚀液中，漂净正面的SiO2层；(10)、氧化：通氧气对硅片双面氧化，温度为1150℃，首先是干氧化10分钟，然后通水蒸汽湿氧化30分钟；(11)、光刻电阻区；(12)力敏电阻区硼掺杂：电阻区采用离子束注入，涂二次光刻胶，并保留电阻区以外的光刻胶，作为离子束掺杂时的掩蔽层；用四探针测量备片方块电阻为Rs＝280Ω/方～300Ω/方；(13)、光刻浓硼区：背面光刻胶保护，保留背面SiO2层；(14)、浓硼扩散形成欧姆区：予淀积时温度为980℃，时间为30分钟，测试电阻Rs＝40Ω/方±10Ω/方；予淀积以后用1∶10的HF酸漂净表面硼硅层大约10秒，经去离子水冲洗烘干待用；再做硼的再分布，温度为1150℃，时间为10分钟干氮气和5分钟的干氧化；用四探针测量备片方块电阻Rs＝15Ω/方±5Ω/方；(15)、正反面淀积氮化硅，厚度1500埃；(16)、光刻引线孔，背面胶保护：等离子刻蚀氮化硅，光刻腐蚀液漂净引线孔内SiO2层；(17)、光刻背小岛，正面胶保护后光刻背大岛：等离子刻蚀广大区氮化硅层，保留广大区的SiO2层；正面胶保护，刻去背面梁区和膜区的SiO2层；(18)、正面镀铝层，反刻铝引线，合金化：正面真空镀铝层，厚度为1微米±0.2微米；反刻铝引线；合金化，温度为510℃，时间为20分钟，通氧气干氧化，在显微镜下观测铝层表面，出现黑色合金点；(19)、初测： 桥路电阻R＝5KΩ±0.5kΩ；电阻区之间硬击穿，BV≥70V；失调电压V0＜100mv为合格；(20)、进入腐蚀工艺流程。