[发明专利]声表面波传感器芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芯片制作技术，尤其涉及一种声表面波传感器芯片及其制作方法。

背景技术

近年来，由于反恐和防化的需求，气体传感器的研制成为热点，尤其是根据高分子气敏材料吸收气体后，声波在材料表面传播速度或频率发生变化的原理制成的SAW(声表面波)气体传感器的研制与应用更为突出。

SAW气体传感器的核心部件是用于气体检测的SAW传感器芯片，在SAW传感器芯片的制备过程中存在一个技术难点，那就是如何将化学敏感膜稳定可靠、准确地转移到芯片的成膜区，同时不影响芯片其他部分。

目前有很多种成膜方式，一种是采用激光定位喷涂生长化学敏感膜方法，该方法不需要将非成膜区域掩蔽起来，具有易于生长、控制精确、一致性好等工艺特点，但所需的成膜设备非常昂贵。

另一种是分子自组装成膜方法，该方法将芯片在成膜溶液中长时间浸泡，此时就需要将非成膜区域掩蔽起来，只露出成膜区域，过去常利用特殊胶带进行掩蔽，但胶带边缘会翘起甚至脱落，产生溶液渗透，污染非成膜区域，同时胶带还会污染芯片表面，难于去除。也有采用石蜡掩蔽的，但操作麻烦、可靠性差，同时在去除石蜡时，也难免污染芯片表面，影响传感器性能。以上掩蔽方式效率都很低，不适于芯片的批量生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种声表面波传感器芯片及其制作方法，该方法操作简单、可靠性高、效率高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的声表面波传感器芯片，包括压电基片，所述的压电基片上设有金Au层；

所述芯片包括叉指换能器和成膜区；

所述的叉指换能器部位的Au层上设有成膜掩蔽层；

所述成膜区的Au层上设有敏感膜，所述的敏感膜为对特定气体具有吸附和解吸附性质的聚合物膜。

所述压电基片与Au层之间设有铬Cr过渡层。

所述的压电基片包括各种切向的下列至少一种晶体：

石英晶体、铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、硅酸镓镧晶体、四硼酸锂晶体。

所述的Au层的厚度为400～550埃；

所述Cr过渡层的厚度为5～15埃；

所述成膜掩蔽层的厚度为100～300埃。

本发明的上述声表面波传感器芯片的制作方法，包括以下步骤：

A、在压电基片上蒸镀Au层；

B、将Au层刻出叉指换能器和成膜区；

C、在Au层上蒸镀成膜掩蔽层；

D、将成膜区的成膜掩蔽层剥掉，然后在成膜区形成敏感膜。

所述的步骤A中，在压电基片上蒸镀Au层之前，首先在压电基片上蒸镀Cr过渡层，然后在Cr过渡层上蒸镀Au层。

所述的步骤B包括，

B1、在Au层上涂敷光刻胶，并通过光刻的方法，将叉指换能器和成膜区的图形刻到光刻胶层上；

B2、通过刻蚀的方法，将光刻胶层上叉指换能器和成膜区的图形刻到Au层上，然后将Au层上剩余的光刻胶去掉。

所述的步骤C包括，

C1、在Au层上涂敷光刻胶，并通过光刻的方法，将成膜区以外的光刻胶刻掉；

C2、在Au层上蒸镀成膜掩蔽层。

所述的光刻胶的粘度为5～10厘波；涂敷厚度为7000～9000埃。

所述的步骤D包括，

D1、将成膜区的成膜掩蔽层剥掉，在成膜区形成窗口；

D2、将芯片放入敏感膜溶液中，在成膜区形成敏感膜。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的声表面波传感器芯片及其制作方法，由于包括成膜掩蔽层，在成膜区形成化学敏感膜之前，利用成膜掩蔽层对非成膜区进行掩蔽，能够很好的解决敏感膜形成过程中的掩蔽不严、一致性差、污染芯片等问题，工艺过程简单、效率高、稳定可靠，对芯片电性能影响小。

附图说明

图1为本发明声表面波传感器芯片的剖面结构示意图；

图2为本发明声表面波传感器芯片的平面结构示意图；

图3为本发明声表面波传感器芯片的制作方法中，蒸镀Cr过渡层及Au层并涂敷光刻胶后芯片的剖面结构示意图；

图4为对涂敷光刻胶后的芯片进行光刻后的剖面结构示意图；

图5为对光刻后的芯片进行刻蚀后的剖面结构示意图；

图6为经过刻蚀并涂敷光刻胶后的芯片的剖面结构示意图；

图7为对刻蚀并涂敷光刻胶后的芯片进行光刻后的剖面结构示意图；

图8为蒸镀成膜掩蔽层后的芯片的剖面结构示意图；

图9为在成膜区将成膜掩蔽层开窗后的芯片的剖面结构示意图；