[发明专利]采用腐蚀自停止方式制造流量传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统技术领域，具体来说，本发明涉及一种采用腐蚀自停止方式制造流量传感器的方法。

背景技术

在某些与温度相关半导体传感器的结构中，有时需要在传感器处于一个厚度较薄的悬空基底上，基底的厚度较薄，在封装后，传感器下方的基底不与封装的基座接触，而是悬空与空气或者真空接触，达到降低外界环境温度干扰的目的。

从上述传感器的应用方面来说，传感器的精度与器件下方基底材料的厚度紧密相关，为了实现较高的精度，悬空上方的基底厚度较薄，当然另一方面也需要考虑较薄基底对器件的支撑作用，厚度越厚，传感器结构越牢固，因此最终需要综合考虑上述几方面的因素，选定合适的表层硅厚度。

对于半导体工艺来说，通过低成本的背面腐蚀工艺获得精确的表层硅厚度难度很高，主要通过时间的精确控制，与所采用腐蚀溶液的纯度、浓度、温度息息相关，在尺寸较大、批次较多的半导体工厂里面加工的时候，片中器件的均匀性、片间器件的可重复性问题就更加显露。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用腐蚀自停止方式制造流量传感器的方法，具有良好的片中器件的均匀性、片间器件的可重复性，适合大批量生产。

为解决上述技术问题，本发明提供一种采用腐蚀自停止方式制造流量传感器的方法，包括步骤：

提供硅衬底，采用离子注入法在所述硅衬底中形成腐蚀停止层；

在所述硅衬底上淀积电热层；

对所述电热层作图形化，在所述硅衬底上形成加热装置、测温装置和电极；

在所述硅衬底上淀积保护层，所述保护层覆盖所述加热装置和所述测温装置；

通过半导体光刻技术，在所述流量传感器正对面的反面对所述硅衬底进行湿法腐蚀，在所述硅衬底中形成背面空腔。

可选地，所述腐蚀停止层为P+重掺杂层或者埋氧绝缘层。

可选地，所述P+重掺杂层中的掺杂元素为B或In。

可选地，所述P+重掺杂层的掺杂浓度范围为1×10¹⁹/cm³至1×10²¹/cm³。

可选地，所述P+重掺杂层的掺杂浓度范围为1.5×10²⁰/cm³至7×10²⁰/cm³。

可选地，所述埋氧绝缘层的厚度为50～500nm。

可选地，在所述硅衬底中形成腐蚀停止层包括步骤：

使用高能离子注入机将高浓度氧原子注入到所述硅衬底中；

通过高温退火使注入的所述氧原子与硅发生反应，在所述硅衬底表面下形成连续的SiO₂层。

可选地，所述高能离子注入机的注入能量范围为120KeV至200KeV。

可选地，所述高温退火的温度范围为1000℃至1300℃。

可选地，所述电热层为含金属的材料。

可选地，所述电热层为单层的或者多层的结构。

可选地，所述含金属的材料为温阻材料。

可选地，所述温阻材料包括铂或金。

可选地，所述加热装置和所述测温装置的形状、布局、线条尺寸、厚度和圈数根据不同的需要是可调整的。

可选地，所述保护层为单层的或者多层的结构。

可选地，对所述硅衬底进行湿法腐蚀的腐蚀溶液对于硅腐蚀具有各向异性，并且对于硅/氧化硅具有良好选择比。

可选地，所述腐蚀溶液包括KOH、NaOH、EPW和/或TMAH。

可选地，所述背面空腔的形状和尺寸根据正面关键区域的形状是可调整的。

可选地，所述方法在所述硅衬底中形成背面空腔之后还包括步骤：

去除所述背面空腔底部残留的埋氧绝缘层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用自停止的腐蚀方法，制造出的流量传感器具有良好的片中器件的均匀性、片间器件的可重复性，很好地解决了现有技术中存在的问题，适合大批量的生产，且制造出的流量传感器的品质更高。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一个实施例的采用腐蚀自停止方式制造流量传感器的方法流程示意图；

图2至图8为本发明一个实施例的采用腐蚀自停止方式制造流量传感器的过程剖面结构示意图；