[发明专利]一种含有硅通孔压阻式加速度传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种含有硅通孔压阻式加速度传感器，其包括含有硅通孔阵列的质量块，含硅通孔的硅基边框，多个弹性梁，压敏电阻及半导体底板；所述质量块，硅基边框，弹性梁均固定在半导体底板上，质量块位于加速度传感器中央并具有平整规则的顶面与底面，

其特征在于，

所述质量块中设有多个对称分布的填充通孔与非填充通孔，所述填充通孔与非填充通孔均与质量块梯形斜面部分不相接。

2.如权利要求书1所述的含有硅通孔压阻式加速度传感器，其特征在于，所述填充通孔排列为环形，通孔上部分与质量块靠近半导体基板的底面垂直相接且相互之间保持预设的间距，通孔下部分与质量块远离半导体基板的顶面垂直相接且相互之间水平连接。

3.如权利要求书1-2所述的含有硅通孔压阻式加速度传感器，其特征在于，所述填充通孔由金属与高分子聚合物分别填充。

4.如权利要求书1-3所述的含有硅通孔压阻式加速度传感器，其特征在于，所述填充通孔的径向截面呈正六边形或正方形。

5.如权利要求书1所述的含有硅通孔压阻式加速度传感器，其特征在于，所述非填充通孔位于填充通孔环形内并与填充通孔下部分水平相接。

6.如权利要求书1、5所述的含有硅通孔压阻式加速度传感器，其特征在于，所述非填充通孔上部分与质量块靠近半导体基板的底面垂直相接，通孔下部分与质量块远离半导体基板的顶面垂直相接。

7.如权利要求书1所述的含有硅通孔压阻式加速度传感器，其特征在于所述硅基边框含有位于边框对角处的硅通孔，且该通孔经由金属导线与压敏电阻相连。

8.一种含有硅通孔压阻式加速度传感器的制造方法，其包括下列步骤：

1)硅片双面氧化；

2)光刻，压敏电阻制作；

3)去除氧化层；

4)双面LPCVD氧化层、钝化层；

5)光刻，去除质量块底部周围的氧化层与钝化层，用腐蚀液加工出质量块；

6)去除硅基边框与质量块底部的氧化层和钝化层，用腐蚀液减薄质量块；

7)采用DRIE工艺从减薄的质量块底部刻蚀须要填充的硅通孔，首先刻蚀出相对垂直的侧壁，形成通孔的上部分，继续刻蚀，当刻蚀穿通硅层接触到氧化层时，形成带斜率的侧壁，从而制作出通孔的下部分；

8)电镀填充上一步得到的硅通孔，对硅通孔进行第一次填充，第一次填充高度应根据所设计传感器灵敏度与高过载能力综合决定，然后使用高分子聚合物将硅通孔填满；

9)去除质量块顶部的氧化层与钝化层，将硅通孔下部分暴露出来，采用DRIE工艺刻蚀环形硅通孔阵列区域，经填充后的通孔底部充当掩膜，在环形通孔区域中间刻蚀出垂直过孔；

10)采用DRIE工艺从硅基边框底部在边框对角处刻蚀硅通孔，然后进行金属填充；

11)光刻，通孔上表面处的氧化层与钝化层，制作金属连线将硅通孔与压敏电阻连接；

12)ICP刻蚀，形成弹性梁；

13)在硅基边框底部溅射粘附层和金属层，在半导体底板上制作金属凸点；

14)硅基边框与半导体底板金属键合。