[发明专利]一种硅微谐振式压力传感器芯体及制作方法

权利要求书

1.一种硅微谐振式压力传感器芯体，采用静电激励/压阻检测为工作方式，其特征在于，它包括下层基片（1）和上层基片（2），下层基片（1）和上层基片（2）键合为一个整体；

下层基片（1）上设置有谐振梁（1-1）、压力敏感膜片（1-2）、下层激励电极（1-3）、压敏电阻（1-4）和下层引线焊盘（1-5）；谐振梁（1-1）的上表面设置有下层激励电极（1-3）和压敏电阻（1-4），下层激励电极（1-3）和压敏电阻（1-4）的引线均通过下层引线焊盘（1-5）引出；压力敏感膜片（1-2）设置在谐振梁（1-1）所在谐振腔的底部；

上层基片（2）上设置有振动槽（2-1）和上层激励电极（2-2）；上层基片（2）的下表面设置有振动槽（2-1），在振动槽（2-1）的槽底表面覆有上层激励电极（2-2）；

下层引线焊盘（1-5）暴露接触外界；

上层基片（2）下表面的凹槽与谐振梁（1-1）所在谐振腔形成密闭空间，下层激励电极（1-3）与上层激励电极（2-2）的位置相对设置；

下层基片（1）选用SOI硅片；上层基片（2）选用玻璃片。

2.根据权利要求1所述一种硅微谐振式压力传感器芯体，其特征在于，谐振梁（1-1）是单晶硅材料、且采用单面加工方法制作。

3.制作权利要求1所述一种硅微谐振式压力传感器芯体的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、制作下层基片，具体过程为：

步骤一一、选用SOI硅片作为待处理下层基片，SOI硅片设置有中间氧化层，该中间氧化层将SOI硅片分成上下两部分，

对待处理下层基片进行热氧化处理，在待处理下层基片的上下面表面形成二氧化硅层，获取热氧化下层基片；

步骤一二、通过光刻腐蚀工艺对二氧化硅图形化，然后在上面制作压敏电阻及其浓硼引线、下层激励电极及其浓硼引线；压敏电阻和下层激励电极并列设置；

步骤一三、重新在下层基片的上表面生长一层二氧化硅层；

步骤一四、在压敏电阻和下层激励电极所在区域制作谐振梁，

通过光刻腐蚀工艺对二氧化硅图形化，然后用ICP刻蚀硅至中间氧化层。刻蚀区域间隔的宽度为谐振梁的宽度，在谐振梁两侧对称形成两个深槽；

步骤一五、利用LPCVD沉积氮化硅或二氧化硅作为钝化层对两个深槽的表面和上层基片的上下表面进行覆盖；

步骤一六、利用RIE工艺刻蚀掉深槽底部的钝化层，

步骤一七、利用ICP工艺继续对深槽底部刻蚀一定深度；

步骤一八、利用TMAH溶液对下层基片进行腐蚀，直到谐振梁底部的硅全部被腐掉，释放出谐振梁，两个深槽连通后形成谐振腔；

步骤一九、去掉下层基片上表面的钝化层和二氧化硅层，然后，在下层基片上表面的边缘制作金属膜，对所述金属膜光刻腐蚀后形成下层引线焊盘，用于连接步骤一二中的浓硼引线；

步骤一十、下层基片下表面腐蚀出一个深槽，位置在谐振腔下方，该深槽与谐振腔之间薄片硅作为压力敏感膜片；

步骤二、制作上层基片，具体过程为：

步骤二一、采用玻璃片作为待处理上层基片；

步骤二二、在所述待处理上层基片的下表面制作一个潜槽作为振动槽，并在振动槽的槽底表面制作上层激励电极；

步骤三、将步骤一制作的下层基片和步骤二制作的上层基片进行键合，实现密封；

下层激励电极与上层激励电极的位置相对设置；

步骤四、利用刻蚀工艺，对上层基片进行刻蚀，露出下层引线焊盘完成静电激励/压阻检测硅微谐振式压力传感器的制作。

4.根据权利要求3所述一种硅微谐振式压力传感器芯体的制作方法，其特征在于，步骤一二中在上面制作压敏电阻及其浓硼引线、下层激励电极及其浓硼引线的过程为：

分两次注入硼离子，第一次采用硼离子注入方法制作压敏电阻，第二次采用硼离子注入方法制作下层激励电极及其浓硼引线、压敏电阻的浓硼引线；

两种浓硼引线及下层激励电极的硼离子注入浓度相同，且高于压敏电阻的硼离子注入浓度。