[发明专利]高灵敏度加速度传感器结构的制备方法

权利要求书

1.一种高灵敏度加速度传感器结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供衬底；

于所述衬底正面的预设位置进行硼离子注入；

于所述衬底的正面及背面均分别依次形成第一氧化硅层及低应力氮化硅层；

于所述衬底的正面形成若干排平行间隔排布的释放窗口，所述释放窗口定义出悬臂梁的位置、形状及厚度；

于所述释放窗口侧壁及底部沉积保护层；

去除所述释放窗口底部的所述保护层，并依据所述释放窗口继续刻蚀所述衬底以于所述释放窗口下方形成自所述释放窗口底部延伸至所述衬底内的深槽；

依据所述深槽横向刻蚀所述衬底，以于所述衬底内形成内部刻蚀缓冲腔体；

于所述释放窗口的侧壁、所述内部刻蚀缓冲腔体的侧壁及所述内部刻蚀缓冲腔体的上下表面形成低应力多晶硅层；

对上一步骤所得结构进行高温处理，注入的所述硼离子扩散以形成压敏电阻，且于所述低应力多晶硅层表面形成氧化硅钝化层；

自所述衬底背面刻蚀所述衬底直至位于所述内部刻蚀缓冲腔体底部的所述氧化硅钝化层，以于所述衬底的背面形成沟槽，所述沟槽定义出所述悬臂梁及质量块的位置及形状；

去除位于所述内部刻蚀缓冲腔体底部的所述氧化硅钝化层；

于所述衬底的正面制备引线孔，于所述引线孔内形成金属引线，并于位于所述衬底正面的热氧化层的上表面形成焊盘；所述金属引线与所述压敏电阻相连接，所述焊盘与所述金属引线及所述压敏电阻相连接；

提供键合衬底，所述键合衬底的一表面形成有凹槽，将所述键合衬底键合于所述衬底的背面，所述键合衬底形成有所述凹槽的表面为键合面；所述键合衬底键合于所述衬底的背面之后，所述凹槽覆盖所述悬臂梁及所述质量块对应的区域；

自所述衬底正面刻蚀所述衬底以释放所述悬臂梁及所述质量块。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度加速度传感器结构的制备方法，其特征在于，所述衬底包括(111)单晶硅片，各排所述释放窗口沿211晶向排布。

3.根据权利要求1所述的高灵敏度加速度传感器结构的制备方法，其特征在于，于所述衬底的正面进行硼离子注入之前还包括于所述衬底的正面及背面均形成热氧化硅层的步骤。

4.根据权利要求1所述的高灵敏度加速度传感器结构的制备方法，其特征在于，于所述释放窗口侧壁及底部沉积所述保护层之前还包括去除所述衬底正面的所述低应力氮化硅层的步骤。

5.根据权利要求4所述的高灵敏度加速度传感器结构的制备方法，其特征在于：所述第一氧化硅层及所述保护层均包括TEOS氧化硅层；所述保护层形成于所述释放窗口侧壁及底部的同时还形成于位于所述衬底正面的所述第一氧化硅层的表面及位于所述衬底背面的所述低应力氮化硅层的表面；形成所述内部刻蚀缓冲腔体之后且形成所述低应力多晶硅层之前还包括去除位于所述衬底正面的所述第一氧化硅层的表面的所述TEOS氧化硅层、所述释放窗口侧壁的所述TEOS氧化硅层及位于所述衬底背面的所述低应力氮化硅层的表面的所述TEOS氧化硅层的步骤。

6.根据权利要求1所述的高灵敏度加速度传感器结构的制备方法，其特征在于：所述深槽的深度取自d₁及d₂中的最大值，其中，

d₁≥20+T×n-h

d₂≥L/tan(19.47°)

其中，d₁及d₂为所述深槽的深度，T为所述衬底背面到所述内部刻蚀缓冲腔体底部的所述氧化硅钝化层间的厚度，h为所述悬臂梁的厚度，L为任意一排所述释放窗口中相邻所述释放窗口之间的间距，n为干法刻蚀单晶硅衬底的均匀性。

7.根据权利要求1所述的高灵敏度加速度传感器结构的制备方法，其特征在于，位于所述释放窗口的侧壁的所述低应力多晶硅层的厚度小于所述释放窗口宽度的一半。