專利名稱：具有埋層二氧化硅的壓力傳感器生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力傳感器生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
壓力傳感器用于檢測壓力并且例如用于工業(yè)測量技術(shù)中使用的壓力測量儀表中。在現(xiàn)在壓力傳感器生產(chǎn)領(lǐng)域，SOI材料由于具有低功耗、低開啟電壓、高速、提高集成度、與現(xiàn)有集成電路完全兼容且減少工藝程序、耐高溫、抗輻照從而減少軟件誤差等優(yōu)點，使其成為集成電路的生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的材料，而高精度的壓力傳感器更是不可缺少這樣的材料。SOI是“Silicon-on-insulator”的簡稱，中文譯為“絕緣體上的硅”。國際上公認， SOI是21世紀的微電子新技術(shù)之一和新一代的硅基材料，無論在低壓、低功耗電路、耐高溫電路、微機械傳感器、光電集成等方面，都具有重要應(yīng)用。所以是新一代壓力傳感器的發(fā)展方向。而現(xiàn)在技術(shù)中由于壓力傳感器中，作為測量電路的頂部硅層與體硅之間因溫度升高而造成的漏電流，所以為解決這一問題，本發(fā)明設(shè)計出一種新型的二氧化硅埋層工藝，在單晶硅材料中形成埋層二氧化硅，用以隔離作為測量電路的頂部硅層與體硅之間因溫度升高而造成的漏電流，具有耐高溫、低壓、低功耗的優(yōu)勢，可以使加工的MEMS硅傳感器大幅提高對惡劣測量環(huán)境的適應(yīng)能力，拓展MEMS硅傳感器的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有埋層二氧化硅的壓力傳感器生產(chǎn)工藝，解決現(xiàn)有技術(shù)中壓力傳感器中存在的，作為測量電路的頂部硅層與體硅之間因溫度升高而造成的漏電流的問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)具有埋層二氧化硅的壓力傳感器生產(chǎn)工藝，包括，首先選定待注入的硅片基體，然后對硅片基體進行高能氧離子注入，然后將注入高能氧離子的硅片基體進行高溫退火，退火溫度是800-1200°C，退火的環(huán)境氣體為惰性氣體，形成20-30nm厚度的二氧化硅埋層，然后在200-300°C的環(huán)境溫度下對表層進行等離子體增強化學氣相沉積SiN，形成SiN沉積表層，SiN沉積表層的厚度為10-50nm之間，并保證SiN沉積表層與二氧化硅埋層之間的距離至少為lOnm，然后將具有SiN沉積表層的硅片基體進行反應(yīng)離子RIE (Reactive Ion Etching)刻蝕引線孔，形成空氣隔離的低溫壓敏電阻，然后對硅片基體的下部區(qū)域進行厚度上的減薄，同時對引線孔進行引線連接形成惠斯通電橋。壓力量程從IOOkPa 4MPa的不同壓力量程的傳感器的總體精度為0. 5% FS，在設(shè)計的傳感器掩膜結(jié)構(gòu)下，壓力傳感器的敏感膜片厚度設(shè)計值為25 300um的范圍。膜厚參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，可以滿足壓力和液位各量程壓力傳感器的測量要求。而SOI膜片的材料特征，可以有效的保證壓阻式傳感器工作溫度在-50 300°C的范圍內(nèi)。
本發(fā)明提供的新型的二氧化硅埋層的壓力傳感器生產(chǎn)工藝，在單晶硅材料中形成埋層二氧化硅，用以隔離作為測量電路的頂部硅層與體硅之間因溫度升高而造成的漏電流，具有耐高溫、低壓、低功耗的優(yōu)勢，可以使加工的MEMS硅傳感器大幅提高對惡劣測量環(huán)境的適應(yīng)能力，拓展MEMS硅傳感器的應(yīng)用范圍。


下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明實施例所述的具有埋層二氧化硅的壓力傳感器生產(chǎn)工藝的流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，具有埋層二氧化硅的壓力傳感器生產(chǎn)工藝，包括，如圖a所示，首先選定待注入的硅片基體，如圖b所示，然后對硅片基體進行高能氧離子注入，然后將注入高能氧離子的硅片基體進行高溫退火，退火溫度是800-1200°C，退火的環(huán)境氣體為惰性氣體，形成20-30nm厚度的二氧化硅埋層，如圖c所示；如圖d所示，然后在200-300°C的環(huán)境溫度下對表層進行等離子體增強化學氣相沉積SiN，形成SiN沉積表層，SiN沉積表層的厚度為 10-50nm之間，并保證SiN沉積表層與二氧化硅埋層之間的距離至少為lOnm，如圖e所示， 然后將具有SiN沉積表層的硅片基體進行反應(yīng)離子RIE(ReaCtive Ion Kching)刻蝕引線孔，形成空氣隔離的低溫壓敏電阻，如圖f所示，然后對硅片基體的下部區(qū)域進行厚度上的減薄，同時對引線孔進行引線連接形成惠斯通電橋。壓力量程從IOOkPa 4MPa的不同壓力量程的傳感器的總體精度為0. 5% FS，在設(shè)計的傳感器掩膜結(jié)構(gòu)下，壓力傳感器的敏感膜片厚度設(shè)計值為25 300um的范圍。膜厚參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，可以滿足壓力和液位各量程壓力傳感器的測量要求。而SOI膜片的材料特征，可以有效的保證壓阻式傳感器工作溫度在-50 300°C的范圍內(nèi)。本發(fā)明提供的新型的二氧化硅埋層的壓力傳感器生產(chǎn)工藝，在單晶硅材料中形成埋層二氧化硅，用以隔離作為測量電路的頂部硅層與體硅之間因溫度升高而造成的漏電流，具有耐高溫、低壓、低功耗的優(yōu)勢，可以使加工的MEMS硅傳感器大幅提高對惡劣測量環(huán)境的適應(yīng)能力，拓展MEMS硅傳感器的應(yīng)用范圍。
權(quán)利要求
1.具有埋層二氧化硅的壓力傳感器生產(chǎn)工藝，包括，首先選定待注入的硅片基體，然后對硅片基體進行高能氧離子注入，然后將注入高能氧離子的硅片基體進行高溫退火，退火溫度是800-1200°C，退火的環(huán)境氣體為惰性氣體，形成20-30nm厚度的二氧化硅埋層，然后在200-300°C的環(huán)境溫度下對表層進行等離子體增強化學氣相沉積SiN，形成SiN沉積表層，SiN沉積表層的厚度為10-50nm之間，并保證SiN沉積表層與二氧化硅埋層之間的距離至少為lOnm，然后將具有SiN沉積表層的硅片基體進行反應(yīng)離子RIE (Reactive Ion Etching)刻蝕引線孔，形成空氣隔離的低溫壓敏電阻，然后對硅片基體的下部區(qū)域進行厚度上的減薄，同時對引線孔進行引線連接形成惠斯通電橋。
全文摘要
具有埋層二氧化硅的壓力傳感器生產(chǎn)工藝，包括，首先選定待注入的硅片基體，然后對硅片基體進行高能氧離子注入，然后將注入高能氧離子的硅片基體進行高溫退火，形成20-30nm厚度的二氧化硅埋層，然后對表層進行等離子體增強化學氣相沉積SiN，形成SiN沉積表層，然后將具有SiN沉積表層的硅片基體進行反應(yīng)離子RIE刻蝕引線孔；形成空氣隔離的低溫壓敏電阻，然后對硅片基體的下部區(qū)域進行厚度上的減薄，同時對引線孔進行引線連接形成惠斯通電橋。本發(fā)明提供的新型的二氧化硅埋層的壓力傳感器生產(chǎn)工藝，在單晶硅材料中形成埋層二氧化硅，用以隔離作為測量電路的頂部硅層與體硅之間因溫度升高而造成的漏電流，具有耐高溫、低壓、低功耗的優(yōu)勢。
文檔編號B81C1/00GK102431953SQ201110260568
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者喬康, 孫海鑫, 戴兆喜, 程紹龍, 范傳東, 韓民俊 申請人:江蘇奧力威傳感高科股份有限公司