本公開屬于微機(jī)械加工，具體涉及一種異型腔體制備方法和傳感器制備方法。

背景技術(shù)：

1、在微機(jī)械加工技術(shù)(micro-electro-mechanical?system，mems)領(lǐng)域，通常會(huì)使用到異型腔體，即在腔體內(nèi)具有高度不同的島狀結(jié)構(gòu)或者在腔體底部形成不同厚度的膜片，例如在壓力傳感器中，腔體中高度不同的島狀結(jié)構(gòu)具有應(yīng)力集中效應(yīng)和非線性內(nèi)補(bǔ)償作用。

2、對(duì)于異型腔體的制作，傳統(tǒng)的制備方法通常需要采用多次光刻和蝕刻，不僅制作步驟復(fù)雜，并且成品良率低，不滿足生產(chǎn)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種異型腔體制備方法和傳感器制備方法，能夠簡化異型腔體的制作工藝，提高產(chǎn)品良率。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N異型腔體制備方法，所述制備方法可包括：提供一襯底；根據(jù)異型腔體的設(shè)計(jì)圖，在所述襯底上的島狀結(jié)構(gòu)區(qū)或膜片區(qū)形成圖形化的硬掩膜層，得到預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)；其中所述異型腔體包括至少兩種高度的島狀結(jié)構(gòu)或至少兩種厚度的膜片，不同高度的島狀結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)不同厚度的硬掩膜或不同厚度的膜片對(duì)應(yīng)不同厚度的硬掩膜；對(duì)所述預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，以形成所述異型腔體。

3、可選地，根據(jù)異型腔體的設(shè)計(jì)圖，在所述襯底上的島狀結(jié)構(gòu)區(qū)形成圖形化的硬掩膜層，包括：根據(jù)所述異型腔體的設(shè)計(jì)圖中每個(gè)島狀結(jié)構(gòu)的高度，獲取每個(gè)島狀結(jié)構(gòu)與高度最低的島狀結(jié)構(gòu)之間的高度差；根據(jù)硬掩膜與襯底的刻蝕速率比，確定出高度最低的島狀結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的硬掩膜初始厚度和每個(gè)高度差對(duì)應(yīng)的硬掩膜補(bǔ)償厚度；根據(jù)所述硬掩膜初始厚度和所有硬掩膜補(bǔ)償厚度，在所述襯底的島狀結(jié)構(gòu)區(qū)形成圖形化的硬掩膜層。

4、可選地，根據(jù)異型腔體的設(shè)計(jì)圖，在所述襯底上的膜片區(qū)形成圖形化的硬掩膜層，包括：根據(jù)所述異型腔體的設(shè)計(jì)圖中每個(gè)膜片的厚度，獲取每個(gè)膜片與厚度最薄的膜片之間的厚度差；根據(jù)硬掩膜與襯底的刻蝕速率比，確定出每個(gè)厚度差對(duì)應(yīng)的硬掩膜厚度；根據(jù)所述每個(gè)厚度差對(duì)應(yīng)的硬掩膜厚度，在所述襯底的膜片區(qū)形成圖形化的硬掩膜層。

5、可選地，對(duì)所述預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，以形成所述異型腔體，包括：在所述預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)的上表面涂覆光刻膠，經(jīng)過曝光和顯影后在所述襯底的邊緣處形成光刻膠保護(hù)層；對(duì)所述硬掩膜層和襯底進(jìn)行刻蝕，達(dá)到預(yù)設(shè)刻蝕深度后去掉所述光刻膠保護(hù)層，得到所述異型腔體；其中，所述預(yù)設(shè)刻蝕深度為最高島狀結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的刻蝕深度。

6、可選地，對(duì)所述預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，以形成所述異型腔體，包括：在所述預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)的上表面涂覆光刻膠，經(jīng)過曝光和顯影后在所述襯底的非膜片區(qū)形成光刻膠保護(hù)層；對(duì)所述硬掩膜層和襯底進(jìn)行刻蝕，達(dá)到預(yù)設(shè)刻蝕深度后去掉所述光刻膠保護(hù)層，得到所述異型腔體；其中，所述預(yù)設(shè)刻蝕深度為最薄膜片對(duì)應(yīng)的刻蝕深度。

7、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N傳感器制備方法，所述制備方法包括：提供一襯底，在所述襯底上形成電連接區(qū)和壓敏電阻區(qū)；在所述襯底上形成鍵合槽及在所述電連接區(qū)上形成導(dǎo)電引腳；提供一蓋板，所述蓋板具有蓋板腔和環(huán)設(shè)在所述蓋板腔周圍的鍵合引腳；所述蓋板的鍵合引腳通過所述鍵合槽與所述襯底鍵合，使所述蓋板腔正對(duì)所述壓敏電阻區(qū)形成真空腔；根據(jù)異型腔體制備方法，在所述襯底遠(yuǎn)離所述蓋板的一面上且正對(duì)所述壓敏電阻區(qū)的區(qū)域形成至少兩種高度的島狀結(jié)構(gòu)或至少兩種厚度的膜片，以得到所述傳感器。

8、可選地，提供一襯底，在所述襯底上形成電連接區(qū)，包括：提供一襯底，所述襯底具有相對(duì)設(shè)置的第一面和第二面；在所述襯底的第一面的外表面形成第一氧化層；在所述第一氧化層上涂覆光刻膠，經(jīng)過曝光和顯影后形成圖形化的第一光刻膠層；其中，所述第一光刻膠層具有第一開口區(qū)；對(duì)所述第一光刻膠層進(jìn)行離子注入，去除所述第一光刻膠層和所述第一氧化層后在所述襯底的第一面的內(nèi)表面形成電連接區(qū)；

9、可選地，在所述襯底上形成壓敏電阻區(qū)，包括：在所述襯底的第一面的外表面形成第二氧化層；在所述第二氧化層上涂覆光刻膠，經(jīng)過曝光和顯影后形成圖形化的第二光刻膠層；其中，所述第二光刻膠層具有第二開口區(qū)；對(duì)所述第二光刻膠層進(jìn)行離子注入，去除所述第二光刻膠層和所述第二氧化層后在所述襯底的第一面的內(nèi)表面形成壓敏電阻區(qū)。

10、可選地，在所述襯底上形成鍵合槽及在所述電連接區(qū)上形成導(dǎo)電引腳，包括：在所述襯底的第一面形成第三氧化層和氮化硅層；在所述氮化硅層上涂覆光刻膠，經(jīng)過曝光和顯影后形成圖形化的第三光刻膠層；其中，所述第三光刻膠層具有引線孔開口區(qū)和鍵合槽開口區(qū)，所述引線孔開口區(qū)設(shè)置在所述電連接區(qū)上；對(duì)所述引線孔開口區(qū)和所述鍵合槽開口區(qū)中的氮化硅層和第三氧化層進(jìn)行刻蝕，在所述電連接區(qū)上形成引線孔和在所述襯底上形成鍵合槽；去除第三光刻膠層后對(duì)所述引線孔、鍵合槽和氮化硅表面沉積導(dǎo)電材料，形成導(dǎo)電層；在所述導(dǎo)電層上涂覆光刻膠，經(jīng)過曝光和顯影后在所述引線孔對(duì)應(yīng)區(qū)域形成圖形化的第四光刻膠層；對(duì)所述導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，去除所述第四光刻膠層后得到形成在所述電連接區(qū)上的導(dǎo)電引腳。

11、可選地，提供一蓋板，所述蓋板具有蓋板腔和環(huán)設(shè)在所述蓋板腔周圍的鍵合引腳，包括：提供一基材，在所述基材的第一面上涂覆光刻膠，經(jīng)過曝光和顯影后形成第五光刻膠層，其中第五光刻膠層包括與壓敏電阻區(qū)相匹配的開口區(qū)域；對(duì)所述基材進(jìn)行第一次刻蝕，去掉第五光刻膠層后在所述基材中形成蓋板腔；在所述基材的第一面上涂覆光刻膠，經(jīng)過曝光和顯影后形成第六光刻膠層，所述第六光刻膠層完全填充所述空腔及覆蓋空腔周圍預(yù)設(shè)距離的基材表面，所述預(yù)設(shè)距離與所述鍵合槽的孔徑相對(duì)應(yīng)；對(duì)所述基材進(jìn)行第二次刻蝕，去掉第六光刻膠層后形成包括蓋板腔和環(huán)設(shè)在蓋板腔周圍的鍵合引腳的蓋板。

12、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：本申請(qǐng)以待制備異型腔體的設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，在襯底上的島狀結(jié)構(gòu)區(qū)或膜片區(qū)生長相對(duì)應(yīng)厚度的硬掩膜，通過在相同刻蝕條件下硬掩膜與襯底具有不同刻蝕速率的原理，只需對(duì)襯底進(jìn)行一次刻蝕，即可在深腔底部制備出不同高度的島狀結(jié)構(gòu)或者具有不同厚度的膜片，從而簡化了異型腔體制作工藝，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)良率。

技術(shù)特征：

1.一種異型腔體制備方法，其特征在于，所述制備方法可包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異型腔體制備方法，其特征在于，根據(jù)異型腔體的設(shè)計(jì)圖，在所述襯底上的島狀結(jié)構(gòu)區(qū)形成圖形化的硬掩膜層，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異型腔體制備方法，其特征在于，根據(jù)異型腔體的設(shè)計(jì)圖，在所述襯底上的膜片區(qū)形成圖形化的硬掩膜層，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異型腔體制備方法，其特征在于，對(duì)所述預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，以形成所述異型腔體，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異型腔體制備方法，其特征在于，對(duì)所述預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，以形成所述異型腔體，包括：

6.一種傳感器制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器制備方法，其特征在于，提供一襯底，在所述襯底上形成電連接區(qū)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器制備方法，其特征在于，在所述襯底上形成壓敏電阻區(qū)，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器制備方法，其特征在于，在所述襯底上形成鍵合槽及在所述電連接區(qū)上形成導(dǎo)電引腳，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器制備方法，其特征在于，提供一蓋板，所述蓋板具有蓋板腔和環(huán)設(shè)在所述蓋板腔周圍的鍵合引腳，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)屬于微機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異型腔體制備方法和傳感器制備方法；該制備方法包括根據(jù)異型腔體的設(shè)計(jì)圖，在所述襯底上的島狀結(jié)構(gòu)區(qū)或膜片區(qū)形成圖形化的硬掩膜層，得到預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)；其中所述異型腔體包括至少兩種高度的島狀結(jié)構(gòu)或至少兩種厚度的膜片，不同高度的島狀結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)不同厚度的硬掩膜或不同厚度的膜片對(duì)應(yīng)不同厚度的硬掩膜；對(duì)所述預(yù)刻蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，以形成所述異型腔體。該方案只需對(duì)襯底進(jìn)行一次刻蝕，即可在深腔底部制備出不同高度的島狀結(jié)構(gòu)或者具有不同厚度的膜片，從而簡化了異型腔體制作工藝，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)良率。

技術(shù)研發(fā)人員：李樹成,李海全,方澤川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東潤宇傳感器股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/28