專利名稱：基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子技術(shù)中的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)制造技術(shù)領(lǐng)域，即一種采用基于真空粘合工藝制作熱剪切應(yīng)力傳感器器件的方法。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件制造中，一些器件包括懸空的梁、膜或空腔結(jié)構(gòu)往往要運(yùn)用到硅基表面微機(jī)械加工中“犧牲層”技術(shù)來制造，但設(shè)計(jì)及加工過程中避免不了繁多的版圖設(shè)計(jì)、犧牲層的刻蝕、腐蝕、結(jié)構(gòu)層的釋放等步驟，并且犧牲層釋放過程中或犧牲層形成之后，上結(jié)構(gòu)層很容易發(fā)生與襯底粘連的現(xiàn)象，而導(dǎo)致器件機(jī)械結(jié)構(gòu)失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用真空粘合工藝制作熱剪切應(yīng)力傳感器器件的方法，即先淀積氮化硅薄膜、做好多晶硅薄膜電阻和金屬布線，然后腐蝕背硅、直接利用真空粘合來形成絕熱空腔，以此完成熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其絕緣空腔的形成，避開了繁瑣的犧牲層瓶頸工藝，其步驟如下步驟1、在雙拋光1#<100>硅基片雙表面上淀積氮化硅薄膜；步驟2、在正面氮化硅薄膜上淀積多晶硅薄膜，進(jìn)行硼摻雜，光刻，刻蝕多晶硅薄膜，清洗處理表面；步驟3、正面光刻，蒸金，剝離，形成布線圖形；步驟4、在背面氮化硅薄膜上光刻、刻蝕氮化硅薄膜，形成背面腔體和劃片槽腐蝕窗口圖形；步驟5、正面保護(hù)，腐蝕背硅，形成腔體和劃片槽；
步驟6、將單拋光2#<100>硅基片劃片；步驟7、將1-5步操作后的1#硅片劃片；步驟8、將劃好的1#硅片背面與劃好的2#硅片的拋光面真空粘合。
所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其所述步驟1，在雙拋光1#<100>硅基片雙表面上淀積氮化硅薄膜，氮化硅薄膜厚度為1.5-2.0μm，是采用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)方法獲得的。
所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其所述步驟2，在正面淀積多晶硅薄膜，是采用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)方法，多晶硅薄膜厚度為0.40-0.45μm，進(jìn)行硼摻雜，光學(xué)光刻，用六氟化硫氣體、以40-60sccm的流量和40-60w的功率各向同性刻蝕多晶硅薄膜，形成150μm×4μm的多晶硅薄膜電阻，用濃硫酸去除表面殘留的光刻膠。
所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其所述步驟3，光學(xué)光刻，表面電子束蒸發(fā)金薄膜，金薄膜厚度為0.08-1μm，用丙酮?jiǎng)冸x，形成寬分別為40-50μm和90-100μm的布線圖形。
所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其所述步驟4，在背面氮化硅薄膜上光學(xué)光刻，用六氟化硫氣體、以110-130sccm的流量和40-60w的功率各向同性刻蝕氮化硅薄膜，直到刻到硅襯底，形成942μm×992μm背面腔體腐蝕窗口圖形和寬為3200-3500μm的劃片槽腐蝕窗口圖形。
所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器陣列的制作方法，其所述步驟5，是使用Crystalbond 509膠進(jìn)行正面保護(hù)，在30-40％氫氧化鉀溶液里、80-85℃溫度下各向異性腐蝕背硅，直到腐蝕到氮化硅薄膜，形成腔體和劃片槽，劃片槽上嵌有寬為2-2.5mm未腐蝕的硅梁作為支撐。
所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其所述步驟6，將單拋光2#<100>硅基片用劃片機(jī)劃片，劃片尺寸為8mm×14mm。
所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其所述步驟7，將1-5步操作后的1#硅片用鑷子沿劃片槽輕輕劃開。
所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其所述步驟8，為戴上真空手套，將劃好的1#硅片背面與劃好的2#硅片拋光面在真空環(huán)境下用Crystalbond 509膠粘合。
本發(fā)明方法避開了常規(guī)工藝中的瓶頸-犧牲層工藝，避免了繁多的版圖設(shè)計(jì)、犧牲層的刻蝕、腐蝕、結(jié)構(gòu)層的釋放等步驟。該方法的特點(diǎn)是在硅片正面淀積氮化硅薄膜和多晶硅薄膜，對(duì)多晶硅薄膜進(jìn)行硼摻雜，刻蝕形成多晶硅薄膜電阻條，然后在其表面制作金屬布線，再在正面保護(hù)下直接濕法各向異性腐蝕背硅，形成腔體和劃片槽，用鑷子沿劃片槽輕輕劃開硅片，最后與另一劃好的硅片在真空環(huán)境下粘合，從而形成絕緣空腔。
本發(fā)明方法優(yōu)化工藝、成本低廉、生產(chǎn)周期短、工藝穩(wěn)定，可以獲得采用基于真空粘合工藝制作的熱剪切應(yīng)力傳感器器件，適合用于大生產(chǎn)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。


圖1-1至圖1-7為本發(fā)明一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了更進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述，其中圖1-1至圖1-7是本發(fā)明的流程圖1、如圖1-1所示，在雙拋光1#<100>硅基片雙表面上用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)方法淀積氮化硅薄膜101、102，厚度為1.5-2.0μm。
2、如圖1-2所示，在正面氮化硅薄膜101表面用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)方法淀積多晶硅薄膜，厚度為0.40-0.45μm，進(jìn)行硼摻雜，用六氟化硫氣體、以40-60sccm的流量和40-60w的功率各向同性刻蝕多晶硅薄膜，形成150μm×4μm的多晶硅薄膜電阻103。
3、如圖1-3所示，在氮化硅薄膜101和多晶硅薄膜電阻條103上，電子束蒸發(fā)金薄膜，厚度為0.8-1μm，剝離形成線寬分別為40-50μm和90-100μm的布線圖形104。
4、如圖1-4所示，用六氟化硫氣體、以110-130sccm的流量和40-60w的功率各向同性刻蝕背面氮化硅薄膜102，直到刻到硅襯底，形成942μm×992μm的背面腔體腐蝕窗口圖形和寬為3200-3500μm的劃片槽腐蝕窗口圖形。
5、如圖1-5所示，正面101、103、104在Crystalbond 509膠保護(hù)下，用30-40％氫氧化鉀溶液、在80-85℃溫度下各向異性腐蝕背硅，直到腐蝕到氮化硅薄膜101，形成腔體和劃片槽。
6、如圖1-6所示，將單拋光2#<100>硅基片用劃片機(jī)劃片，劃片尺寸為8mm×14mm。
7、如圖1-7所示，將1-5步操作后的1#硅片用鑷子沿劃片槽輕輕劃開，然后將其背面與劃好的2#硅片拋光面在真空環(huán)境下用Crystalbond509膠粘合。
權(quán)利要求
1.一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其絕緣空腔的形成，避開了繁瑣的犧牲層瓶頸工藝，其特征在于，步驟如下步驟1、在雙拋光1#<100>硅基片雙表面上淀積氮化硅薄膜；步驟2、在正面氮化硅薄膜上淀積多晶硅薄膜，進(jìn)行硼摻雜，光刻，刻蝕多晶硅薄膜，清洗處理表面；步驟3、正面光刻，蒸金，剝離，形成布線圖形；步驟4、在背面氮化硅薄膜上光刻、刻蝕氮化硅薄膜，形成背面腔體和劃片槽腐蝕窗口圖形；步驟5、正面保護(hù)，腐蝕背硅，形成腔體和劃片槽；步驟6、將單拋光2#<100>硅基片劃片；步驟7、將1-5步操作后的1#硅片劃片；步驟8、將劃好的1#硅片背面與劃好的2#硅片的拋光面真空粘合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其特征在于，所述步驟1，在雙拋光1#<100>硅基片雙表面上淀積氮化硅薄膜，氮化硅薄膜厚度為1.5-2.0μm，是采用低壓化學(xué)氣相沉積方法獲得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其特征在于，所述步驟2，在正面淀積多晶硅薄膜，是采用低壓化學(xué)氣相沉積方法，多晶硅薄膜厚度為0.40-0.45μm，進(jìn)行硼摻雜，光學(xué)光刻，用六氟化硫氣體、以40-60sccm的流量和40-60w的功率各向同性刻蝕多晶硅薄膜，形成150μm×4μm的多晶硅薄膜電阻，用濃硫酸去除表面殘留的光刻膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其特征在于，所述步驟3，光學(xué)光刻，表面電子束蒸發(fā)金薄膜，金薄膜厚度為0.08-1μm，用丙酮?jiǎng)冸x，形成寬分別為40-50μm和90-100μm的布線圖形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其特征在于，所述步驟4，在背面氮化硅薄膜上光學(xué)光刻，用六氟化硫氣體、以110-130sccm的流量和40-60w的功率各向同性刻蝕氮化硅薄膜，直到刻到硅襯底，形成942μm×992μm背面腔體腐蝕窗口圖形和寬為3200-3500μm的劃片槽腐蝕窗口圖形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器陣列的制作方法，其特征在于，所述步驟5，是使用Crystalbond 509膠進(jìn)行正面保護(hù)，在30-40％氫氧化鉀溶液里、80-85℃溫度下各向異性腐蝕背硅，直到腐蝕到氮化硅薄膜，形成腔體和劃片槽，劃片槽上嵌有寬為2-2.5mm未腐蝕的硅梁作為支撐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其特征在于，所述步驟6，將單拋光2#<100>硅基片用劃片機(jī)劃片，劃片尺寸為8mm×14mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其特征在于，所述步驟7，將1-5步操作后的1#硅片用鑷子沿劃片槽輕輕劃開。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，其特征在于，所述步驟8，為戴上真空手套，將劃好的1#硅片背面與劃好的2#硅片的拋光面在真空環(huán)境下用Crystalbond 509膠粘合。
全文摘要
基于真空粘合工藝的熱剪切應(yīng)力傳感器器件的制作方法，涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括步驟1.在雙拋光1#<100>硅基片雙表面淀積氮化硅薄膜；2.在正面氮化硅薄膜上淀積多晶硅薄膜，進(jìn)行硼摻雜，光刻，刻蝕多晶硅薄膜，清洗處理表面；3.正面光刻，蒸金，剝離，形成布線圖形；4.在背面氮化硅薄膜上光刻、刻蝕氮化硅薄膜，形成背面腔體和劃片槽腐蝕窗口圖形；5.正面保護(hù)，腐蝕背硅，形成腔體和劃片槽；6.將單拋光2#<100>硅基片劃片；7.將1－5步操作后的1#硅片劃片；8.將劃好的1#硅片背面與劃好的2#硅片的拋光面真空粘合。
文檔編號(hào)B81C1/00GK1900668SQ200510012238
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者石莎莉, 陳大鵬, 歐毅, 葉甜春 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所