本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，具體涉及諧振式硅微傳感器下膜片的加工方法。
背景技術(shù)：
硅諧振式微傳感器以頻率量輸出，且具有優(yōu)良的重復(fù)性、分辨率、穩(wěn)定性，體積小，功耗低，易于集成化等特點(diǎn)，正愈來愈受到重視。國內(nèi)、外競(jìng)相展開了相關(guān)的研究工作。隨著集成電路加工技術(shù)和硅微機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，以及這些技術(shù)在傳感器中的應(yīng)用越來越廣泛，近年來，用單晶硅作為基底材料，開發(fā)出了各種各樣的加工工藝，其中包括表面微機(jī)械加工技術(shù)或體硅微機(jī)械加工技術(shù)、硅絕緣體工藝、硅的反向微機(jī)械加工技術(shù)和單晶硅反應(yīng)離子腐蝕及金屬化工藝。利用這些工藝可制成具有不同諧振子的微結(jié)構(gòu)諧振式傳感器。同時(shí)硅微傳感器的微機(jī)械加工工藝與硅集成電路工藝有很好的兼容性，可以實(shí)現(xiàn)硅微傳感器與調(diào)理電路的集成，從而實(shí)現(xiàn)傳感器的微型化，有利于提高傳感器及其系統(tǒng)的一致性和可靠性，而且也有利于降低成本，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
硅微結(jié)構(gòu)諧振式壓力傳感器的敏感結(jié)構(gòu)，整個(gè)結(jié)構(gòu)由方膜片、梁諧振子、真空罩和邊界隔離部分等組成。其工作原理為：以方形硅膜片作為一次敏感元件，直接感受被測(cè)壓力。在膜片的上表面加工出淺槽和硅梁，以硅梁作為二次敏感元件，間接感受被測(cè)壓力。外界壓力P的作用使硅膜片上表面產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為硅梁的兩固支端的軸向力，從而梁的固有頻率將隨外界壓力的變化而變化。通過檢測(cè)諧振硅梁固有頻率的變化，即可測(cè)出外界壓力的變化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種兼容性好，且加工效率高，有利于提高傳感器的可靠性，降低生產(chǎn)成本，可批量生產(chǎn)的諧振式硅微傳感器下膜片的加工方法。
本發(fā)明諧振式硅微傳感器下膜片的加工方法，包括以下步驟：
第一步，選取雙面拋光的N型硅晶片，電阻率為0.1-1Q·cm，厚度為2mm，熱氧化生長(zhǎng)一層1um厚的SiO2，然后利用低壓化學(xué)氣相淀積或者等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積在單晶硅片的雙面淀積一層1um厚的Si3N4薄膜；
第二步，在單晶硅片背面的氮化硅薄膜上涂覆一層光刻膠，利用光刻工藝生成圖形，開出腐蝕掩膜窗口，然后，在溫度為85℃、含30％的KOH水溶液當(dāng)中，進(jìn)行單晶硅各向異性預(yù)腐蝕，腐蝕時(shí)間為12小時(shí)，然后換用腐蝕速率較低的S型EDP溶液，溫度為115℃以下，進(jìn)行各向異性腐蝕，膜片腐蝕到所需的厚度即可停止；
第三步，在單晶硅襯底正面的Si3N4薄膜上面涂覆一層光刻膠，利用光刻工藝生成圖形，開出腐蝕掩膜窗口，進(jìn)行反應(yīng)離子腐蝕，腐蝕出Si3N4和SiO2層之后，繼續(xù)往下腐蝕單晶硅襯底，直到腐蝕出邊長(zhǎng)為1.8mm，厚度達(dá)2um的淺坑；
第四步，利用BHF酸溶液除去SiO2薄膜層和光刻膠，然后利用反應(yīng)離子腐蝕將Si3N4薄膜層去除，然后，單晶硅村底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。
本發(fā)明兼容性好，且加工效率高，有利于提高傳感器的可靠性，降低生產(chǎn)成本，可批量生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明諧振式硅微傳感器下膜片的加工方法，包括以下步驟：
第一步，選取雙面拋光的N型硅晶片，電阻率為0.1-1Q·cm，厚度為2mm，熱氧化生長(zhǎng)一層1um厚的SiO2，然后利用低壓化學(xué)氣相淀積或者等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積在單晶硅片的雙面淀積一層1um厚的Si3N4薄膜；
第二步，在單晶硅片背面的氮化硅薄膜上涂覆一層光刻膠，利用光刻工藝生成圖形，開出腐蝕掩膜窗口，然后，在溫度為85℃、含30％的KOH水溶液當(dāng)中，進(jìn)行單晶硅各向異性預(yù)腐蝕，腐蝕時(shí)間為12小時(shí)，然后換用腐蝕速率較低的S型EDP溶液，溫度為115℃以下，進(jìn)行各向異性腐蝕，膜片腐蝕到所需的厚度即可停止；
第三步，在單晶硅襯底正面的Si3N4薄膜上面涂覆一層光刻膠，利用光刻工藝生成圖形，開出腐蝕掩膜窗口，進(jìn)行反應(yīng)離子腐蝕，腐蝕出Si3N4和SiO2層之后，繼續(xù)往下腐蝕單晶硅襯底，直到腐蝕出邊長(zhǎng)為1.8mm，厚度達(dá)2um的淺坑；
第四步，利用BHF酸溶液除去SiO2薄膜層和光刻膠，然后利用反應(yīng)離子腐蝕將Si3N4薄膜層去除，然后，單晶硅村底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。
本發(fā)明兼容性好，且加工效率高，有利于提高傳感器的可靠性，降低生產(chǎn)成本，可批量生產(chǎn)。