[0001] 本发明涉及传感器领域，具体涉及谐振式硅微传感器下膜片的加工方法。

[0002] 硅谐振式微传感器以频率量输出，且具有优良的重复性、分辨率、稳定性，体积小，功耗低，易于集成化等特点，正愈来愈受到重视。国内、外竞相展开了相关的研究工作。随着集成电路加工技术和硅微机械加工技术的发展，以及这些技术在传感器中的应用越来越广泛，近年来，用单晶硅作为基底材料，开发出了各种各样的加工工艺，其中包括表面微机械加工技术或体硅微机械加工技术、硅绝缘体工艺、硅的反向微机械加工技术和单晶硅反应离子腐蚀及金属化工艺。利用这些工艺可制成具有不同谐振子的微结构谐振式传感器。同时硅微传感器的微机械加工工艺与硅集成电路工艺有很好的兼容性，可以实现硅微传感器与调理电路的集成，从而实现传感器的微型化，有利于提高传感器及其系统的一致性和可靠性，而且也有利于降低成本，实现批量生产。

[0003] 硅微结构谐振式压力传感器的敏感结构，整个结构由方膜片、梁谐振子、真空罩和边界隔离部分等组成。其工作原理为：以方形硅膜片作为一次敏感元件，直接感受被测压力。在膜片的上表面加工出浅槽和硅梁，以硅梁作为二次敏感元件，间接感受被测压力。外界压力P的作用使硅膜片上表面产生相应的应变场、应力场，进而转化为硅梁的两固支端的轴向力，从而梁的固有频率将随外界压力的变化而变化。通过检测谐振硅梁固有频率的变化，即可测出外界压力的变化。

[0004] 本发明目的在于提供一种兼容性好，且加工效率高，有利于提高传感器的可靠性，降低生产成本，可批量生产的谐振式硅微传感器下膜片的加工方法。

[0005] 本发明谐振式硅微传感器下膜片的加工方法，包括以下步骤：第一步，选取双面抛光的N型硅晶片，电阻率为0.1-1Q·cm，厚度为2mm，热氧化生长一层1um厚的SiO2，然后利用低压化学气相淀积或者等离子增强化学气相淀积在单晶硅片的双面淀积一层1um厚的Si3N4薄膜；
第二步，在单晶硅片背面的氮化硅薄膜上涂覆一层光刻胶，利用光刻工艺生成图形，开出腐蚀掩膜窗口，然后，在温度为85℃、含30％的KOH水溶液当中，进行单晶硅各向异性预腐蚀，腐蚀时间为12小时，然后换用腐蚀速率较低的S型EDP溶液，温度为115℃以下，进行各向异性腐蚀，膜片腐蚀到所需的厚度即可停止；
第三步，在单晶硅衬底正面的Si3N4薄膜上面涂覆一层光刻胶，利用光刻工艺生成图形，开出腐蚀掩膜窗口，进行反应离子腐蚀，腐蚀出Si3N4和SiO2层之后，继续往下腐蚀单晶硅衬底，直到腐蚀出边长为1.8mm，厚度达2um的浅坑；
第四步，利用BHF酸溶液除去SiO2薄膜层和光刻胶，然后利用反应离子腐蚀将Si3N4薄膜层去除，然后，单晶硅村底进行化学机械抛光。

[0006] 本发明兼容性好，且加工效率高，有利于提高传感器的可靠性，降低生产成本，可批量生产。

[0007] 本发明谐振式硅微传感器下膜片的加工方法，包括以下步骤：第一步，选取双面抛光的N型硅晶片，电阻率为0.1-1Q·cm，厚度为2mm，热氧化生长一层1um厚的SiO2，然后利用低压化学气相淀积或者等离子增强化学气相淀积在单晶硅片的双面淀积一层1um厚的Si3N4薄膜；
第二步，在单晶硅片背面的氮化硅薄膜上涂覆一层光刻胶，利用光刻工艺生成图形，开出腐蚀掩膜窗口，然后，在温度为85℃、含30％的KOH水溶液当中，进行单晶硅各向异性预腐蚀，腐蚀时间为12小时，然后换用腐蚀速率较低的S型EDP溶液，温度为115℃以下，进行各向异性腐蚀，膜片腐蚀到所需的厚度即可停止；
第三步，在单晶硅衬底正面的Si3N4薄膜上面涂覆一层光刻胶，利用光刻工艺生成图形，开出腐蚀掩膜窗口，进行反应离子腐蚀，腐蚀出Si3N4和SiO2层之后，继续往下腐蚀单晶硅衬底，直到腐蚀出边长为1.8mm，厚度达2um的浅坑；
第四步，利用BHF酸溶液除去SiO2薄膜层和光刻胶，然后利用反应离子腐蚀将Si3N4薄膜层去除，然后，单晶硅村底进行化学机械抛光。

[0008] 本发明兼容性好，且加工效率高，有利于提高传感器的可靠性，降低生产成本，可批量生产。