专利汇可以提供一种多梁式超高g值加速度传感器芯片及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 专利 提供一种多梁式超高g值 加速 度 传感器 芯片及其制备方法,传感器芯片采用SOI 硅 片 制造,其主要结构包括双端固支的 支撑 梁、敏感压阻梁以及引线、焊盘等,支撑梁为双端固支梁,其两端固定于芯片外框固支端,芯片中四个敏感压阻梁对称分布在支撑梁两侧,且敏感压阻梁一端与支撑梁的凸边 角 连接,另一端与芯片外框固支端连接;每个敏感压阻梁上通过掺杂工艺形成压敏 电阻 ,四个敏感压阻梁上的压敏电阻通过金属引线相连并构成半开环的惠斯通全桥 电路 ,四个敏感压阻梁同时通过金属引线和六个金属焊盘连接。本 发明 多梁式超高g值加速度传感器芯片可实现15万g以上加速度的测量,固有 频率 可达300kHz以上,满足超高g值加速度测量的要求。,下面是一种多梁式超高g值加速度传感器芯片及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种多梁式超高g值加速度传感器芯片,其特征在于:该传感器芯片采用SOI硅片制成,包括支撑梁(3),该支撑梁的两端为芯片外框固支端(1),所述支撑梁(3)沿加速度方向的尺寸小于芯片外框固支端相应的尺寸;在支撑梁(3)和芯片外框固支端(1)之间的四个角位置设置敏感压阻梁(4),四个敏感压阻梁(4)上通过掺杂工艺形成四个压敏电阻(8),四个压敏电阻(8)通过金属引线(5)构成半开环的惠斯通全桥电路,四个压敏电阻同时通过金属引线(5)和焊盘(6)连接。
2.如权利要求1所述一种多梁式超高g值加速度传感器芯片,其特征在于:所述敏感压阻梁(4)上的压敏电阻(8)均沿着[011]或 晶向布置。
3.如权利要求1所述一种多梁式超高g值加速度传感器芯片,其特征在于:所述支撑梁(3)在敏感压阻梁(4)的位置设置有三面开口的凹槽,所述敏感压阻梁缩至该凹槽内且与该凹槽的内壁之间留有空隙。
4.如权利要求1所述一种多梁式超高g值加速度传感器芯片,其特征在于:所述支撑梁(3)自上而下依次为金属引线(5)、P型重掺杂硅(9)、上层单晶硅(10)、二氧化硅埋层(11)和下层单晶硅(12),所述芯片封装在刻蚀有间隙的玻璃衬底(2)上。
5.一种权利要求1所述一种多梁式超高g值加速度传感器芯片的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)使用体积浓度为49%的HF酸溶液清洗SOI硅片,SOI硅片为 N型(100)晶面;所述SOI硅片由上层单晶硅(10)、二氧化硅埋层(11)和下层单晶硅(12)组成,其中,二氧化硅埋层(11)将上层单晶硅(10)和下层单晶硅(12)隔离开;
(2)在900℃-1200℃下进行高温氧化,在硅片正面形成二氧化硅层(7),然后用P-压敏电阻板,正面光刻压敏电阻图形,去除压敏电阻区域的二氧化硅层(7),裸露出上层单晶硅(10),对上层单晶硅片顶部的压敏电阻区域注入剂量为3×1014cm-2硼离子,获得压敏电阻(8)的压敏电阻区域;
(3)去除正面剩余二氧化硅层后,利用P+欧姆接触板,正面光刻形成硼离子重掺杂区,进行硼离子重掺杂,注入剂量为1.5×1016cm-2,获得低阻的P型重掺杂硅(9)作为欧姆接触区,保证敏感压阻梁(4)上的压敏电阻(8)的欧姆连接;
(4)在欧姆接触区,利用金属引线板,正面光刻出金属引线的形状,溅射500纳米Au金属层,形成传感器芯片的金属引线(5)和焊盘(6);
(5)利用背腔板,对SOI硅片背面进行光刻,去除压敏电阻正下方的二氧化硅埋层和下层单晶硅,形成传感器的支撑梁(3)下半部分,为保证支撑梁(3)的边沿垂直度和良好的深宽比,采用深反应离子刻蚀(DRIE)形成传感器的支撑梁(3);
(6)对SOI硅片正面进行光刻,利用正面穿透板,在硅片正面进行感应耦合等离子体(ICP)刻蚀,释放形成完整的支撑梁(3)和四根敏感压阻梁(4),支撑梁(3)的运动间隙由传感器的量程和过载保护能力确定,其中敏感压阻梁(4)厚度由SOI片上层单晶硅(10)的厚度决定;
(7)将芯片封装在刻蚀有间隙的玻璃衬底(2)上。
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