CN106564857A - 一种自对准mems压阻式加速度计制作方法 - Google Patents
一种自对准mems压阻式加速度计制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106564857A CN106564857A CN201610998177.4A CN201610998177A CN106564857A CN 106564857 A CN106564857 A CN 106564857A CN 201610998177 A CN201610998177 A CN 201610998177A CN 106564857 A CN106564857 A CN 106564857A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- structure release
- pattern
- etching
- silicon nitride
- oxide layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 12
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 6
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 abstract 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 241000194386 Coelosis Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00134—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems comprising flexible or deformable structures
- B81C1/00142—Bridges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
本发明公开一种自对准MEMS压阻式加速度计制作方法，包括：在硅基片的底面通过KOH腐蚀工艺制作出腔体；在硅基片的顶面由下至上依次生长氧化层与氮化硅层；在氮化硅层上利用光刻工艺同时制作压阻图形与结构释放图形，并腐蚀压阻图形与结构释放图形处的氮化硅层；腐蚀压阻图形处的氧化层，再通过注入与退火工艺形成压敏电阻；腐蚀结构释放图形处的氧化层，形成结构释放区；对结构释放区位置的硅基片进行深刻蚀，形成可动结构，得到MEMS压阻式加速度计；压敏电阻图形和结构释放图形在一次光刻中形成，加工过程中不需设备进行对准，实现压敏电阻与器件结构的自对准，从而提高器件对称性，有效减小压敏电阻位置偏差带来的误差，提高器件性能。
Description
技术领域
本发明涉及微电子机械领域，具体是一种自对准MEMS压阻式加速度计制作方法。
背景技术
MEMS压阻式加速度计是在悬臂梁上制作压敏电阻，当惯性质量块发生位移时，引起悬臂梁的伸长或压缩，改变梁上的应力分布，进而影响压敏电阻的阻值。压敏电阻多位于应力变化最明显的部位，这样通过四个压敏电阻形成惠斯通电桥就可以实现加速度的测量。
目前，MEMS压阻式加速度计的常规制作方法是采用光刻、刻蚀、溅射等工艺逐步完成腔槽腐蚀、压敏电阻、引线孔、金属引线、结构深刻蚀步骤来实现。这种制作方法，压敏电阻层与可动结构层是通过光刻设备对准形成，由于受设备对准精度影响，会造成压敏电阻的不对称，从而对器件性能带来不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自对准MEMS压阻式加速度计制作方法，该方法在制备MEMS压阻式加速度计时，能够实现压敏电阻与器件结构的自对准，从而提高器件对称性，有效减小压敏电阻位置偏差带来的误差，提高器件性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自对准MEMS压阻式加速度计制作方法，包括以下步骤：
S1、在硅基片的底面通过KOH腐蚀工艺制作出腔体；
S2、在硅基片的顶面由下至上依次生长氧化层与氮化硅层；
S3、在氮化硅层上利用光刻工艺同时制作压阻图形与结构释放图形，并腐蚀压阻图形与结构释放图形处的氮化硅层；
S4、腐蚀压阻图形处的氧化层，再通过注入与退火工艺形成压敏电阻；
S5、腐蚀结构释放图形处的氧化层，形成结构释放区；
S6、对结构释放区位置的硅基片进行深刻蚀，形成可动结构，得到MEMS压阻式加速度计。
本发明的有益效果是：压敏电阻图形和结构释放图形在一次光刻中形成，再分别加工压敏电阻以及结构深刻蚀；由于压敏电阻图形和结构释放图形是在一次版图中形成，加工过程中不需设备进行对准，不存在设备对准精度带来的影响；通过本方法可以实现MEMS压阻式加速度计的压敏电阻与器件结构的自对准，从而提高器件对称性，有效减小压敏电阻位置偏差带来的误差，提高器件性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明步骤S1的示意图；
图2是本发明步骤S2的示意图；
图3是本发明步骤S3的示意图；
图4是本发明步骤S4的示意图；
图5是本发明步骤S5的示意图；
图6是本发明步骤S6的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种自对准MEMS压阻式加速度计制作方法，包括以下步骤：
S1、如图1所示，在硅基片1的底面通过KOH腐蚀工艺制作出腔体2；
S2、结合图2所示，在硅基片1的顶面由下至上依次生长2000Å厚度的氧化层3与2000Å厚度的氮化硅层4，形成双层的牺牲层；
S3、结合图3所示，在氮化硅层4上利用光刻工艺同时制作压阻图形5与结构释放图形6，并腐蚀压阻图形与结构释放图形处的氮化硅层；
S4、结合图4所示，腐蚀压阻图形5处的氧化层3，再通过注入与退火工艺形成压敏电阻7；
S5、结合图5所示，腐蚀结构释放图形6处的氧化层3，形成结构释放区8；
S6、结合图6所示，对结构释放区8位置的硅基片1进行深刻蚀，形成可动结构9，最终得到MEMS压阻式加速度计10。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (1)
1.一种自对准MEMS压阻式加速度计制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在硅基片的底面通过KOH腐蚀工艺制作出腔体；
S2、在硅基片的顶面由下至上依次生长氧化层与氮化硅层；
S3、在氮化硅层上利用光刻工艺同时制作压阻图形与结构释放图形，并腐蚀压阻图形与结构释放图形处的氮化硅层；
S4、腐蚀压阻图形处的氧化层，再通过注入与退火工艺形成压敏电阻；
S5、腐蚀结构释放图形处的氧化层，形成结构释放区；
S6、对结构释放区位置的硅基片进行深刻蚀，形成可动结构，得到MEMS压阻式加速度计。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610998177.4A CN106564857B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种自对准mems压阻式加速度计制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610998177.4A CN106564857B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种自对准mems压阻式加速度计制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106564857A true CN106564857A (zh) | 2017-04-19 |
| CN106564857B CN106564857B (zh) | 2018-07-10 |
Family
ID=58542628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610998177.4A Active CN106564857B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种自对准mems压阻式加速度计制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106564857B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107161945A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 成都泰美克晶体技术有限公司 | 一种at切型石英晶片mems加工方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189564A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-28 | Fujikura Ltd | 半導体加速度センサ |
| JPH08107219A (ja) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Seiko Instr Inc | 半導体加速度センサ及び半導体加速度センサの製造方法 |
| CN1570651A (zh) * | 2004-04-29 | 2005-01-26 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种单硅片体微机械工艺实现的带静电自检测的加速度计 |
| CN1740796A (zh) * | 2005-07-26 | 2006-03-01 | 北京青岛元芯微系统科技有限责任公司 | 压阻式大过载加速度计及其制备方法 |
| CN101271124A (zh) * | 2008-05-16 | 2008-09-24 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | L形梁压阻式微加速度计及其制作方法 |
| CN102976263A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-03-20 | 北京大学 | 一种mems压阻式多轴力传感器的制备方法 |
| CN104062462A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-24 | 浙江工业大学 | 一种mems压阻式加速度传感器及其制造方法 |
-
2016
- 2016-11-14 CN CN201610998177.4A patent/CN106564857B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189564A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-28 | Fujikura Ltd | 半導体加速度センサ |
| JPH08107219A (ja) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Seiko Instr Inc | 半導体加速度センサ及び半導体加速度センサの製造方法 |
| CN1570651A (zh) * | 2004-04-29 | 2005-01-26 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种单硅片体微机械工艺实现的带静电自检测的加速度计 |
| CN1740796A (zh) * | 2005-07-26 | 2006-03-01 | 北京青岛元芯微系统科技有限责任公司 | 压阻式大过载加速度计及其制备方法 |
| CN101271124A (zh) * | 2008-05-16 | 2008-09-24 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | L形梁压阻式微加速度计及其制作方法 |
| CN102976263A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-03-20 | 北京大学 | 一种mems压阻式多轴力传感器的制备方法 |
| CN104062462A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-24 | 浙江工业大学 | 一种mems压阻式加速度传感器及其制造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107161945A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 成都泰美克晶体技术有限公司 | 一种at切型石英晶片mems加工方法 |
| CN107161945B (zh) * | 2017-05-24 | 2019-02-22 | 成都泰美克晶体技术有限公司 | 一种at切型石英晶片mems加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106564857B (zh) | 2018-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110482485B (zh) | 用于有源电路封装的微型机电系统(mems)装置防静摩擦的装置和方法 | |
| US6389899B1 (en) | In-plane micromachined accelerometer and bridge circuit having same | |
| CN105372449B (zh) | 高精度单轴光学微加速度计中抑制串扰的微机械加速度敏感结构及其制造方法 | |
| CN204286669U (zh) | 一种薄膜压力传感器 | |
| CN104058361A (zh) | 一种基于预制空腔soi基片的集成压阻式加速度计与压力计的加工方法 | |
| CN105181217B (zh) | Mems压力传感器及其制造方法 | |
| CN105905866B (zh) | 一种复合传感器及制造方法 | |
| CN103674355B (zh) | 一种消除封装应力的悬浮式力敏传感器芯片及其制作方法 | |
| US8836055B2 (en) | MEMS structures and methods for forming the same | |
| US9557346B2 (en) | Accelerometer and its fabrication technique | |
| CN107817364B (zh) | 一种mems直拉直压式两轴加速度计芯片及其制备方法 | |
| CN102944339A (zh) | 一种mems压阻式压力传感器及其制备方法 | |
| CN106115607A (zh) | Mems器件及其制造方法 | |
| CN101960276A (zh) | 压力传感器及其制造方法 | |
| WO2016119417A1 (zh) | 一种加速度计的z轴结构及其生产方法 | |
| CN102874739A (zh) | 自锁圆片键合结构及制作方法 | |
| CN106564857A (zh) | 一种自对准mems压阻式加速度计制作方法 | |
| CN105716750A (zh) | 一种mems压阻式压力传感器及其制备方法 | |
| CN105060240A (zh) | 改善amr mems器件侧壁表面粗糙度的方法 | |
| CN105000529B (zh) | 一种基于mems工艺的压力传感器芯片及其制备方法 | |
| CN104236787A (zh) | Mems差压传感器芯片及制作方法 | |
| JP6305647B2 (ja) | 電気機械デバイスを製造するための方法及び対応するデバイス | |
| CN106379858A (zh) | 微机电器件的制造方法、微机电器件及微机电器件基底结构 | |
| CN105399047A (zh) | 一种多电容梳齿式微加速度计的加工方法 | |
| CN105417490A (zh) | 一种梳齿式微加速度计的加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 2016, Tanghe Road, economic development zone, Bengbu City, Anhui Province 233030 Patentee after: Anhui North Microelectronics Research Institute Group Co.,Ltd. Address before: No. 2016, Tanghe Road, economic development zone, Bengbu City, Anhui Province 233030 Patentee before: NORTH ELECTRON RESEARCH INSTITUTE ANHUI Co.,Ltd. |