CN108328568B - 一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压阻式加速度传感器，具体是一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法。本发明解决了现有压阻式加速度传感器在高温环境下使用时稳定性和可靠性差的问题。一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法，该方法是采用如下步骤实现的：步骤a：准备正方形SiC基底；步骤b：对正方形SiC基底进行减薄；步骤c：在正方形SiC基底的背面刻蚀形成口字形凹腔和正方形质量块；步骤d：将正方形n型外延层刻蚀成为四个长方形压敏电阻条；步骤e：沉积氧化层；步骤f：溅射正方形金属层；步骤g：在氧化层的正面和口字形凹腔的底面之间刻蚀形成四个正方形通孔。本发明适用于军事国防、航空航天等领域。

Description

一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法
技术领域
本发明涉及压阻式加速度传感器，具体是一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法。
背景技术
压阻式加速度传感器广泛应用于军事国防、航空航天等领域。实践表明，现有压阻式加速度传感器由于受传统的硅材料特性所限，在高温环境下使用时普遍存在稳定性和可靠性差的问题，由此导致其难以适应高温环境，从而导致其适用范围受限。基于此，有必要发明一种使用新材料加工的压阻式加速度传感器，以解决现有压阻式加速度传感器存在的上述问题。
发明内容
本发明为了解决现有压阻式加速度传感器在高温环境下使用时稳定性和可靠性差的问题，提供了一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法，该方法是采用如下步骤实现的：
步骤a：准备正方形SiC基底，并对正方形SiC基底进行清洗；然后，采用CVD工艺在正方形SiC基底的正面依次沉积正方形p型外延层和正方形n型外延层；
步骤b：对正方形SiC基底的背面进行减薄；
步骤c：采用ICP刻蚀工艺在正方形SiC基底的背面刻蚀形成口字形凹腔和正方形质量块；正方形质量块的轴线与正方形SiC基底的轴线重合，且正方形质量块的背面低于正方形SiC基底的背面；
步骤d：采用ICP刻蚀工艺将正方形n型外延层刻蚀成为四个长方形压敏电阻条；四个长方形压敏电阻条围绕正方形SiC基底的轴线对称分布；
步骤e：采用PECVD工艺在正方形p型外延层的正面和四个长方形压敏电阻条的正面沉积氧化层；然后，采用BOE溶液在每个长方形压敏电阻条上的氧化层的正面和背面之间腐蚀形成一对正方形接触孔；每对正方形接触孔均对称分布于对应的氧化层的两端；
步骤f：在四个长方形压敏电阻条的正面各溅射一对正方形金属层；四对正方形金属层分别位于四对正方形接触孔内；每个正方形金属层均由正方形Cr层、正方形Ni层、正方形Cr层、正方形Au层依次溅射而成；然后，对四对正方形金属层进行高温退火处理，使之成为四对正方形欧姆接触层；然后，在氧化层的正面和侧面、四个长方形压敏电阻条的侧面溅射Au引线；
步骤g：采用激光刻蚀工艺在氧化层的正面和口字形凹腔的底面之间刻蚀形成四个正方形通孔，由此释放四个悬臂梁；四个正方形通孔围绕正方形SiC基底的轴线对称分布；四个悬臂梁围绕正方形SiC基底的轴线对称分布；然后，在正方形SiC基底的背面键合正方形玻璃层。
与现有压阻式加速度传感器相比，本发明所述的一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法基于全新的工艺流程，制备出了一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器，由此具备了如下优点：其一，本发明采用SiC作为压阻式加速度传感器的基底，由此使得压阻式加速度传感器具备了抗高温的特性，从而有效提高了压阻式加速度传感器在高温环境下使用时的稳定性和可靠性。其二，本发明采用多层金属（Cr、Ni、Cr、Au）制备出了压阻式加速度传感器的欧姆接触层，由此使得压阻式加速度传感器具备了高温稳定性和抗氧化的特性，从而同样有效提高了压阻式加速度传感器在高温环境下使用时的稳定性和可靠性。综上所述，本发明有效提高了压阻式加速度传感器在高温环境下使用时的稳定性和可靠性，由此使得压阻式加速度传感器能够很好地适应高温环境，从而有效拓宽了压阻式加速度传感器的适用范围。
本发明有效解决了现有压阻式加速度传感器在高温环境下使用时稳定性和可靠性差的问题，适用于军事国防、航空航天等领域。
附图说明
图1是本发明中步骤a的示意图。
图2是本发明中步骤b的示意图。
图3是本发明中步骤c的示意图。
图4是本发明中步骤d的示意图。
图5是本发明中步骤e的示意图。
图6是本发明中步骤f的示意图。
图7是本发明中步骤g的示意图。
图中：1-正方形SiC基底，2-正方形p型外延层，3-正方形n型外延层，4-口字形凹腔，5-正方形质量块，6-长方形压敏电阻条，7-氧化层，8-正方形接触孔，9-正方形欧姆接触层，10-Au引线，11-正方形通孔，12-悬臂梁，13-正方形玻璃层。
具体实施方式
一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法，该方法是采用如下步骤实现的：
步骤a：准备正方形SiC基底1，并对正方形SiC基底1进行清洗；然后，采用CVD工艺在正方形SiC基底1的正面依次沉积正方形p型外延层2和正方形n型外延层3；
步骤b：对正方形SiC基底1的背面进行减薄；
步骤c：采用ICP刻蚀工艺在正方形SiC基底1的背面刻蚀形成口字形凹腔4和正方形质量块5；正方形质量块5的轴线与正方形SiC基底1的轴线重合，且正方形质量块5的背面低于正方形SiC基底1的背面；
步骤d：采用ICP刻蚀工艺将正方形n型外延层3刻蚀成为四个长方形压敏电阻条6；四个长方形压敏电阻条6围绕正方形SiC基底1的轴线对称分布；
步骤e：采用PECVD工艺在正方形p型外延层2的正面和四个长方形压敏电阻条6的正面沉积氧化层7；然后，采用BOE溶液在每个长方形压敏电阻条6上的氧化层7的正面和背面之间腐蚀形成一对正方形接触孔8；每对正方形接触孔8均对称分布于对应的氧化层7的两端；
步骤f：在四个长方形压敏电阻条6的正面各溅射一对正方形金属层；四对正方形金属层分别位于四对正方形接触孔8内；每个正方形金属层均由正方形Cr层、正方形Ni层、正方形Cr层、正方形Au层依次溅射而成；然后，对四对正方形金属层进行高温退火处理，使之成为四对正方形欧姆接触层9；然后，在氧化层7的正面和侧面、四个长方形压敏电阻条6的侧面溅射Au引线10；
步骤g：采用激光刻蚀工艺在氧化层7的正面和口字形凹腔4的底面之间刻蚀形成四个正方形通孔11，由此释放四个悬臂梁12；四个正方形通孔11围绕正方形SiC基底1的轴线对称分布；四个悬臂梁12围绕正方形SiC基底1的轴线对称分布；然后，在正方形SiC基底1的背面键合正方形玻璃层13。
所述氧化层7为SiO2层。
所述步骤c、d、g中，刻蚀时均采用正方形Ni掩膜。

Claims (3)

1.一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
步骤a：准备正方形SiC基底（1），并对正方形SiC基底（1）进行清洗；然后，采用CVD工艺在正方形SiC基底（1）的正面依次沉积正方形p型外延层（2）和正方形n型外延层（3）；
步骤b：对正方形SiC基底（1）的背面进行减薄；
步骤c：采用ICP刻蚀工艺在正方形SiC基底（1）的背面刻蚀形成口字形凹腔（4）和正方形质量块（5）；正方形质量块（5）的轴线与正方形SiC基底（1）的轴线重合，且正方形质量块（5）的背面低于正方形SiC基底（1）的背面；
步骤d：采用ICP刻蚀工艺将正方形n型外延层（3）刻蚀成为四个长方形压敏电阻条（6）；四个长方形压敏电阻条（6）围绕正方形SiC基底（1）的轴线对称分布；
步骤e：采用PECVD工艺在正方形p型外延层（2）的正面和四个长方形压敏电阻条（6）的正面沉积氧化层（7）；然后，采用BOE溶液在每个长方形压敏电阻条（6）上的氧化层（7）的正面和背面之间腐蚀形成一对正方形接触孔（8）；每对正方形接触孔（8）均对称分布于对应的氧化层（7）的两端；
步骤f：在四个长方形压敏电阻条（6）的正面各溅射一对正方形金属层；四对正方形金属层分别位于四对正方形接触孔（8）内；每个正方形金属层均由正方形Cr层、正方形Ni层、正方形Cr层、正方形Au层依次溅射而成；然后，对四对正方形金属层进行高温退火处理，使之成为四对正方形欧姆接触层（9）；然后，在氧化层（7）的正面和侧面、四个长方形压敏电阻条（6）的侧面溅射Au引线（10）；
步骤g：采用激光刻蚀工艺在氧化层（7）的正面和口字形凹腔（4）的底面之间刻蚀形成四个正方形通孔（11），由此释放四个悬臂梁（12）；四个正方形通孔（11）围绕正方形SiC基底（1）的轴线对称分布；四个悬臂梁（12）围绕正方形SiC基底（1）的轴线对称分布；然后，在正方形SiC基底（1）的背面键合正方形玻璃层（13）。
2.根据权利要求1所述的一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法，其特征在于：所述氧化层（7）为SiO2层。
3.根据权利要求1或2所述的一种适应于高温环境的SiC压阻式加速度传感器制备方法，其特征在于：所述步骤c、d、g中，刻蚀时均采用正方形Ni掩膜。
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