微加速度傳感器課件

主要內(nèi)容微加速度傳感器的簡(jiǎn)介1微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)2典型微加速度傳感器的制造工藝3微加速度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)4主要內(nèi)容微加速度傳感器的簡(jiǎn)介1微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)2典1微加速度傳感器的簡(jiǎn)介微加速度傳感器的概況微加速度傳感器的原理微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)微加速度傳感器的簡(jiǎn)介2微加速度傳感器的概況

微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，它以微電子及機(jī)械加工技術(shù)為依托，范圍涉及微電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)、材料科學(xué)等多種工程技術(shù)和學(xué)科，是一個(gè)新興的、多學(xué)科交叉、多技術(shù)融合的高科技領(lǐng)域。微加速度傳感器的概況3微加速度傳感器的概況

基于MEMS技術(shù)的微型傳感器是微機(jī)電系統(tǒng)研究中最具活力與現(xiàn)實(shí)意義的領(lǐng)域。微加速度傳感器作為微傳感器的重要分支一直是熱門的研究課題。采用微機(jī)電技術(shù)制造的微加速度傳感器在壽命、可靠性、成本、體積和重量等方面都要大大優(yōu)于常規(guī)的加速度傳感器，使得其無論在民用領(lǐng)域，還是在軍用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在軍用上可用于各種飛行裝置的加速度測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量、沖擊測(cè)量，尤其在武器系統(tǒng)的精確制導(dǎo)系統(tǒng)、彈藥的安全系統(tǒng)、彈藥的點(diǎn)火控制系統(tǒng)有著極其廣泛的應(yīng)用前景。微加速度傳感器的概況基于MEMS技術(shù)的微型傳感4微加速度傳感器的原理慣性式加速度傳感器的力學(xué)模型如下圖所示。微加速度傳感器的原理慣性式加速度傳感器的力學(xué)模型如下圖所示。5微加速度傳感器的原理微加速度傳感器的原理6微加速度傳感器的原理微加速度傳感器的原理7微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)信號(hào)處理橫向靈敏度頻率響應(yīng)封裝和阻尼微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)信號(hào)處理橫向8信號(hào)處理

由于硅微加速度傳感器的加工采用了與集成電路工藝兼容的制造工藝，將傳感元件和信號(hào)處理電路集成在同一器件上，制造出“靈巧”傳感器，使傳感器的性能大大提高，給傳感器的使用帶來了極大的方便。將來的發(fā)展方向是除具有總合的上述功能外，還應(yīng)有信號(hào)開關(guān)、信號(hào)濾波、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和通訊等功能。信號(hào)處理9頻率響應(yīng)

頻率響應(yīng)范圍窄是現(xiàn)有的硅微傳感器中存在的一個(gè)重要問題。在硅微壓阻式加速度傳感器中要擴(kuò)大傳感器的頻響范圍，就必須提高梁的剛度或減小慣性質(zhì)量，這就會(huì)使傳感器的靈敏度下降，而在其它傳感方式(如電容式、力平衡式和熱加速度傳感器等)中，除上述原因外，傳感方式本身限制了傳感器的頻響范圍。因此，改善頻率響應(yīng)特性是硅微加速度傳感器中的一個(gè)重要課題。頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)范圍窄是現(xiàn)有的硅微傳感器中存在10封裝和阻尼對(duì)微加速度傳感器的封裝的主要要求有:要使敏感元件免受安裝帶來的應(yīng)力影響;當(dāng)溫度變化時(shí)，不會(huì)因封裝材料與制造敏感元件的材料熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生應(yīng)力;應(yīng)具有保護(hù)作用，防止敏感元件在受沖擊時(shí)損壞;使敏感元件免受使用環(huán)境的污染和腐蝕;提供可靠的引線方式;通過一定的手段獲得臨界阻尼，以得到最好的頻響特性。封裝和阻尼對(duì)微加速度傳感器的封裝的主要要求有:11橫向靈敏度由于大多數(shù)的硅微加速度傳感器所采用的結(jié)構(gòu)的慣性質(zhì)量塊的中心不在支撐梁的中心面上，所以硅微加速度傳感器中普遍存在橫向靈敏度高的問題，這也是硅微加速度傳感器研究中的一個(gè)重要方向。橫向靈敏度12微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)

微加速度傳感器可通過其加工技術(shù)、控制系統(tǒng)類型、敏感機(jī)理來分類。加工技術(shù)體加工表面加工微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)加工技術(shù)體加工表面加工13微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)開環(huán)式：結(jié)構(gòu)上沒有反饋控制端，質(zhì)量塊不會(huì)自動(dòng)回到平衡位置（除非外加的加速度停止作用）?？刂葡到y(tǒng)類型閉環(huán)式：結(jié)構(gòu)上有力反饋控制端，用來把檢測(cè)電路輸出的電學(xué)量轉(zhuǎn)變成靜電引力，從而使質(zhì)量塊重新回到平衡位置。微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)開環(huán)式：結(jié)構(gòu)上沒有反饋控制端，質(zhì)量14微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)根據(jù)敏感機(jī)理，可以分為：微型壓阻式加速度傳感器微型電容式加速度傳感器微型熱電耦式加速度傳感器微型諧振式加速度傳感器硅微光波導(dǎo)加速度傳感器隧道電流式微加速度傳感器微機(jī)械壓電加速度傳感器真空微電子式加速度傳感器力平衡式微機(jī)械加速度傳感器微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)根據(jù)敏感機(jī)理，可以分為：15典型微加速度傳感器的制造工藝硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程硅微電容式加速度傳感器的工藝過程差分電容式微加速度傳感器工藝流程典型微加速度傳感器的制造工藝16硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程傳感器芯片制作工藝過程：a.離子注入b.外延單晶硅層c.硼離子注入d.一次光刻e.反刻壓阻f.二次光刻g.濺射h.三次光刻i.鍵合引線j.ICP二次刻蝕k.沉積l.拋光、劃片硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程17硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程18硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程下層SOI基底的制作方法：離子注入：同樣采取氧離子注入，獲SiO2隔離層，同時(shí)SiO2層的存在也可充當(dāng)保護(hù)敏感元件工作的隔熱層；外延單晶硅層：再用LPCVD技術(shù)在上層硅片上沉淀一定厚度的單晶硅層作為加工層；光刻：在SOI基底上光刻凹槽圖樣；各向異性自停止刻蝕凹槽：將光刻后的硅片進(jìn)行各向異性腐蝕，進(jìn)行到SiO2層上表面時(shí)，腐蝕自停止，得到需要的凹槽；LPCVD法生長(zhǎng)抗沖擊限位塊：最后在凹槽內(nèi)沉淀一個(gè)抗沖擊限位塊。硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程下層SOI基底的制作方法：19硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程20孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程孔縫懸臂梁壓阻式加速度傳惑器為小量程傳感器，量程為O—5g，靈敏度設(shè)計(jì)為0.1mV／(m/s2)—6mV／(m/s2)，因此采用懸臂梁結(jié)構(gòu)較為合適。為了獲得高靈敏度，除了使梁的厚度盡可能小之外，還采用了基于應(yīng)力集中的懸臂梁設(shè)計(jì)方案。傳感器采用三明治結(jié)構(gòu)，由上下蓋板和中間芯片梁—質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)三部分組成?？卓p懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程孔縫懸臂梁21孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程關(guān)鍵工藝研究：壓阻的形成KOH濕法腐蝕ICP刻蝕鍵合工藝孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程22孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程工藝流程設(shè)計(jì)：上蓋板：備片氧化RIE刻蝕刻蝕腐蝕槽KOH腐蝕槽深氧化RIE刻蝕過載保護(hù)KOH二次槽深腐蝕孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程工藝流程設(shè)計(jì)：23孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程梁—質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)制作工藝：1.備片2.硅片氧化3.RIE刻蝕4.正面擴(kuò)硼5.二次氧化6.RIE刻蝕7.正面擴(kuò)濃硼8.三次氧化9.RIE刻蝕10.ICP刻蝕11.四次氧化12.PEVCD正面淀積Si3N413.RIE刻蝕14.ICP刻蝕15.RIE刻蝕16.蒸金17.腐蝕金18.RIE刻蝕19.ICP刻蝕20.硅—玻璃鍵合21.硅—硅鍵合22.劃片封裝孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程梁—質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)制作24孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程LCC20型陶深腔瓷管殼單芯片封裝的過程為：管芯分選管芯質(zhì)量檢驗(yàn)(壓阻測(cè)試，方塊電阻測(cè)試等)用導(dǎo)電肢將管芯貼裝至管殼中固化2小時(shí)壓焊φ38μm的金線進(jìn)行內(nèi)引線鍵合封裝前質(zhì)量檢驗(yàn)管殼封蓋封蓋后質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試（線路導(dǎo)通測(cè)試）孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程LCC20型陶深腔25硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程首先分別制作4層硅片。其中，對(duì)于質(zhì)量塊上層和質(zhì)量塊下層，先分別用KOH腐蝕出2～3μm的電容間隙，然后從背面使用KOH腐蝕至剩余40μm。對(duì)于上下極板，將其氧化2μm構(gòu)成絕緣層，然后用BOE在對(duì)應(yīng)于電容間隙的位置腐蝕出防撞凸點(diǎn)，見下圖(a)。采用硅—硅直接鍵合的方法鍵合上、下質(zhì)量塊層，見下圖(b)。用DRIE釋放下層梁，見下圖(c)。在下電極上制作0．1μm厚的硼硅玻璃層，然后將質(zhì)量塊層與下電極進(jìn)行玻璃軟化鍵合，見下圖(d)。用DRIE釋放上層梁，然后在真空條件下鍵合上電極，方法與下電極相同，從而實(shí)現(xiàn)了圓片級(jí)真空封裝，見下圖(e)和(f)。用KOH腐蝕穿上電極的引線窗，漂去表面的SiO2后對(duì)硅片的上、下面蒸鋁，獲得引線電極，見下圖(g)。硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程26硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程27硅微電容式加速度傳感器的工藝過程玻璃是傳感器的一個(gè)電極，又是傳感器的襯底。玻璃清洗烘干后光刻圖形，用BHF液腐蝕出凹槽，如圖（a）所示。玻璃凹槽內(nèi)的電極采用磁控濺射的方法實(shí)現(xiàn)。硅晶片制作傳感器的硼硅膜，同時(shí)又制作質(zhì)量塊。先在硅片的兩面氧化出氧化層，利用Carsuss光刻機(jī)雙面光刻相應(yīng)的圖形，該圖形是為了得到質(zhì)量塊而設(shè)計(jì)的削角補(bǔ)償圖，如圖（b）俯視圖所示。把濺射好電極的玻璃和硼擴(kuò)腐蝕過的硅片進(jìn)行靜電鍵合。鍵合后如圖（c）所示。最后用自停止腐蝕法去掉輕摻雜層與單晶硅，得到重?fù)诫s層的硼硅膜及質(zhì)量塊，如圖（d）所示。硅膜片再次光刻出梁結(jié)構(gòu)圖形，用等離子刻蝕機(jī)進(jìn)行刻蝕，刻蝕氣體為SF6，刻蝕后如圖（e）所示。引線和封裝，引線后在一分錢硬幣為背景時(shí)，整個(gè)器件如圖（f）所示。硅微電容式加速度傳感器的工藝過程28硅微電容式加速度傳感器的工藝過程硅微電容式加速度傳感器的工藝過程29差分電容式微加速度傳感器工藝流程采用P型（100）晶向的雙面拋光硅片，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗，用稀釋HF溶液點(diǎn)浸。在雙面拋光硅片上熱氧化生長(zhǎng)氧化層。雙面對(duì)準(zhǔn)光刻形成臺(tái)階掩膜圖形并劃片標(biāo)記。對(duì)硅片兩面的臺(tái)階區(qū)域進(jìn)行各向異性腐蝕，形成臺(tái)階。在形成臺(tái)階的硅片兩面熱氧化生長(zhǎng)氧化層。對(duì)硅片進(jìn)行雙面對(duì)準(zhǔn)光刻，形成質(zhì)量塊和梁區(qū)的掩膜圖形。對(duì)形成掩膜后的硅片兩面進(jìn)行各向異性腐蝕。雙面腐蝕除去梁上的氧化層掩膜。對(duì)硅片兩面進(jìn)行無掩膜的各向異性腐蝕，當(dāng)梁和質(zhì)量塊周圍的穿通區(qū)完全腐蝕穿通時(shí)，表面上的梁同時(shí)被腐蝕下沉至質(zhì)量塊的中平面附近而形成對(duì)稱梁。差分電容式微加速度傳感器工藝流程30差分電容式微加速度傳感器工藝流程雙面光刻去除硅片兩面的掩膜。改用等離子體干法刻蝕同時(shí)減薄硅片的質(zhì)量塊及梁區(qū)。選用固態(tài)硼擴(kuò)散源，對(duì)硅片兩面進(jìn)行硼擴(kuò)散，作為動(dòng)極板電極。將7740（Pyrex）玻璃作為微傳感器的定極板，并在玻璃上做電容器的電極。將玻璃做標(biāo)準(zhǔn)清洗后烘干一個(gè)小時(shí)后雙面涂膠，并在玻璃上與動(dòng)極板電極對(duì)稱的位置上光刻電極圖形。采用磁控濺射工藝，先濺射20nm的鈦，再濺射300nm的鋁?？紤]上下電極在大加速度作用下會(huì)接觸的情況，用PECVD法在金屬電極上淀積Si3N4膜作為上下電極的絕緣層，再用丙酮去膠。采用靜電鍵合法將上下玻璃電極和中間硅片鍵合，玻璃上濺射金屬面和硅片硼擴(kuò)面鍵合，形成“玻璃—硅—玻璃”的三明治結(jié)構(gòu)。最后進(jìn)行V型槽腐蝕、金屬化、劃片等后續(xù)工藝處理。差分電容式微加速度傳感器工藝流程31微加速度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究探索新工作機(jī)理開發(fā)新器件結(jié)構(gòu)向微機(jī)械諧振式傳感器發(fā)展多維化實(shí)用化與產(chǎn)業(yè)化微加速度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)加強(qiáng)基礎(chǔ)探索新工作機(jī)理向微機(jī)械諧振式32精品課件！精品課件！33精品課件！精品課件！34ThankYou!ThankYou!主要內(nèi)容微加速度傳感器的簡(jiǎn)介1微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)2典型微加速度傳感器的制造工藝3微加速度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)4主要內(nèi)容微加速度傳感器的簡(jiǎn)介1微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)2典36微加速度傳感器的簡(jiǎn)介微加速度傳感器的概況微加速度傳感器的原理微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)微加速度傳感器的簡(jiǎn)介37微加速度傳感器的概況

微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，它以微電子及機(jī)械加工技術(shù)為依托，范圍涉及微電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)、材料科學(xué)等多種工程技術(shù)和學(xué)科，是一個(gè)新興的、多學(xué)科交叉、多技術(shù)融合的高科技領(lǐng)域。微加速度傳感器的概況38微加速度傳感器的概況

基于MEMS技術(shù)的微型傳感器是微機(jī)電系統(tǒng)研究中最具活力與現(xiàn)實(shí)意義的領(lǐng)域。微加速度傳感器作為微傳感器的重要分支一直是熱門的研究課題。采用微機(jī)電技術(shù)制造的微加速度傳感器在壽命、可靠性、成本、體積和重量等方面都要大大優(yōu)于常規(guī)的加速度傳感器，使得其無論在民用領(lǐng)域，還是在軍用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在軍用上可用于各種飛行裝置的加速度測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量、沖擊測(cè)量，尤其在武器系統(tǒng)的精確制導(dǎo)系統(tǒng)、彈藥的安全系統(tǒng)、彈藥的點(diǎn)火控制系統(tǒng)有著極其廣泛的應(yīng)用前景。微加速度傳感器的概況基于MEMS技術(shù)的微型傳感39微加速度傳感器的原理慣性式加速度傳感器的力學(xué)模型如下圖所示。微加速度傳感器的原理慣性式加速度傳感器的力學(xué)模型如下圖所示。40微加速度傳感器的原理微加速度傳感器的原理41微加速度傳感器的原理微加速度傳感器的原理42微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)信號(hào)處理橫向靈敏度頻率響應(yīng)封裝和阻尼微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)微加速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)信號(hào)處理橫向43信號(hào)處理

由于硅微加速度傳感器的加工采用了與集成電路工藝兼容的制造工藝，將傳感元件和信號(hào)處理電路集成在同一器件上，制造出“靈巧”傳感器，使傳感器的性能大大提高，給傳感器的使用帶來了極大的方便。將來的發(fā)展方向是除具有總合的上述功能外，還應(yīng)有信號(hào)開關(guān)、信號(hào)濾波、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和通訊等功能。信號(hào)處理44頻率響應(yīng)

頻率響應(yīng)范圍窄是現(xiàn)有的硅微傳感器中存在的一個(gè)重要問題。在硅微壓阻式加速度傳感器中要擴(kuò)大傳感器的頻響范圍，就必須提高梁的剛度或減小慣性質(zhì)量，這就會(huì)使傳感器的靈敏度下降，而在其它傳感方式(如電容式、力平衡式和熱加速度傳感器等)中，除上述原因外，傳感方式本身限制了傳感器的頻響范圍。因此，改善頻率響應(yīng)特性是硅微加速度傳感器中的一個(gè)重要課題。頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)范圍窄是現(xiàn)有的硅微傳感器中存在45封裝和阻尼對(duì)微加速度傳感器的封裝的主要要求有:要使敏感元件免受安裝帶來的應(yīng)力影響;當(dāng)溫度變化時(shí)，不會(huì)因封裝材料與制造敏感元件的材料熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生應(yīng)力;應(yīng)具有保護(hù)作用，防止敏感元件在受沖擊時(shí)損壞;使敏感元件免受使用環(huán)境的污染和腐蝕;提供可靠的引線方式;通過一定的手段獲得臨界阻尼，以得到最好的頻響特性。封裝和阻尼對(duì)微加速度傳感器的封裝的主要要求有:46橫向靈敏度由于大多數(shù)的硅微加速度傳感器所采用的結(jié)構(gòu)的慣性質(zhì)量塊的中心不在支撐梁的中心面上，所以硅微加速度傳感器中普遍存在橫向靈敏度高的問題，這也是硅微加速度傳感器研究中的一個(gè)重要方向。橫向靈敏度47微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)

微加速度傳感器可通過其加工技術(shù)、控制系統(tǒng)類型、敏感機(jī)理來分類。加工技術(shù)體加工表面加工微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)加工技術(shù)體加工表面加工48微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)開環(huán)式：結(jié)構(gòu)上沒有反饋控制端，質(zhì)量塊不會(huì)自動(dòng)回到平衡位置（除非外加的加速度停止作用）?？刂葡到y(tǒng)類型閉環(huán)式：結(jié)構(gòu)上有力反饋控制端，用來把檢測(cè)電路輸出的電學(xué)量轉(zhuǎn)變成靜電引力，從而使質(zhì)量塊重新回到平衡位置。微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)開環(huán)式：結(jié)構(gòu)上沒有反饋控制端，質(zhì)量49微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)根據(jù)敏感機(jī)理，可以分為：微型壓阻式加速度傳感器微型電容式加速度傳感器微型熱電耦式加速度傳感器微型諧振式加速度傳感器硅微光波導(dǎo)加速度傳感器隧道電流式微加速度傳感器微機(jī)械壓電加速度傳感器真空微電子式加速度傳感器力平衡式微機(jī)械加速度傳感器微加速度傳感器的分類及特點(diǎn)根據(jù)敏感機(jī)理，可以分為：50典型微加速度傳感器的制造工藝硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程硅微電容式加速度傳感器的工藝過程差分電容式微加速度傳感器工藝流程典型微加速度傳感器的制造工藝51硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程傳感器芯片制作工藝過程：a.離子注入b.外延單晶硅層c.硼離子注入d.一次光刻e.反刻壓阻f.二次光刻g.濺射h.三次光刻i.鍵合引線j.ICP二次刻蝕k.沉積l.拋光、劃片硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程52硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程53硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程下層SOI基底的制作方法：離子注入：同樣采取氧離子注入，獲SiO2隔離層，同時(shí)SiO2層的存在也可充當(dāng)保護(hù)敏感元件工作的隔熱層；外延單晶硅層：再用LPCVD技術(shù)在上層硅片上沉淀一定厚度的單晶硅層作為加工層；光刻：在SOI基底上光刻凹槽圖樣；各向異性自停止刻蝕凹槽：將光刻后的硅片進(jìn)行各向異性腐蝕，進(jìn)行到SiO2層上表面時(shí)，腐蝕自停止，得到需要的凹槽；LPCVD法生長(zhǎng)抗沖擊限位塊：最后在凹槽內(nèi)沉淀一個(gè)抗沖擊限位塊。硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程下層SOI基底的制作方法：54硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程硅微壓阻式加速度傳感器的工藝過程55孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程孔縫懸臂梁壓阻式加速度傳惑器為小量程傳感器，量程為O—5g，靈敏度設(shè)計(jì)為0.1mV／(m/s2)—6mV／(m/s2)，因此采用懸臂梁結(jié)構(gòu)較為合適。為了獲得高靈敏度，除了使梁的厚度盡可能小之外，還采用了基于應(yīng)力集中的懸臂梁設(shè)計(jì)方案。傳感器采用三明治結(jié)構(gòu)，由上下蓋板和中間芯片梁—質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)三部分組成?？卓p懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程孔縫懸臂梁56孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程關(guān)鍵工藝研究：壓阻的形成KOH濕法腐蝕ICP刻蝕鍵合工藝孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程57孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程工藝流程設(shè)計(jì)：上蓋板：備片氧化RIE刻蝕刻蝕腐蝕槽KOH腐蝕槽深氧化RIE刻蝕過載保護(hù)KOH二次槽深腐蝕孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程工藝流程設(shè)計(jì)：58孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程梁—質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)制作工藝：1.備片2.硅片氧化3.RIE刻蝕4.正面擴(kuò)硼5.二次氧化6.RIE刻蝕7.正面擴(kuò)濃硼8.三次氧化9.RIE刻蝕10.ICP刻蝕11.四次氧化12.PEVCD正面淀積Si3N413.RIE刻蝕14.ICP刻蝕15.RIE刻蝕16.蒸金17.腐蝕金18.RIE刻蝕19.ICP刻蝕20.硅—玻璃鍵合21.硅—硅鍵合22.劃片封裝孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程梁—質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)制作59孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程LCC20型陶深腔瓷管殼單芯片封裝的過程為：管芯分選管芯質(zhì)量檢驗(yàn)(壓阻測(cè)試，方塊電阻測(cè)試等)用導(dǎo)電肢將管芯貼裝至管殼中固化2小時(shí)壓焊φ38μm的金線進(jìn)行內(nèi)引線鍵合封裝前質(zhì)量檢驗(yàn)管殼封蓋封蓋后質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試（線路導(dǎo)通測(cè)試）孔縫懸臂梁壓阻式硅微加速度傳感器的工藝過程LCC20型陶深腔60硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程首先分別制作4層硅片。其中，對(duì)于質(zhì)量塊上層和質(zhì)量塊下層，先分別用KOH腐蝕出2～3μm的電容間隙，然后從背面使用KOH腐蝕至剩余40μm。對(duì)于上下極板，將其氧化2μm構(gòu)成絕緣層，然后用BOE在對(duì)應(yīng)于電容間隙的位置腐蝕出防撞凸點(diǎn)，見下圖(a)。采用硅—硅直接鍵合的方法鍵合上、下質(zhì)量塊層，見下圖(b)。用DRIE釋放下層梁，見下圖(c)。在下電極上制作0．1μm厚的硼硅玻璃層，然后將質(zhì)量塊層與下電極進(jìn)行玻璃軟化鍵合，見下圖(d)。用DRIE釋放上層梁，然后在真空條件下鍵合上電極，方法與下電極相同，從而實(shí)現(xiàn)了圓片級(jí)真空封裝，見下圖(e)和(f)。用KOH腐蝕穿上電極的引線窗，漂去表面的SiO2后對(duì)硅片的上、下面蒸鋁，獲得引線電極，見下圖(g)。硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程61硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程硅四層鍵合的高對(duì)稱電容式加速度傳感器的工藝過程62硅微電容式加速度傳感器的工藝過程玻璃是傳感器的一個(gè)電極，又是傳感器的襯底。玻璃清洗烘干后光刻圖形，用BHF液腐蝕出凹槽，如圖（a）所示。玻璃凹槽內(nèi)的電極采用磁控濺射的方法實(shí)現(xiàn)。硅晶片制作傳感器的硼硅膜，同時(shí)又制作質(zhì)量塊。先在硅片的兩面氧化出氧化層，利用Carsu