本文主要研究加速度传感器芯片的湿法处理技术,主要包括KOH腐蚀中凸角补偿的图形设计,铅电极保护技术,电极的保护。TMAH腐蚀等本文设计了一个合理的凸角补偿图形,可以构成一个完整的凸角结构。
文结合实际过程中遇到的问题,讨论了湿法工艺中铅电极的保护方法,包括TMAH腐蚀技术的应用。制造的加速度传感器芯片的灵敏度大于0.1 mV / g,非线性度优于1%,横向灵敏度比小于3%。阻硅加速度传感器的敏感芯片通常采用电子束的质量结构。量由敏感梁支撑。敏电阻上装有一个压敏电阻,并与惠斯通电桥相连。量在加速度的作用下移动,并且压敏电阻在敏感梁上的电阻值相应地发生变化,从而导致测量电桥的输出发生变化,从而测量加速度。速度传感器芯片的性能在很大程度上取决于光束质量结构的质量。以使用硅蚀刻工艺和KOH湿蚀刻工艺来实现光束的质量结构。的深蚀刻技术可以实现具有完整图形的大质量,易于制备蚀刻掩模,简单的处理技术,蚀刻速率可以达到300μm/ h,缺点是成本高。蚀的线宽是一致的,这会导致不同线宽的刻蚀速率不一致;此外,加速芯片必须被刻蚀,这会导致加工速度高释放结构时会过度腐蚀背面,从而导致不希望的敏感光束表面。均匀性差,因此难以获得薄的敏感光束。小芯片尺寸的情况下,有必要实现大质量,薄的敏感光束和湿法加工技术。湿法硅蚀刻技术中,硅的(100)各向异性蚀刻应该是使用最广泛的技术。过使用KOH以比其他晶体表面低得多的速率蚀刻硅表面,通过使用SiO2或Si3N4作为掩模,可以处理各种微机械结构。践表明,对于沿方向的矩形蒙版,不可能形成带有台面的岛,因为具有高腐蚀速率的其他晶面会出现在与之相交的凸角处。面,使硅在腐蚀下凸角掩膜。1.为了减少或消除子切口的影响,人们将补偿图案附加到凸角掩模上,以便首先对补偿图案进行子切口[4]。当的设计可以在一定腐蚀深度下实现接近理想的凸直角结构。于KOH腐蚀性溶液,常用的补偿模型为正方形和矩形棒。图2所示。上两种补偿模型均占据凸角两侧的面积,且线宽大于腐蚀深度,因此不适合小加速度敏感芯片。了在有限的空间内增加边缘的有效补偿长度,可以在与岛的角相距适当距离的情况下,在与岛平行的方向上旋转角。了防止车削形成新的凸角,车削必须在两个方向上形成端部分支,如图3所示。

们仅对以上,用SiO 2或Si 3 N 4复合膜保护,并在39重量%的溶液,80℃KOH中对其进行测试,结果获得了良好的凸直角结构。图4所示。对加速芯片进行调节的过程中,需要硅和玻璃的静电结合。了保证粘合强度,必须去除背面保护的SiO2或Si3N4复合膜。除复合膜的常用方法是覆盖晶片的前表面。旦将保护层放置在HF溶液中,由于HF消除Si3N4所需的时间较长,因此对于芯片正面图案中用于信号连接的导线和金属电极来说,这是无法承受的结构释放后。边,芯片故障。

们制造的敏感梁非常薄,通常首先发生局部腐蚀和穿孔现象,从而导致正面金属腐蚀。过多次测试,我们确定的最终解决方案是减少放置在芯片的HF解决方案中的时间。先按照常规工艺对其进行雕刻,以使其接近目标深度(对于确保没有腐蚀孔),然后用磷酸去除Si3N4掩模并保留SiO2掩模。后使用TMAH烧至目标深度,然后去除SiO2,然后进行静电键合。放前表面后,为了有效保护前表面上的金属电极,按照常规方法腐蚀到目标深度后,用TMAH(氢氧化四甲基氢氧化铵)代替腐蚀液。氢氧化四甲基铵。铵盐是一种非常有用的硅湿化学腐蚀剂,其硅腐蚀机理与KOH相同。TMAH不含会损坏集成电路的碱金属离子(有时禁止在纯化实验室中使用),并且与MOS / CMOS工艺兼容。
TMAH对我们来说最有用的功能是SiO2或铝的腐蚀速率很低,可以保证电线和电极的安全。SiO2与(100)晶面之间的腐蚀速率在2.8〜5.2×103之间。

过添加硅粉或酸((NH4)2CO3或(NH4)HPO4)降低溶液的PH值,并改善铝线和电极的保护。某些不适合碱性氢氧化物的情况下,湿法蚀刻剂TMAH硅逐渐取代KOH进行微加工。
型的使用配方为25重量%的250 ml TMAH,375 ml H2O,22 g Si粉,反应温度为90°C。MAH腐蚀晶面(100)和(111)的选择速率低于碱金属氢氧化物的选择速率。
温度为90°C,浓度为10%到40%的情况下,成对的TMAH(100)和(111)对晶体平面的腐蚀速率约为10到35。应的腐蚀在0.5μm/ min和1.5μm/ min之间。

浓度选择为10重量%时,可以在表面粗糙度和铝的非腐蚀性之间做出折衷。用上述凸角补偿技术和引线保护方案,我们制作出了完整的束质量结构,成功解决了过程中对引线和电极的保护问题湿法蚀刻工艺并封装处理后的芯片测试结果列于表1。于进行了理论分析和多次实验,凸角补偿,恒温阀芯前电极保护和保护等关键技术得到了应用。决了在小型加速度传感器芯片的湿法处理中去除背面掩模的问题。加工技术已成功用于生产压阻加速芯片。品率达90%以上。
测试,证明芯片的灵敏度,非线性,横向灵敏度比,频率响应范围等性能均符合设计要求。
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