提高单梁结构微机械谐振压力传感器激励性能的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高单梁结构微机械谐振压力传感器激励性能的方法。该方法是将该传感器的谐振梁表面上制作的激励电阻用铂制成铂薄膜电阻。用本发明专利技术方法可提高单梁结构谐振压力传感器的谐振单梁激励的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高微机械谐振压力传感器激励性能的方法，特别是一种。
技术介绍
目前，微机械谐振压力传感器种类很多，就激励方式而言，有静电激励、电磁激励、热激励等，就结构而言，有蝶形结构和单梁式结构。图1中描述了现有的一种单梁结构的热激励谐振压力传感器，它是在一硅基衬底4上制作有一层硅薄膜3，在硅薄膜3形成的谐振梁上面制作有拾取电阻1和用于激励所述传感器谐振梁的激励电阻2。目前，所述的激励电阻是采用多晶硅电阻、硼扩散电阻，不易激励所述的谐振梁，其激励的稳定性、可靠性差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种，使谐振梁在低功耗下易被激励起来，提高单梁结构微机械谐振压力传感器的激励稳定性和可靠性。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是在单梁结构微机械谐振压力传感器的谐振梁表面上制作有一激励电阻，将该激励电阻用铂制成铂薄膜电阻。所述铂薄膜电阻的方块电阻为6-20欧姆/方块，总电阻132-440欧姆，较佳方块电阻为10-16欧姆/方块，较佳总电阻为220-352欧姆。所述的制作铂薄膜电阻的铂材料纯度大于99.99％。有益效果。由于本专利技术采用了上述的技术方案，将所述的传感器谐振梁上面的激励电阻制成铂薄膜电阻，与现有采用多晶硅或硼扩散电阻为激励电阻相比，铂薄膜电阻的热敏感性好，电阻温度关系线性度较高，在0～+650℃的范围内可用下式表示Rt＝R0·〔1+At+Bt2〕其系数为A＝3.96847×10-3℃-1B＝-5.84×10-7℃-2R0表示在0度下的电阻 Rt表示在温度为t时的电阻采用铂薄膜电阻能很快在所述传感器谐振梁的表面上形成热梯度场，在低的功耗下就能迅速把谐振梁激励起来，从而提高了单梁结构微机械谐振压力传感器的激励性能，即激励稳定性、可靠性大大提高。铂薄膜电阻、多晶硅、硼扩散电阻做激励电阻的性能对比如下表 附图说明图1是一种单梁结构的微机械谐振压力传感器的剖面示意图；图2是按本专利技术的方法将激励电阻制成铂薄膜电阻时的单梁结构的微机械谐振压力传感器芯片的剖面示意图；图3是本专利技术方法的铂薄膜电阻的一个实施例子的平面示意图。具体实施方式本专利技术的具体实施方式不仅限于下面的描述。下面对本专利技术加以进一步说明。本专利技术方法是在单梁结构微机械谐振压力传感器的谐振梁6表面上制作一激励电阻2，将该激励电阻2用铂制成铂薄膜电阻。本例中所述铂薄膜电阻2为马蹄形状，厚度120-300埃，较佳厚度为150-250埃，最好厚度为180埃，电阻条宽为20微米，总长为440微米，方块电阻为6-20欧姆/方块，较佳方块电阻为10-16欧姆/方块，最好方块电阻为14欧姆/方块，总的电阻为132-440欧姆，较佳总电阻为220-352欧姆，最好总电阻为208欧姆。所述的制作铂薄膜电阻的铂材料纯度大于99.99％。所述铂薄膜电阻2的制作方法为本领域技术人员所熟知的方法，也不是本专利技术主题，现简述如下，供参考。首先用通用的方法制作成所述谐振压力传感器底部硅基。选取P型(100)晶向，电阻率7-13Ω.cm，厚度500微米的硅片—RCA清洗--氧化(1微米)--LPCVD淀积氮化硅(厚度1300-1450埃)--光刻背面—干法腐蚀氮化硅--湿法腐蚀二氧化硅—去胶—湿法腐蚀硅—深度为300-320微米—RCA清洗—湿法去氮化硅—正面光刻(双面曝光机曝光)---湿法腐蚀二氧化硅—干法腐蚀正面的硅深度为2-3微米—去胶--谐振型压力传感器的底部硅基加工完毕。然后，制作顶层单梁结构和铂薄膜电阻。选取制备梁的N型(100)晶向，电阻率7-13Ω.cm，厚度500微米的硅片--与谐振型压力传感器的底部硅基进行硅/硅键合—高温退火处理—减薄顶层硅—抛光顶层硅—最后顶层硅达到所要求的厚度—清洗--氧化(5500-6500埃)—光刻正面硼扩散区(双面光刻机曝光)--湿法腐蚀二氧化硅—去胶—清洗—硼扩散预扩(方块电阻为15-25Ω)—漂硼硅玻璃—清洗—硼再扩散(方块电阻为80-120Ω，结深为1.8-2.2微米)--光刻引线孔和梁的两边区域--湿法腐蚀二氧化硅—去胶—光刻铂电阻区(正胶)--溅射铂/钛钨(厚度120-300/200埃)--剥离去掉铂电阻区以外的铂/钛钨—清洗(发烟硝酸清洗)--溅射硅铝(厚度1-1.2微米)--光刻引线—湿法腐蚀硅铝—去胶(发烟硝酸去胶)--腐蚀钛钨--清洗(发烟硝酸清洗)--PECVD淀积二氧化硅(5500-6500埃)--光刻引线孔和梁的两边区域—干法腐蚀二氧化硅—去胶(发烟硝酸去胶)--干法腐蚀硅释放硅梁—获得单梁结构的谐振型压力传感器。上述工艺中所用单项工艺，如清洗、氧化、沉积氮化硅、腐蚀、溅射、高温退火、减薄、抛光……等等均为本领域通用技术，不再详述。溅射用铂材料纯度为铂99.99％以上，美国TOSOH公司的产品，钛钨---W10％Ti90％，美国TOSOH公司的产品。图1、图2、图3中，拾取电阻1、激励电阻2制作在硅薄膜3上形成的谐振梁6上，硅薄膜3与硅基衬底(底部硅基)4键合，拾取电阻1为硼扩散电阻，激励电阻2为铂薄膜电阻，5为铝引线，7为二氧化硅层。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高单梁结构微机械谐振压力传感器激励性能的方法，在该传感器的谐振梁表面上制作有一激励电阻，其特征在于：将该激励电阻用铂制成铂薄膜电阻。

【技术特征摘要】
1.一种提高单梁结构微机械谐振压力传感器激励性能的方法，在该传感器的谐振梁表面上制作有一激励电阻，其特征在于将该激励电阻用铂制成铂薄膜电阻。2.根据权利要求1所述的提高单梁结构微机械谐振压力传感器激励性能的方法，其特征在于所述铂薄膜电阻的方块电阻为6-20欧姆/方块，总电阻132-440欧姆。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正元，徐世六，刘玉奎，杨国渝，税国华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十四研究所，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]