硅传感器压力芯片及其自停止腐蚀工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种硅传感器压力芯片及其自停止腐蚀工艺，包括硼硅玻璃基底、P型衬底、氧化层、压敏电阻、扩散电阻及氮化硅保护膜，所述P型衬底中设有腐蚀腔，其特征在于在所述P型衬底上生成有N型外延层，所述氧化层、压敏电阻、扩散电阻及氮化硅保护膜生成于所述N型外延层上。在本发明专利技术中，P型衬底生成有N型外延层，扩散电阻、压敏电阻及氮化硅保护膜生成于N型外延层上，当腐蚀液腐蚀到N型外延层时，腐蚀自动停止，这样可通过减小N型外延层的厚度来减小传感器压力芯片的膜片的厚度，从而大大的提高传感器压力芯片的灵敏度；另外，有轻掺杂的N型覆盖层覆盖在压敏电阻上，作为重掺杂层的保护层，增强传感器压力芯片的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器芯片及其制造工艺，尤其是涉及一种硅传感器压力芯片及其自停止腐蚀工艺。
技术介绍
在传感器中，通常利用硅工艺加工出薄膜、微桥、微梁等敏感结构。在一些场合，薄膜的厚度、微梁微桥结构尺寸的精度要求非常严格。梁的平面尺寸精度主要取决于光刻对准的精度，而薄膜厚度精度目前取决于加工方式。现有的腐蚀工艺靠腐蚀速率计算腐蚀时间，腐蚀工艺主要通过控制时间的方法来控制传感器膜片的厚度，由于腐蚀速率受腐蚀液成分、温度波动和搅拌速度等因素的影响，且操作时硅片放入腐蚀液和从腐蚀液里取出都需要一定时间，因而其控制误差较大，且腐蚀后的表面状况一般不好。而传感器压力芯片的灵敏度是由传感器压力芯片薄膜的厚度决定的，如果想提高传感器压力芯片的灵敏度，必 须严格控制传感器压力芯片的厚度。
技术实现思路
本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种硅传感器压力芯片及其自停止腐蚀工艺，易于控制腐蚀的开始和结束，能够大大减小传感器压力芯片膜片的厚度，提高传感器压力芯片的灵敏度。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案 一种硅传感器压力芯片，包括硼硅玻璃基底、P型衬底、氧化层、压敏电阻、扩散电阻及氮化硅保护膜，所述P型衬底中设有腐蚀腔，在所述P型衬底上生成有N型外延层，所述氧化层、压敏电阻、扩散电阻及氮化硅保护膜生成于所述N型外延层上。进一步的 所述N型外延层表面氧化、光刻、腐蚀后，在刻蚀区内注入磷元素形成覆盖所述压敏电阻的N型覆盖层。所述N型覆盖层为轻掺杂的N型覆盖层。一种硅传感器压力芯片的自停止腐蚀工艺，包括以下步骤 A、在P型衬底上生长出N型外延层； B、经过高温氧化后在N型外延层上生长出氧化层，经过一系列的低压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、氧化、光刻、刻蚀、离子注入、扩散、氮化硅刻蚀、接触氧化刻蚀、金属沉积、金属刻蚀、光阻去除工艺在N型外延层上生成扩散电阻、压敏电阻及氮化硅保护膜； C、浸入KOH腐蚀液进行P型衬底腐蚀，当KOH腐蚀液腐蚀到N型外延层时，腐蚀过程停止在N型外延层上，实现自停止腐蚀，形成腐蚀腔； D、将制作好的芯片与硼硅玻璃采用阳极键合技术键合在一起，最后划片分割成独立的芯片，即得到硅传感器压力芯片。进一步的 在上述步骤B制作扩散电阻、压敏电阻及氮化硅保护膜的过程中，在N型外延层表面氧化、光刻、腐蚀后，在刻蚀区内注入磷元素形成N型覆盖层。本专利技术的技术效果在于 本专利技术公开的一种硅传感器压力芯片及其自停止腐蚀工艺，P型衬底生成有N型外延层，扩散电阻、压敏电阻及氮化硅保护膜生成于N型外延层上，当腐蚀液腐蚀到N型外延层时，腐蚀自动停止，这样可通过减小N型外延层的厚度来减小传感器压力芯片的膜片的厚度，从而大大的提高传感器压力芯片的灵敏度；另外，有轻掺杂的N型覆盖层覆盖在压敏电阻上，作为重掺杂层的保护层，增强传感器压力芯片的稳定性。附图说明 图I为硅传感器压力芯片的剖视图。图2飞为硅传感器压力芯片自停止腐蚀工艺流程分解图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图I所示，硅传感器压力芯片包括硼硅玻璃基底16、P型衬底I、氧化层6、压敏电阻8及氮化硅保护膜14，P型衬底I中设有腐蚀腔17，在P型衬底I生成有N型外延层2，氧化层6、氧化层15、压敏电阻8、扩散电阻5、扩散电阻7及氮化硅保护膜14生成于N型外延层2上。N型外延层2表面氧化、光刻、腐蚀后，在刻蚀区内注入磷元素形成覆盖压敏电阻8的N型覆盖层11，在本实施例中，N型覆盖层11为轻掺杂的N型覆盖层。硅传感器压力芯片自停止腐蚀工艺流程如下 I、在P型衬底I上生长出N型外延层2。2、经过高温氧化后在N型外延层2上生长出氧化层(如图2)。3、在氧化层表面涂满光刻胶4后软烘干，然后采用掩膜制作出扩散电阻图形并光刻显影，使要布置电阻的位置暴露，并用紫外线隔着掩膜对光刻胶进行照射，利用紫外线使部分光刻胶变质，刻蚀后形成引脚式的氧化物刻蚀区3 (如图2)，然后，用另一种腐蚀液将氧化物表面形成的光刻胶4去掉。4、将光刻胶4去掉之后，注入一定浓度的硼离子，形成扩散电阻5 (如图2);将整个晶圆氧化，在N型外延层表面再次植入薄的氧化层。5、二次光刻、注入离子，得到接触孔窗口，并形成与扩散电阻5对称的扩散电阻7(如图3)。6、三次光刻、刻蚀后，在刻蚀区9注入压敏电阻要求浓度的硼离子，形成压敏电阻8，然后去掉氧化物表面的光刻胶(如图3)。7、再次光刻、刻蚀后，在刻蚀区10注入N型覆盖层要求浓度的磷元素形成N型覆盖层11 (N-cap层)(如图4)。然后，去掉氧化物表面的光刻胶#型覆盖层11是轻掺杂覆层，覆盖在压敏电阻8上，作为重掺杂层的保护层，可以增强传感器压力芯片的稳定性。8、扩散、刻蚀后，在刻蚀区12扩散，形成衬底欧姆接触13 (如图5)，然后去掉氧化物表面的光刻胶。9、氧化形成新的氧化层6，通过低压化学气相沉积的方法形成氮化硅保护膜14，通过等离子体增强化学气相沉积后形成氧化层15 ;然后经过氧化刻蚀、氮化硅刻蚀、光阻去除、接触氧化刻蚀之后，在接触氧化刻蚀区形成金属、硅的接触。10、经过一系列的金属沉积、金属刻蚀、光阻去除工艺之后，开始进行P型衬底I腐蚀，当KOH腐蚀液腐蚀到N型外延层2时，由于KOH腐蚀液对N型外延层2腐蚀速度极慢，几乎为零，使得腐蚀过程停止在N型外延层2上，实现自停止腐蚀，腐蚀出腐蚀腔17。由于传感器压力芯片的膜片的厚度决定了传感器的灵敏度，传感器压力芯片的膜片厚度越小，传感器灵敏度越高。由于采用自停止腐蚀技术，当腐蚀液腐蚀到N型外延层时，腐蚀自动停止，使N型外延层的厚度可精确控制，因而可 以通过减小N型外延层的厚度来减小传感器压力芯片的膜片的厚度H (如图1)，因此可以大大的提高传感器压力芯片的灵敏度。11、将制作好的芯片与硼硅玻璃基底16采用阳极键合技术键合在一起，中间形成真空的密封腔。最后划片，将晶圆分割成独立的芯片，即得到传感器压力芯片。权利要求1.一种硅传感器压カ芯片，包括硼硅玻璃基底、P型衬底、氧化层、压敏电阻、扩散电阻及氮化硅保护膜，所述P型衬底中设有腐蚀腔，其特征在于在所述P型衬底上生成有N型外延层，所述氧化层、压敏电阻、扩散电阻及氮化硅保护膜生成于所述N型外延层上。2.按照权利要求I所述的硅传感器压カ芯片，其特征在于所述N型外延层表面氧化、光刻、腐蚀后，在刻蚀区内注入磷元素形成覆盖所述压敏电阻的N型覆盖层。3.按照权利要求2所述的硅传感器压カ芯片，其特征在于所述N型覆盖层为轻掺杂的N型覆盖层。4.一种硅传感器压力芯片的自停止腐蚀エ艺，其特征在于包括以下步骤 A、在P型衬底上生长出N型外延层； B、经过高温氧化后在N型外延层上生长出氧化层，经过一系列的低压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、氧化、光刻、刻蚀、离子注入、扩散、氮化硅刻蚀、接触氧化刻蚀、金属沉积、金属刻蚀、光阻去除エ艺在N型外延层上生成扩散电阻、压敏电阻及氮化硅保护膜； C、浸入KOH腐蚀液进行P型衬底腐蚀，当KOH腐蚀液腐蚀到N型外延层时，腐蚀过程停止在N型外延层上，实现自停止腐蚀，形成腐蚀腔； D、将制作好的芯片与硼硅玻璃采用阳极键合技术键合在一起，最后划片分割成独立的芯片，即得到硅传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅传感器压力芯片，包括硼硅玻璃基底、P型衬底、氧化层、压敏电阻、扩散电阻及氮化硅保护膜，所述P型衬底中设有腐蚀腔，其特征在于：在所述P型衬底上生成有N型外延层，所述氧化层、压敏电阻、扩散电阻及氮化硅保护膜生成于所述N型外延层上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣惠，郝晓卿，
申请(专利权)人：无锡永阳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：