[发明专利]一种微型变刚度悬臂梁结构、制备方法及传感器

权利要求书

1.一种微型变刚度悬臂梁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供一双埋层SOI基底；

S2、在所述双埋层SOI基底上形成第一光刻胶层，对所述第一光刻胶层进行光刻；

S3、将所述第一光刻胶层作为保护层，对所述双埋层SOI基底进行刻蚀以制备出前端悬臂梁结构，并去除所述第一光刻胶层；

S4、提供一硅片，将所述硅片与所述前端悬臂梁结构键合；

S5、将所述双埋层SOI基底的底部减薄至所述前端悬臂梁结构下方的氧化硅层；

S6、在所述硅片上制备第一氮化硅层，在所述前端悬臂梁结构下方的氧化硅层背面制备第二氮化硅层；

S7、在所述第一氮化硅层上形成第二光刻胶层，对所述第二光刻胶层进行光刻；

S8、将所述第二光刻胶层作为保护层，将所述第一氮化硅层和硅片腐蚀至所述双埋层SOI基底顶部的氧化硅层以制备出后端悬臂梁结构和悬臂梁支撑结构，并去除所述第二光刻胶层；所述后端悬臂梁结构的刚度高于所述前端悬臂梁结构的刚度，所述后端悬臂梁结构的厚度大于所述前端悬臂梁结构的厚度；

S9、去除掉所述前端悬臂梁结构下方的氧化硅层、所述后端悬臂梁结构上方的氧化硅层和所述硅片上剩余的氮化硅层，完成悬臂梁的释放，形成完整悬臂梁结构；

S10、在所述完整悬臂梁结构上沉积金属反射层。

2.如权利要求1所述的微型变刚度悬臂梁的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

通过调节所述前端悬臂梁结构的长度、厚度和宽度调节所述前端悬臂梁结构的刚度，通过调节所述后端悬臂梁结构的长度、厚度和宽度调节所述后端悬臂梁结构的刚度，以调节所述完整悬臂梁结构的动态检测范围和灵敏度。

3.如权利要求1所述的微型变刚度悬臂梁的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，通过键合胶将所述硅片与所述前端悬臂梁结构键合。

4.如权利要求1所述的微型变刚度悬臂梁的制备方法，其特征在于，步骤S6中，通过低压力化学气相沉积法在所述硅片上和所述前端悬臂梁结构下方的氧化硅层背面制备氮化硅层。

5.如权利要求1所述的微型变刚度悬臂梁的制备方法，其特征在于，步骤S8中，将所述第二光刻胶层作为保护层，通过KOH溶液或TMAH溶液将所述硅片上的氮化硅层和硅片腐蚀至所述双埋层SOI基底的第二氧化硅层以制备出后端悬臂梁结构和悬臂梁支撑结构。

6.如权利要求1所述的微型变刚度悬臂梁的制备方法，其特征在于，步骤S9中，通过化学腐蚀的方式去除掉所述前端悬臂梁结构下方的氧化硅层、所述后端悬臂梁结构上方的氧化硅层和所述硅片上剩余的氮化硅层。

7.如权利要求1所述的微型变刚度悬臂梁的制备方法，其特征在于，所述双埋层SOI基底包括从上之下依次堆叠的第一氧化硅层、第一单晶硅层、第二氧化硅层、第二单晶硅层、第三氧化硅层和第三单晶硅层。

8.如权利要求1所述的微型变刚度悬臂梁的制备方法，其特征在于，所述硅片的晶向为100。

9.一种微型变刚度悬臂梁结构，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的微型变刚度悬臂梁的制备方法制备得到。

10.一种传感器，包括激光器和激光位移传感器，其特征在于，还包括如权利要求9所述的微型变刚度悬臂梁结构，所述激光器用于向所述前端悬臂梁结构或后端悬臂梁结构发射激光，所述激光位移传感器用于接收所述前端悬臂梁结构或后端悬臂梁结构反射的激光。