[发明专利]基于SOI片器件层硅阳极键合的电容式温度、湿度和气压传感器集成制造方法

摘要

本发明公开了一种基于SOI片器件层硅阳极键合的电容式温度、湿度和气压传感器集成制造方法，所述制造方法利用分步深硅刻蚀技术和SOI片器件层硅与玻璃阳极键合技术相结合，可同时制备集成传感器所需的薄膜结构、电极间隙极小的平板大电容结构和密封腔体结构，其特征在于实现了全电容敏感的温度、湿度和气压传感器的集成制造，即实现了低功耗集成多传感器结构。本发明可实现温度、湿度和气压传感器的片上集成，传感器集成结构的面积大大减小、互联线长度降低系统可靠性得以提高。

主权项

基于SOI片器件层硅阳极键合的电容式温度、湿度和气压传感器集成制造方法，其特征在于：该方法基于SOI片器件层硅以及玻璃衬底(6)实现，所述SOI片器件层硅由从上至下依次设置的衬底硅(1)、氧化埋层(2)、器件层硅(3)组成；利用分步深硅刻蚀技术和SOI片器件层硅与玻璃阳极键合技术相结合，同时制备薄膜结构、平板大电容结构和密封腔体结构，最终形成湿度传感器、气压传感器和温度传感器集成结构；该方法包括如下步骤：步骤1)，干法刻蚀所述器件层硅(3)，控制刻蚀深度分别得到气压传感器和温度传感器的硅薄膜结构(31)；采用离子注入技术降低所述器件层硅(3)的电阻率，生成介质层并刻蚀图形，得到湿度传感器、温度传感器和气压传感器的介电应变层(4)；采用干法刻蚀刻穿器件层硅(3)得到湿度传感器的梳齿电容结构和温度传感器的悬臂梁结构，同时得到湿度传感器、气压传感器和温度传感器相互电隔离的槽(32)；步骤2)，在所述温度传感器的介电应变层(4)表面淀积并腐蚀图形，得到温度传感器的感温金属层(5)；步骤3)，在所述玻璃衬底(6)上淀积金属层并腐蚀图形得到湿度传感器、气压传感器和温度传感器的电极(7)；在所述湿度传感器的电极(7)表面涂敷湿敏材料并腐蚀图形得到湿度传感器的感湿层(8)；再在所述湿度传感器的感湿层(8)的表面淀积金属层并腐蚀图形得到湿度传感器的上电极(9)；步骤4)，将所述SOI片器件层硅(3)与所述玻璃衬底(6)进行阳极键合得到密封键合面(10)，并形成气压传感器密封腔体；步骤5)，腐蚀所述SOI片衬底硅(1)和SOI片氧化埋层(2)释放结构，得到最终的湿度传感器(11)、气压传感器(12)以及温度传感器(13)。