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CN108401558B - 一种零点可调高冲击传感器芯片及其制作方法 - Google Patents

一种零点可调高冲击传感器芯片及其制作方法 Download PDF

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CN108401558B
CN108401558B CN201218007731.0A CN201218007731A CN108401558B CN 108401558 B CN108401558 B CN 108401558B CN 201218007731 A CN201218007731 A CN 201218007731A CN 108401558 B CN108401558 B CN 108401558B
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张振海
李科杰
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Beijing Institute of Technology BIT
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Abstract

本发明涉及一种零点可调高冲击传感器芯片及其制作方法,属于武器装备测试技术领域。利用表面硅加工工艺,在芯片上加工若干组调零排阻和互连线电路,调零排阻和桥臂电阻串联或并联,实现电桥的零点输出的调节。并且每组内的调零排阻之间通过金丝形成电气互连,金丝在压阻条之间键合,根据需要勾断其中的一部分来控制接入桥路的排阻数量,以控制串入或并入补偿的总体阻值,所需的勾断数量由零点输出的不平衡桥压决定。本发明的芯片级调零,减除了设计和配置外围电路的需要,降低了压阻式高冲击传感器电桥平衡电路的复杂性,节省了大量装配空间,易于加工,操作便捷,大大提高了高冲击传感器的实用性。

Description

一种零点可调高冲击传感器芯片及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种零点可调高冲击传感器芯片及其制作方法,属于武器装备测试技术领域。
背景技术
随着高新技术的快速发展及其在军事领域的广泛应用,利用精确制导武器对战场内重要军事目标、经济目标和其它具有战略潜力的目标进行重点打击和破坏,是高技术局部战争的一大特点。由于钻地爆炸对目标的冲击破坏效应巨大,因此大力发展各种硬目标侵彻武器,特别是深钻地武器,是提高武器威力的重要技术之一。硬目标侵彻武器钻地试验研究中,了解弹体与目标相互作用过程冲击动力特性,对于武器弹药的研制具有十分重要的意义,因此侵彻过程中目标结构动态响应参数和弹体结构动态响应参数的测量非常重要,它能为钻地武器侵彻机理、钻地武器侵彻性能、侵彻弹药设计以及防护结构、防护材料等方面的研究提供重要的数据。抗高过载的高冲击加速度传感器是实现这些动态参数测试的最为关键的环节之一。
目前,现有技术中实现高冲击加速度测量的高冲击加速度传感器有压电式和压阻式两种。图1为外接引线式高冲击加速度传感器主要形式。
采用上述单螺纹安装结构的单轴高冲击加速度传感器的缺点是:
1.这种单螺纹安装结构的单轴加速度传感器体积很大,轴向的高度大,如图1(a)所示,不利于武器装备的微型化、集成化和智能化发展的要求。
2.单螺纹安装结构的单轴加速度传感器安装时,外引线与随螺纹一起旋转,与其它结构容易造成干涉,不易安装,如图1(b)所示。上述单轴高冲击传感器均无法在芯片上调节零点。
发明内容
本发明的目的是为解决现有的传感器敏感芯片都是外接调零电路调节电桥的平衡,不能在加速度传感器芯片上调零的缺点,提出一种零点可调高冲击传感器芯片及其制作方法,在芯片上扩展了调零功能。
本发明的零点可调高冲击传感器芯片及其制作方法,利用表面硅加工工艺,在芯片上加工若干组调零排阻和互连线电路,调零排阻和桥臂电阻串联或并联,实现电桥的零点输出的调节。并且每组内的调零排阻之间通过金丝形成电气互连,金丝在压阻条之间键合,根据需要勾断其中的一部分来控制接入桥路的排阻数量,以控制串入或并入补偿的总体阻值,所需的勾断数量由零点输出的不平衡桥压决定。
一种零点可调高冲击传感器芯片,包括硅框架、敏感膜片、质量块、四个压阻力敏电阻、串联补偿排阻、并联补偿排阻、串联粗调排阻、互连线、金丝阵列。
传感器芯片沿对称轴的截面为E型膜岛结构,通过硅微机械加工技术和集成电路平面技术,在一个方形体单晶硅材料上整体加工而成。硅框架为具有一定宽度与厚度的正方形单晶硅边框;质量块为中心对称的立体结构,位于硅框架内部中心,与硅框架形成“回”字形凹槽,其厚度小于硅框架的厚度;敏感膜片位于硅框架与质量块之间,小于质量块的厚度;四个压阻力敏电阻阻值相等,位于敏感膜片上表面的一条对称轴线与“回”字形凹槽外槽边沿及内槽边沿的四个交点处。
四个压阻力敏电阻的长度方向与“回”字形凹槽所在的外槽边沿和内槽边沿平行或者垂直。四个压阻力敏电阻中心所在的对称轴线为所在单轴传感器芯片压阻系数最大的晶向。
所述的串联补偿排阻、并联补偿排阻、串联粗调排阻布设于芯片上表面,位于硅框架上。串联粗调排阻包括4个长宽、间距相同的电阻条,串联补偿排阻、并联补偿排阻分别包括8个长宽、间距相同的电阻条;三组排阻均为先通过互连线并联成一组,再和压阻力敏电阻串联或并联,实现和压阻力敏电阻值补偿,达到电桥平衡。串联粗调排阻的可调阻值范围大于串联补偿排阻和并联补偿排阻。
互连线布设于单轴传感器芯片上表面,由真空蒸金工艺加工而成,将金丝和四个压阻力敏电阻连接成惠斯通电桥电路。
金丝连接在排阻之间或者排阻和互连线之间,多根金丝组成金丝阵列,包括控制排阻通断的金丝,以及将电阻并联连接成阻排的金丝。若手工勾断排阻之间的金丝,使并联联接的电阻数量减少,排阻阻值增加,则增加了串联补偿功能的排阻阻值,减少了并联补偿的排阻阻值;若桥臂已平衡,不用补偿调零,则勾断排阻和互连线之间连接的金丝,使得整条排阻不与桥路串联或并联。
本发明所述的零点可调高冲击传感器芯片的制作工艺为:
步骤1,选用(100)晶片N型双面抛光的单晶硅片,并对硅片进行化学清洗;
步骤2,在硅片两面生长一定厚度的二氧化硅层,用于掩蔽浓硼扩散和背面制作光刻图形;
步骤3,双面光刻制作电阻端头、电阻引出的低阻埋线和连线、压焊衬垫区,芯片背面制作出膜岛结构(采用湿法或者干法);湿法工艺制作出的芯片,背面上的质量块、硅框架与敏感膜片之间夹角为自腐蚀停止角,干法工艺制作出的则为90°夹角;
步骤4,浓硼预沉淀和主扩散加工出浓硼区;
步骤5,二次光刻,单面刻蚀出淡硼电阻扩散区,淡硼预沉淀和淡硼主扩散,最终形成电阻;
步骤6,三次光刻,刻蚀出惠斯通电桥的内引线连接点;
步骤7,真空蒸金,实现硅与金属引线间的欧姆接触;
步骤8,DRIE刻蚀出沟槽区,形成E型力敏结构的膜岛区;
步骤9,用砂轮划片机将芯片划成n×n的单元。
本发明所述的零点可调高冲击传感器芯片的调零过程为:
步骤1,通过探针台测量出四个压阻力敏电阻的阻值大小;
步骤2,通过探测台测量出串联补偿排阻、并联补偿排阻、串联粗调排阻的每一单个电阻的大小;
步骤3,测量得到芯片零点偏移量的大小,结合步骤1和步骤2的电阻值,计算出串联补偿排阻、并联补偿排阻、串联粗调排阻接入电桥电路排阻的个数;
步骤4,勾断相应排阻的金丝,使得剩余接入电路的电阻数满足步骤3得到的个数;
步骤5,用测试仪器进行电桥电路检测,若满足条件,则同一批次的芯片按相同步骤进行芯片级零点快速调整。若不满足条件,重复步骤3和步骤5,直到满足芯片精度。
有益效果
本发明的芯片级调零,减除了设计和配置外围电路的需要,降低了压阻式高冲击传感器电桥平衡电路的复杂性,节省了大量装配空间,易于加工,操作便捷,大大提高了高冲击传感器的实用性。本发明的制作方法是高冲击MEMS加速度传感器工程化方法,符合高冲击传感器重量轻、体积小、抗冲击性强的要求,充分利用结构本身“硬调零”的方法大大提高高冲击传感器的精度,对于军用传感器的研制方面具有十分重要的意义和应用前景。
附图说明
图1为单螺纹安装结构的单轴加速度传感器;其中,(a)为单轴压阻式高冲击MEMS加速度传感器,(b)为单轴压电式高冲击加速度传感器;
图2为本发明的零点可调高冲击传感器芯片结构示意图;
图3为本发明的零点可调高冲击传感器芯片制作工艺流程图;
图4为本发明的零点可调高冲击传感器芯片背面结构示意图;图4(a)为湿法刻蚀加工而成,图4(b)为干法刻蚀加工而成;
图5(a)为本发明的零点可调高冲击传感器芯片俯视图;图5(b)为本发明的零点可调高冲击传感器芯片A-A结构剖视图;图5(c)为本发明的零点可调高冲击传感器芯片B-B结构剖视图;
图6为具体实施方式中单晶硅(100)晶面的压阻系数曲线;
图7为具体实施方式中加速度检测的压阻力敏电阻全桥电路;
图8为具体实施方式中敏感芯片的加速度检测受力示意图;
图9为具体实施方式中高冲击试验典型试验数据曲线。
标号说明
1a-电路a点对应焊盘,1b-电路b点对应焊盘,1c-电路c点对应焊盘,1d-电路d点对应焊盘,1e-电路e点对应焊盘,2-互连线,3a-R1串联补偿排阻Rx1,3b-R3串联补偿排阻Rx2,4a-Rx1排阻公共端互连线,4b-Rx2排阻公共端互连线,5a-串联补偿排阻Rx1金丝阵列,5b-串联补偿排阻Rx2金丝阵列,6R1-第一压阻力敏电阻,6R2-第二压阻力敏电阻,6R3-第三压阻力敏电阻,6R4-第四压阻力敏电阻,7a-R4并联补偿排阻Rp2,7b-R2并联补偿排阻Rp1,8a-并联补偿排阻Rp2公共端互连线,8b-并联补偿排阻Rp1公共端互连线,9a-并联补偿排阻Rp2金丝阵列,9b-并联补偿排阻Rp1金丝阵列,10a-排阻Rp2通断控制金丝,10b-排阻Rp1通断控制金丝,11a-串联粗调排阻Rs2,11b-串联粗调排阻Rs1,12a-粗调排阻Rs2金丝阵列,12b-粗调排阻Rs1金丝阵列,13a-粗调排阻Rs2通断控制金丝,13b-粗调排阻Rs1通断控制金丝,14a-粗调排阻Rs2金丝阵列起始端,14b-粗调排阻Rs2金丝阵列起始端,15-淡硼扩散电阻,16-方块阻值测试焊盘,17-硅框架,18-敏感膜片,19-质量块,20-外槽边沿,21-内槽边沿,22-质量块自腐蚀停止面,23-硅框架自腐蚀停止面。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点,下面结合附图和实施例来对本发明内容作进一步说明。
如图2所示,本发明的零点可调高冲击传感器芯片,包括和桥路a,b,c,d,e电位点对应的焊盘1a,1b,1c,1d,1e,互连线2,串联补偿排阻3a,3b,串联补偿排阻公共端互连线4a,4b,串联补偿排阻金丝阵列5a,5b,压阻力敏电阻R1,R2,R3,R4,并联补偿排阻7a,7b,并联排阻公共端互连线8a,8b,并联排阻金丝阵列9a,9b,排阻通断控制金丝10a,10b,串联粗调排阻11a,11b,粗调排阻金丝阵列12a,12b,粗调排阻通断控制金丝13a,13b,淡硼扩散电阻15,方块阻值测试焊盘16,硅框架17,敏感膜片18,质量块19。开口互连线2将压阻力敏电阻R1,R2,R3,R4和焊盘1a,1b,1c,1d,1e互连,组成惠斯通电桥,设计成开口电桥,可以精确测量各臂阻值,方便补偿零点温漂和灵敏度温漂,可以用并联或串联电阻法调节电桥平衡。
电气连接关系为:串联补偿排阻3a通过公共端互连线4a和压阻力敏电阻R1串联,串联补偿排阻3b通过公共端互连线4b和压阻力敏电阻R3串联,并联补偿排阻7a通过公共端互连线8a和通断控制金丝10a与压阻力敏电阻R4并联,并联补偿排阻7b通过公共端互连线8b和通断控制金丝10b与压阻力敏电阻R2并联,串联微调排阻11a通过公共端互联线和通断控制金丝14a和R4串联,串联微调排阻11b通过公共端互联线和通断控制金丝14b和R2串联。
串联补偿排阻3a,3b根据阻值确定所需的电阻数量,须从近端往远端勾断金丝阵列5a,5b内的金丝数量来决定,不能逆向操作。
通断控制金丝10a和10b分别决定并联补偿排阻7a和7b是否接入桥路,通断控制金丝10a和10b初始状态为键合于排阻7a和7b的近端第一块电阻和互联线之间,连通了并联排阻,7a和7b分别和R2和R4并联,起到并联补偿的作用;当通过手工勾断10a和10b之后,则整排排阻7a和7b被去功能化。根据阻值确定的并联补偿排阻7a和7b所需的电阻数量,通过勾断并联补偿排阻金丝阵列9a和9b内金丝的数量来完成,其操作在可以任意位置。
串联微调排阻11a,11b,根据阻值确定所需的电阻数量,须从距离1b焊盘的远端往近端勾断金丝阵列12a,12b内的金丝数量来决定,不能逆向操作;并且需要勾断通断控制金丝13a,13b才能使串联微调排阻11a,11b接入惠斯通电桥。这和并联补偿通断控制金丝10a和10b的情况相反。
通过探针测试焊盘16,能够测试出淡硼扩散电阻15的浓度,从而测试出方块电阻率。
如图3所示,本发明的零点可调高冲击传感器芯片的制作工艺流程图,共使用三块掩膜,分为干法和湿法刻蚀两种工艺。选用(100)晶片N型双面抛光的单晶硅片,要求无位错、微区电阻率均匀性好,晶片尺寸为6英寸片,厚度300±20μm,片边缘有<100>晶向切边;DRIE刻蚀出沟槽区,刻蚀深度260μm;用砂轮划片机将芯片划成2.12×2.12mm的单元。
如图4所示,为单轴传感器芯片的背面视图,左边为干法刻蚀加工而成,右边为湿法刻蚀加工而成。芯片沿对称轴的截面为E型膜岛结构,包括硅框架17、敏感膜片18、质量块19。硅框架17为方形体单晶硅且具有一定宽度和厚度的正方形框;敏感膜片18位于硅框架17的中间、芯片的上表面;质量块19为中心对称的立体结构,位于敏感膜片18中心区域的下表面,与硅框架17之间形成“回”字形凹槽,其厚度小于硅框架17的厚度,大于敏感膜片18的厚度;若采用湿法刻蚀加工而成的芯片,回字形凹槽和敏感膜片连接部位形成一个带自腐蚀夹角的斜面,质量块19和敏感膜片18的连接面为质量块自腐蚀面22,硅框架17和敏感膜片18的连接面为硅框架自腐蚀面23。
单轴传感器芯片都通过微机械加工工艺和集成电路平面工艺,在一个方形体单晶硅材料上整体加工而成。单晶硅材料可以选择(100)晶面,也可以为(111)晶面,或者(110)晶面的单晶硅材料。所述质量块19为中心对称结构,其形状为正方体,也可以是四棱台、六棱台、八棱台、圆柱和圆台等。
如图5所示,焊盘1a,1b,1c,1d,1e、桥臂电阻R1,R2,R3,R4、串联补偿排阻Rx1,Rx2、并联补偿排阻Rp1,Rp2、串联粗调电阻Rs1,Rs2的位置关系图。R1和Rx1、1a、1e相连通,R2和Rp1、Rs2、1a、1b相连通,R3和Rx2、1c、1d相连通,R4和Rp2、Rs2、1b、1c相连通。
四个压阻力敏电阻(第一压阻力敏电阻6R1,第二压阻力敏电阻6R2,第三压阻力敏电阻6R3,第四压阻力敏电阻6R4)布设于正面硅基底上;四个压阻力敏电阻阻值相等,位于敏感膜片22上表面对称轴线与“回”字形凹槽对应在敏感膜片上表面的外槽边沿20和内槽边沿21的交点处,它们的长度方向与“回”字形凹槽的所在外槽边沿20和内槽边沿21平行或者垂直。四个压阻力敏电阻中心所在的对称轴线为对应单轴传感器芯片压阻系数最大的晶向。在具体实施过程中,压阻力敏电阻的长宽比可以选择为6∶1-12∶1,作为本发明的一种优选方案,长宽比可以选择为10∶1。起补偿功能的电阻条,宽度和间距相同,约为压阻力敏电阻宽度的2-6倍,长度不超过硅框架的宽度。串联粗调排阻RS1,RS2组内并联电阻数量约为串联补偿排阻Rx和并联补偿排阻Rp的一半,因此可调范围是Rx和Rp的二倍。图5(b)为沿A-A路径的结构剖视图,图5(c)为沿B-B路径的结构剖视图,从结构剖视图中,可以看出补偿排阻都位于硅框架上。
下面以单晶硅材料(100)晶面为例,说明三轴加速度工作原理。
如图6所示,单晶硅材料(100)晶面的压阻系数曲线,X轴向的晶向和[011]晶向压阻系数最大;Y轴向的晶向和晶向压阻系数最大,且上述四个晶向的压阻系数等值。
通过开口互连线2将四个压阻力敏电阻6R1、6R2、6R3和6R4构成的惠斯通全桥电路如图7所示,其中,6R1、6R2处于晶向上,6R3和6R4处于晶向上,压阻力敏电阻长度方向沿X轴方向,处于晶向上;R1和R3串联了补偿电阻Rx1和Rx3,R2并联补偿电阻RP1后再串联粗调电阻Rs1,R4同样地并联补偿电阻RP2后再串联粗调电阻Rs2;在其中一组对臂电桥节点上施加输入电压,通过检测另一组对臂电桥节点的电压变化达到加速度测量的目的。
当受到如图8所示Z轴向外界加速度作用时,质量块19受到惯性力作用在垂直于敏感膜片18方向上移动,敏感膜片17发生弹性形变,根据压阻效应原理,压阻力敏电阻6R1和6R4受到压应力作用,电阻减小,压阻力敏电阻6R2和6R3受到拉应力作用,电阻增加;而串联补偿电阻Rx1,Rx2,并联补偿电阻Rp1,Rp2,粗调电阻Rs1,Rs2,都位于硅框架上,应力变化很小,所以阻值变化也很小;四个压阻力敏电阻6R1、6R2、6R3和6R4构成惠斯通全桥电路输出电压反应加速度变化,从而达到加速度测量的目的。
由于本实施例采用下述技术方案,大大提高了传感器输出的灵敏度:
(1)由于压阻力敏电阻6R1、6R2、6R3和6R4布设在敏感膜片18的外槽边沿20和内槽边沿21,应力变化最大;
(2)压阻力敏电阻6R1、6R2、6R3和6R4所在的晶向是压阻系数最大的晶向;
(3)四个压阻力敏电阻6R1、6R2、6R3和6R4构成惠斯通全桥电路。
如图7所示,快速零点调整的过程实例如下:
假设排阻的单个电阻的阻值为R0,四个压阻力敏电阻的阻值R1、R2、R3、R4相同,Rx1、Rx2为串联补偿排阻,RP1、RP2为并联补偿电阻,Rs1、Rs2为串联粗调电阻:R1=R2=R3=R4=r
理论分析可知:桥臂最大可调阻值范围
(Rx1+R1)max=R0+r
设a、c两端供电Ui,d、e通过金丝相连,
设计阻值R1=R2=R3=R4=r
并且最初状态,Rp1和Rp2,Rs1和Rs2,Rx1和Rx2对应的连通金丝数量相同,Raec=2Rae,Rabc=2Rab,零点输出int(Uo)=0
因制造工艺不一致性和硅材料的温漂等导致阻值并不相同,为了方便分析,仅仅取相对变化量,假设R1变化Δr,R2,R3,R4依然相等,即将产生零点输出Uo′,
此时需测量Rae和Rec阻值,控制两桥臂连通金丝的数量,以尽量使得将Uo降至微小量,消除这一零点输出。例如假设初始连通金丝为8根,桥臂ae的阻值桥臂ec的阻值
Rae=Rec
设计阻值r=3R0,则n=2,桥臂ec上的串联排阻Rx2勾断六根金丝,仅保留两根金丝连通。
若Δr发生于R2或R4上,桥臂ab和bc的调节原理和上述相同。两臂的阻值各由两个调节排阻控制,调节范围更宽,两个调节排阻的阻值组合决定桥臂的阻值,所以方法不是唯一的,有多种方案进行零点调整。
以上所述的具体描述,对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例,用于解释本发明,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种零点可调高冲击传感器芯片,其特征在于:沿对称轴的截面为E型膜岛结构,通过硅微机械加工技术和集成电路平面技术,在一个方形体单晶硅材料上整体加工而成;具体包括硅框架、敏感膜片、质量块、四个压阻力敏电阻、串联补偿排阻、并联补偿排阻、串联粗调排阻、互连线、金丝阵列;
硅框架为正方形单晶硅边框;质量块为中心对称的立体结构,位于硅框架内部中心,与硅框架形成“回”字形凹槽,其厚度小于硅框架的厚度;敏感膜片位于硅框架与质量块之间,小于质量块的厚度;四个压阻力敏电阻阻值相等,位于敏感膜片上表面的一条对称轴线与“回”字形凹槽外槽边沿及内槽边沿的四个交点处;
所述的串联补偿排阻、并联补偿排阻、串联粗调排阻布设于传感器芯片上表面、硅框架上;串联粗调排阻包括4个长宽、间距相同的电阻条,串联补偿排阻、并联补偿排阻分别包括8个长宽、间距相同的电阻条;三组排阻的电阻条分别通过互连线并联成一组,然后串联粗调排阻、串联补偿排阻和压阻力敏电阻串联,并联补偿排阻和压阻力敏电阻并联;
互连线布设于传感器芯片上表面,由真空蒸金工艺加工而成,将金丝和四个压阻力敏电阻连接成惠斯通电桥电路;
金丝连接在排阻之间或者排阻和互连线之间,多根金丝组成金丝阵列。
2.根据权利要求1所述的一种零点可调高冲击传感器芯片,其特征在于:四个压阻力敏电阻的长度方向与“回”字形凹槽所在的外槽边沿和内槽边沿平行或者垂直;四个压阻力敏电阻中心所在的对称轴线为所在传感器芯片压阻系数最大的晶向。
3.根据权利要求1所述的一种零点可调高冲击传感器芯片,其特征在于:串联粗调排阻的可调阻值范围大于串联补偿排阻和并联补偿排阻。
4.根据权利要求1所述的一种零点可调高冲击传感器芯片,其特征在于:金丝阵列包括控制排阻通断的排阻和互连线之间的金丝、将电阻条并联连接成排阻的排阻之间的金丝;若勾断排阻之间的金丝,增加串联补偿排阻阻值,减少并联补偿排阻阻值;若勾断排阻和互连线之间连接的金丝,整条排阻不与桥路串联或并联。
5.根据权利要求1所述的一种零点可调高冲击传感器芯片,其特征在于:其调零方法包括如下步骤:
步骤1,通过探针台测量出四个压阻力敏电阻的阻值大小;
步骤2,通过探针台测量出串联补偿排阻、并联补偿排阻、串联粗调排阻每一单个电阻的大小;
步骤3,测量得到传感器芯片零点偏移量的大小,结合步骤1和步骤2的电阻值,计算出串联补偿排阻、并联补偿排阻、串联粗调排阻接入电桥电路排阻的个数;
步骤4,勾断相应排阻的金丝,使得剩余接入电桥电路的电阻数满足步骤3得到的个数;
步骤5,用测试仪器进行电桥电路检测,若满足条件,则同一批次的传感器芯片按相同步骤进行芯片级零点快速调整;若不满足条件,重复步骤3和步骤5,直到满足传感器芯片精度。
6.根据权利要求1所述的一种零点可调高冲击传感器芯片,其特征在于:具体制作方法如下:
步骤1,选用(100)晶片N型双面抛光的单晶硅片,用硫酸对硅片进行化学清洗;
步骤2,在硅片两面生长一定厚度的二氧化硅层,掩蔽浓硼扩散,背面制作光刻图形;
步骤3,双面光刻制作电阻端头、电阻引出的低阻埋线和连线、压焊衬垫区,传感器芯片背面制作出膜岛结构;
步骤4,浓硼预沉淀和主扩散加工出浓硼区;
步骤5,二次光刻,单面刻蚀出淡硼电阻扩散区,淡硼预沉淀和淡硼主扩散,形成电阻;
步骤6,三次光刻,刻蚀出惠斯通电桥的内引线连接点;
步骤7,真空蒸金,实现硅与金属引线间的欧姆接触;
步骤8,DRIE刻蚀出沟槽区,形成E型力敏结构的膜岛区;
步骤9,用砂轮划片机将传感器芯片划成n×n个单元。
7.根据权利要求6所述的一种零点可调高冲击传感器芯片,其特征在于:湿法工艺制作出的传感器芯片,背面上的质量块、硅框架与敏感膜片之间夹角为自腐蚀停止角,干法工艺制作出的则为90°夹角。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112197892A (zh) * 2020-10-14 2021-01-08 广州市智芯禾科技有限责任公司 一种具有调阻功能的压阻芯片及其调整方法
CN113483926A (zh) * 2021-07-15 2021-10-08 西安近代化学研究所 一种爆炸场mems压阻式压力传感器
CN114608730A (zh) * 2022-03-24 2022-06-10 天水天光半导体有限责任公司 一种硅圆膜压阻传感器、及其实现方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112197892A (zh) * 2020-10-14 2021-01-08 广州市智芯禾科技有限责任公司 一种具有调阻功能的压阻芯片及其调整方法
CN113483926A (zh) * 2021-07-15 2021-10-08 西安近代化学研究所 一种爆炸场mems压阻式压力传感器
CN113483926B (zh) * 2021-07-15 2022-09-23 西安近代化学研究所 一种爆炸场mems压阻式压力传感器
CN114608730A (zh) * 2022-03-24 2022-06-10 天水天光半导体有限责任公司 一种硅圆膜压阻传感器、及其实现方法
CN114608730B (zh) * 2022-03-24 2024-03-19 天水天光半导体有限责任公司 一种硅圆膜压阻传感器、及其实现方法

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