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公开(公告)号：CN110182753B
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN201910317690.6
申请日：2019-04-19
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种高灵敏度加速度传感器结构的制作方法,包括：提供衬底；于衬底的正面及背面形成钝化层；于衬底的正面形成释放窗口；形成深槽；形成内部刻蚀缓冲腔体；去除钝化层；于释放窗口的侧壁、内部刻蚀缓冲腔体的侧壁及内部刻蚀缓冲腔体的上下表面形成低应力多晶硅层；于低应力多晶硅层表面形成氧化硅钝化层；于衬底正面进行硼离子注入；于衬底的背面形成沟槽；去除位于内部刻蚀缓冲腔体底部的氧化硅钝化层，并将进行高温退火形成压敏电阻；于衬底的正面制作引线孔、金属引线及焊盘；提供键合衬底，将键合衬底键合于所述衬底的背面；释放悬臂梁及质量块。本发明可以避免对悬臂梁过刻蚀，从而可以确保任意尺寸悬臂梁的厚度的可控性及均匀性。
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公开(公告)号：CN106969874B
公开(公告)日：2019-09-13
申请号：CN201610023873.3
申请日：2016-01-14
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01L13/00
Abstract: 本发明提供一种力敏薄膜厚度精确可控的差压传感结构及其制备方法，包括：单晶硅基片；压力参考腔体；位于压力参考腔体上的多晶硅力敏感薄膜、位于多晶硅力敏感薄膜上表面的单晶硅应力集中结构、位于单晶硅应力集中结构上表面的压敏电阻；过孔，穿过单晶硅基片的背面与压力参考腔体相通。本发明采用体硅下薄膜工艺制作，多晶硅力敏感薄膜被沉积在体硅加工后的单晶硅层下表面且薄膜厚度精确可控，单晶硅层与多晶硅力敏感薄膜之间夹着一层氧化硅层；通过干法自停止刻蚀单晶硅层形成单晶硅应力集中结构，最后去除氧化硅层暴露出多晶硅力敏感薄膜。本发明大大提高了高灵敏度压力传感器敏感薄膜结构加工的一致性和高成品率，适合大批量生产。
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公开(公告)号：CN106053881B
公开(公告)日：2019-03-01
申请号：CN201610703474.1
申请日：2016-08-22
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01P15/08
Abstract: 本发明提供一种单芯片硅集成三轴高频宽高冲击加速度计及其制作方法。通过使用一对质量块、第一直拉直压梁、第二直拉直压梁、第一连接板及第二连接板的组合作为Z轴微机械敏感结构单元，将垂直表面Z轴加速度引起的结构形变转化为易于检测的表面内直拉直压梁的拉压，解决了目前垂直表面Z轴加速计不能同时获得高灵敏度及高谐振频率这一问题。综合考虑晶向对各向异性腐蚀、压阻系数等影响，优化结构布局，实现了小芯片上三轴高频宽高冲击加速度计的集成。提供了一套可靠的制作方法，使加速度计同时具备工艺简单、制造成本低廉、芯片尺寸小、结构强度高、适于批量生产等优势。
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公开(公告)号：CN105067471B
公开(公告)日：2017-12-29
申请号：CN201510443118.6
申请日：2015-07-24
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01N5/00
Abstract: 本发明提供一种微悬臂谐振结构传感器的制造方法，包括如下步骤：提供一衬底，所述衬底中形成有微悬臂结构；所述微悬臂结构的微悬臂梁表面形成有亲水层；在所述微悬臂梁的敏感区域表面形成一保护层；在所述衬底表面形成疏水分子层；去除所述保护层，露出其下的亲水层；在去除所述保护层的过程中，所述保护层表面的疏水分子层也被去除，其余部分的疏水分子层不受影响；在所述衬底表面涂覆敏感材料，由于所述疏水分子层的存在，所述敏感材料集中于所述敏感区域。本发明通过疏水或双疏的分子层将器件表面封闭，仅悬臂谐振结构敏感区域露出下方的亲水表面，从而使敏感材料固定在悬臂谐振结构的该区域上，使敏感材料的固定实现批量化。
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公开(公告)号：CN103185612B
公开(公告)日：2016-09-14
申请号：CN201110443973.9
申请日：2011-12-27
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种适于表面贴装封装的单硅片微流量传感器及其制备方法，所述单硅片微流量传感器包括一单晶硅基片、二压力传感器和具有出/入通口的微流体沟道，本发明采用单硅片单面体硅微机械加工方法，在单晶硅基片内部制作所述微流体沟道、取压通道和压力传感器的参考压力腔体，并将所述二压力传感器和微流体沟道出/入通口巧妙地集成在同一单晶硅基片的同一面上，结构简单。本发明既避免了不同键合材料间热匹配失调所导致的残余应力和压力传感器的压力敏感薄膜厚度不均的问题，又适于利用表面贴装封装技术实现单硅片微流量传感器裸片与微流体系统的集成，具有制备成本低、封装方便、灵敏度高、稳定性好等特点，适合大批量生产。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104445044B
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201410723421.7
申请日：2014-12-03
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种偏离（111）硅片解理晶向的高强度悬臂梁结构及制作方法，所述悬臂梁结构包括：（111）单晶硅片；至少一根悬臂梁，悬臂梁沿特定的晶向分布于（111）单晶硅片上，使得悬臂梁的横截面偏离（111）单晶硅片的解理面。本发明解决了以往单晶硅悬臂梁抗冲击强度难以进一步提高的瓶颈问题。可广泛应用于高量程的惯性传感器研制，具有工艺简单且兼容性强、制作成本低、适合大批量生产的特点，在工业自动化控制、生物医疗和军事领域具有很大的应用前景。
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公开(公告)号：CN104793015A
公开(公告)日：2015-07-22
申请号：CN201510056072.2
申请日：2015-02-03
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种加速度计内嵌压力传感器的单硅片复合传感器结构及方法，所述复合传感器结构包括一块单晶硅基片和均集成在单晶硅基片上的加速度传感器及压力传感器；加速度传感器与压力传感器集成于单晶硅基片的同一表面，且压力传感器悬浮在加速度传感器的质量块的中心位置，压力参考腔体直接埋在质量块内部。本发明的加速度和压力复合传感器大大降低了芯片尺寸，减少了制作成本，且与IC工艺兼容可实现大批量制作；同时，将所述压力传感器直接悬浮在质量块的中心位置，即最大程度地缩小了芯片尺寸，又有效地消除了加速度传感器与压力传感器之间检测信号的相互串扰，大大提高了复合传感器的检测精度。
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公开(公告)号：CN104316725A
公开(公告)日：2015-01-28
申请号：CN201410638056.X
申请日：2014-11-13
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01P15/12
Abstract: 本发明提供一种基于（111）单晶硅片的高谐振频率高冲击加速度计及制作方法，所述加速度计包括（111）单晶硅基底和集成于单晶硅基底一面的固支板、微梁与力敏电阻。该单晶硅基底上所有功能部件均位于所述单晶硅基底的一面，所述单晶硅基底的另一面不参与工艺制作，加工后的芯片具有尺寸小、工艺简单、成本低的特点，适合大批量生产。同时，所述加速度计实现了高g值、高频响、高带宽的测量要求，大大改善了加速度计的动态测量特性。
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公开(公告)号：CN104236766A
公开(公告)日：2014-12-24
申请号：CN201310234503.0
申请日：2013-06-13
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种封装应力与温漂自补偿的双悬浮式力敏传感器芯片及制备方法。所述芯片至少包括：形成在单晶硅基片一表面的两个同结构同尺寸的悬臂梁，每一悬臂梁表面开设有参考压力腔体，每一参考压力腔体表面覆盖有单晶硅压力敏感薄膜，且在每一单晶硅压力敏感薄膜表面形成有多个电阻，各电阻连接成惠斯顿全桥检测电路；此外，在临近每一悬臂梁与单晶硅基片的连接处形成有应力释放凹槽，以释放封装应力；再有，两参考压力腔体中的一者通过压力释放通道连通导压孔以便该个参考压力腔体与外界大气相通。本发明的传感器能实现对封装应力与零点温漂的自补偿，提高了传感器的检测稳定性和封装环境适应可靠性；具有芯片尺寸小、成本低、适于大批量生产等特点。
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公开(公告)号：CN103674355A
公开(公告)日：2014-03-26
申请号：CN201210333367.6
申请日：2012-09-11
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种消除封装应力的悬浮式力敏传感器芯片及其制作方法。该芯片包括一块单晶硅基片和均集成在该单晶硅基片上的悬臂梁和压力传感器；采用单硅片单面微加工方法把悬臂梁和传感器集成在该单晶硅基片的同一表面，其中，压力传感器集成在悬臂梁结构上，参考压力腔体直接嵌入在悬臂梁内部。这种悬浮式力敏传感器芯片结构充分依靠悬臂梁尾端活动自由结构的力学特性，使悬臂梁上的压力传感器能有效抑制芯片外部封装应力给力敏传感器检测性能带来的不利影响，实现了力敏传感器对不同材料封装基板的友好封装，提高了传感器的检测稳定性和封装环境适应可靠性。本发明构思新颖、结构简单且封装成本低，具有芯片尺寸小、成本低，满足大批量生产要求。
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