專利名稱：一種基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微硅器件加工的制備工藝領(lǐng)域，具體涉及一種基于鋁犧牲層工藝的懸 浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法。
背景技術(shù)：
微硅機(jī)電加工工藝是近年來隨著集成電路工藝發(fā)展起來的微機(jī)電系統(tǒng)MEMS主流 技術(shù)。微硅器件是采用微機(jī)電系統(tǒng)的微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的，它具有體積小、 重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和可實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。同 時，在微米量級的特征尺寸使得它可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能，這樣 微機(jī)電系統(tǒng)的微電子和微機(jī)械加工技術(shù)越來越成為微硅器件制備工藝的主要發(fā)展方向。使用微機(jī)電系統(tǒng)的微電子和微機(jī)械加工技術(shù)加工的微硅器件方法中，玻 璃-硅_玻璃三層式平板結(jié)構(gòu)是其加工的微機(jī)械傳感器的一種典型結(jié)構(gòu)，即在硅微機(jī)械器 件中通常含有一個感知加速度或力的懸浮質(zhì)量塊，這個微敏感懸浮質(zhì)量塊一般是從體硅上 刻蝕而出，限于我國現(xiàn)有的體硅加工工藝，在加工過程中由于懸浮質(zhì)量塊沒有或只有很小 的機(jī)械約束，微敏感懸浮質(zhì)量塊很容易在后續(xù)的清洗、加工過程中引起結(jié)構(gòu)畸變，或從硅腔 中進(jìn)出，造成器件特性劣化或破壞。解決此問題有兩種方法在設(shè)計(jì)過程中加大微敏感懸浮 結(jié)構(gòu)的機(jī)械約束和引入在加工結(jié)束后再將其去除的犧牲層。但是對于加大機(jī)械約束必然會 引起微機(jī)械傳感器性能的降低，同時由于玻璃-硅-玻璃三明治式結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間狹小、結(jié)構(gòu) 相對較封閉，目前針對該種結(jié)構(gòu)的犧牲層技術(shù)并不成熟，現(xiàn)在一些技術(shù)曾嘗試引入二氧化 硅犧牲層，但由于在去除犧牲層時對體硅有一定的損傷，大大增加了微硅器件的加工難度， 致使微機(jī)械傳感器普遍面臨著加工難度大、加工成本高、成品率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于鋁犧牲層工 藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備工藝，通過在加工過程中對玻璃-硅-玻璃三層式的懸浮微敏感 結(jié)構(gòu)引入犧牲層對微敏感懸浮質(zhì)量塊加以約束，采用鋁質(zhì)薄膜將懸浮微敏感結(jié)構(gòu)和體硅連 接在一起，以避免后續(xù)加工對懸浮結(jié)構(gòu)的影響，在完成后再用濕法刻蝕將犧牲層去除，最后 用清水和乙醇將刻蝕溶劑置換出，將微其烘干；本方法在不改變原有工藝流程的基礎(chǔ)上有 效保證了懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的完整性和可動性，無須加大機(jī)械約束就不會引起微機(jī)械傳感器 性能的降低，同時降低了工藝難度、提高了成品率，可廣泛使用于各種帶有懸浮可動敏感結(jié) 構(gòu)的硅微器件加工。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法，步驟如下步驟1 用緩沖氟氫酸BHF濕法分別在頂層玻璃1和底層玻璃2的表面上刻蝕出 一個以上的12(Tl60nm深的電極凹槽3，每個電極凹槽3的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽60， 且按照從左到右的順序，頂層玻璃1和底層玻璃2依次對應(yīng)的每對電極凹槽3的大小和縱向位置一致，這樣的每對電極凹槽3構(gòu)成了差動電動凹槽，然后在每個電極凹槽3內(nèi)濺射 17(T210nm厚的鈦金合金，形成一個以上的電極41，并且在每個電極41的外側(cè)面濺射出向 外延伸的引線42進(jìn)入對應(yīng)的電極凹槽3的引線槽60，每個引線42的寬度不小于30 μ m，相 鄰引線42之間的間隔不小于10 μ m，這樣就得到了帶有電極41的頂層玻璃1和帶有電極 41的底層玻璃2，且每對差動電極凹槽3內(nèi)的電極41及其引線42的數(shù)量、大小和位置也對 應(yīng)一致，該每對對應(yīng)一致的電極41及其引線42構(gòu)成一個差動電極4 ；步驟2 采用η型或ρ型、且電阻率為0.002、. 004 Ω · cm的晶向單晶硅片5，進(jìn) 行標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采用反應(yīng)離子刻蝕RIE或感應(yīng)耦合等離子體ICP干法在硅片5底表面進(jìn)行 刻蝕以形成一個以上的電極引線淺槽6，其深度為5 10 μ m，且按照從左到右的順序，硅片5 底表面的電極引線淺槽6能依次逐一容納底層玻璃2中對應(yīng)的電極凹槽3內(nèi)的引線42，而 各個相鄰的電極引線淺槽6之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面52 ；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì) 量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將硅片5清洗3-5分鐘以去除硅片5上的 有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用 該混合后的溶液將硅片5清洗3-5分鐘以去除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度 30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5 清洗3-5分鐘以去除硅片5上的金屬玷污；步驟3 接著對硅片5的底部表面以金屬濺射的方式制作出一個以上的鋁膜7作 為犧牲層，這樣就形成了帶有鋁膜7的硅片5，每個鋁膜7的厚度為50(Tl000nm，所有鋁膜 的位置在硅片5的底部表面且在預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51的邊緣的縱向投影內(nèi)；步驟4 用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將帶有鋁膜7的硅片 5清洗3-5分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜7的硅片5清洗3-5分鐘以去 除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例 1:1: 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜7的硅片5清洗3-5分鐘以去除硅片5上 的金屬玷污；然后進(jìn)行底層玻璃_硅靜電鍵合，即將帶有鋁膜7的硅片5和帶有電極41的 底層玻璃2接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片5的底表面的電極引線淺槽6依次 逐一和該底層玻璃2中對應(yīng)的電極凹槽3相對，隨后在350 450攝氏度下施加80(Tl500V 的直流電壓，硅片5連接直流電源正極，底層玻璃2連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓 25 30分鐘后鍵合完畢；步驟5 底層玻璃-硅靜電鍵合后，采用質(zhì)量濃度為25%的四甲基氫氧化氨TMAH 腐蝕液將該硅片5的厚度從其上端均勻腐蝕減薄至10(Γ150 μ m,再使用質(zhì)量濃度為25 %的 磷化液對該硅片5進(jìn)行拋光，拋光時間為3-6分鐘；步驟6 采用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)或感應(yīng)耦合等離子體(ICP)干法在該硅片5的上 表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上的電極引線淺槽6，其深度為5 10 μ m，且按照從左到右的順 序，硅片5上表面的電極引線淺槽6能依次逐一容納頂層玻璃1中對應(yīng)的電極凹槽3內(nèi)的 引線42，而各個相鄰的電極引線淺槽6之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面52 ；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗 是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將硅片5清洗3-5分鐘以去除 硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5 相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗3-5分鐘以去除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液 將硅片5清洗3-5分鐘以去除硅片5上的金屬玷污；步驟7 接著采用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法，分別沿著預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51 的邊緣及底層玻璃2的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽60的電極凹槽3的邊緣將該硅片5縱 向刻透且不穿透鋁膜7而形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和導(dǎo)通硅54，硅片的其它部分為體硅53，該 體硅53通過鋁膜7和懸浮敏感結(jié)構(gòu)51相連接，另外在體硅53的側(cè)面橫向刻透出溝槽8，這 樣形成了帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和導(dǎo)通硅54的底層玻璃_硅片組合片；步驟8 對該底層玻璃_硅片組合片先用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混 合的溶液清洗3-5分鐘以去除其上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純 水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗3-5 分鐘以去除其上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量 比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗3-5分鐘以去 除其上的金屬玷污；然后進(jìn)行頂層玻璃_硅靜電鍵合，即將該底層玻璃-硅片組合片和帶有 電極41的頂層玻璃1接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片5上表面的電極引線淺 槽6依次逐一和該頂層玻璃1中對應(yīng)的電極凹槽3相對，隨后在350 450攝氏度下施加 80(T1500V的直流電壓，體硅53連接直流電源正極，頂層玻璃1連接直流電源的負(fù)極，接通 該直流電壓25 30分鐘后鍵合完畢得到三層式組合片；步驟9 將該三層式組合片浸入鋁刻蝕劑中，加以超聲波清洗2(Γ30分鐘，去除掉 作為犧牲層的鋁膜7，該鋁刻蝕劑由質(zhì)量質(zhì)量濃度為85%的磷酸、質(zhì)量濃度為70%的硝酸、 乙酸以及水分別按照體積百分比1(T30%、0. 5H5 10%以及6(Γ80%的比例混合配比 而成；步驟10 隨即將該三層式組合片從鋁刻蝕劑中取出，在超聲波環(huán)境中將其用清水 清洗2(Γ30分鐘，置換出成懸浮敏感結(jié)構(gòu)51、導(dǎo)通硅54以及體硅53結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘留的反應(yīng)物 及鋁刻蝕劑，再在超聲波環(huán)境中將其用乙醇清洗1(Γ30分鐘置換出清水，這樣就完成了基 于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備。通過該方法在底層玻璃-硅靜電鍵合后，在硅片5上加工出懸浮敏感結(jié)構(gòu)51之 前，引入作為犧牲層的鋁膜7就能將后續(xù)加工出來的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和體硅53連在一起， 一方面防止在刻蝕過程中懸浮敏感結(jié)構(gòu)51脫落，另一方面在進(jìn)行頂層玻璃-硅靜電鍵合過 程中提供一個和鍵合產(chǎn)生的靜電力方向相反的彈性力，使懸浮敏感結(jié)構(gòu)51在鍵合過程中 不被吸在頂層玻璃1上。加上最后用鋁刻蝕劑可輕易去除作為犧牲層的鋁膜7。另外鋁刻 蝕劑中的硝酸將鋁氧化成三氧化二鋁，然后磷酸將其溶解成磷酸鹽，乙酸主要用于降低腐 蝕液表面張力，增大鋁膜表面和腐蝕液的浸潤，提高腐蝕的均勻性，起到緩沖作用，本方案 在不改變原有工藝流程的基礎(chǔ)上有效保證了懸浮微敏感結(jié)構(gòu)51的完整性和可動性，無須 加大機(jī)械約束就不會引起微機(jī)械傳感器性能的降低，同時降低了工藝難度、提高了成品率， 可廣泛使用于各種帶有懸浮可動敏感結(jié)構(gòu)的硅微器件加工。


圖1是本發(fā)明步驟1中的頂層玻璃和底層玻璃的狀態(tài)示意圖。圖2是本發(fā)明步驟1中的頂層玻璃的一個電極凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明步驟1中的底層玻璃的一個電極凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明步驟3中的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明步驟7中的形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)的狀態(tài)示意圖。圖6是本發(fā)明步驟7中的帶有鋁膜的局部仰視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明步驟7中的帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明完成了基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。實(shí)施例1 本實(shí)施例的基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法，步驟如下步驟1 用緩沖氟氫酸BHF濕法分別在頂層玻璃1和底層玻璃2的表面上刻蝕出三 個120nm深的電極凹槽3，每個電極凹槽3的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽60，且按照從左到 右的順序，頂層玻璃1和底層玻璃2依次對應(yīng)的每對電極凹槽3的大小和縱向位置一致，這 樣的每對電極凹槽3構(gòu)成了差動電動凹槽，然后在每個電極凹槽3內(nèi)濺射170nm厚的鈦金 合金，形成四個電極41，并且在每個電極41的外側(cè)面濺射出向外延伸的引線42進(jìn)入對應(yīng)的 電極凹槽3的引線槽60，每個引線42的寬度為35 μ m，相鄰引線42之間的間隔為15 μ m，這 樣就得到了帶有電極41的頂層玻璃1和帶有電極41的底層玻璃2，且每對差動電極凹槽3 內(nèi)的電極41及其引線42的數(shù)量、大小和位置也對應(yīng)一致，該每對對應(yīng)一致的電極41及其 引線42構(gòu)成一個差動電極4如圖1、圖2和圖3所示；步驟2 采用η型且電阻率為0. 002 Ω · cm的晶向單晶硅片5，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后， 采用反應(yīng)離子刻蝕RIE法在硅片5底表面進(jìn)行刻蝕以形成三個電極引線淺槽6，其深度為 5 μ m，且按照從左到右的順序，硅片5底表面的電極引線淺槽6能依次逐一容納底層玻璃2 中對應(yīng)的電極凹槽3內(nèi)的引線42，而各個相鄰的電極引線淺槽6之間的突起平面構(gòu)成了鍵 合臺面52 ；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將硅 片5清洗3分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗3分鐘以去除硅片5上的 非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混 合，用該混合后的溶液將硅片5清洗3分鐘以去除硅片5上的金屬玷污；步驟3 接著對硅片5的底部表面以金屬濺射的方式制作出四個鋁膜7作為犧牲 層，這樣就形成了帶有鋁膜7的硅片5，每個鋁膜7的厚度為500nm，所有鋁膜的位置在硅片 5的底部表面且在預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51的邊緣的縱向投影內(nèi)如圖4所示；步驟4 用質(zhì)量為80 %的純硫酸和20 %雙氧水相混合的溶液將帶有鋁膜7的硅片 5清洗3分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜7的硅片5清洗3分鐘以去 除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例 1:1: 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜7的硅片5清洗3分鐘以去除硅片5上的 金屬玷污；然后進(jìn)行底層玻璃_硅靜電鍵合，即將帶有鋁膜7的硅片5和帶有電極41的底 層玻璃2接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片5的底表面的電極引線淺槽6依次逐一和該底層玻璃2中對應(yīng)的電極凹槽3相對，隨后在350攝氏度下施加800V的直流電壓， 硅片5連接直流電源正極，底層玻璃2連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓25分鐘后鍵 合完畢；步驟5 底層玻璃-硅靜電鍵合后，采用質(zhì)量濃度為25%的四甲基氫氧化氨TMAH 腐蝕液將該硅片5的厚度從其上端均勻腐蝕減薄至100 μ m,再使用質(zhì)量濃度為25 %的磷化 液對該硅片5進(jìn)行拋光，拋光時間為3分鐘；步驟6 采用反應(yīng)離子刻蝕RIE法在該硅片5的上表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上 的電極引線淺槽6，其深度為5 μ m，且按照從左到右的順序，硅片5上表面的電極引線淺槽6 能依次逐一容納頂層玻璃1中對應(yīng)的電極凹槽3內(nèi)的引線42，而各個相鄰的電極引線淺槽 6之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面52 ；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20% 雙氧水相混合的溶液將硅片5清洗3分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60% 的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗 3分鐘以去除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照 質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗3分鐘以去除硅片5上的金 屬玷污；步驟7 接著采用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法，分別沿著預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51 的邊緣及底層玻璃2的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽60的電極凹槽3的邊緣將該硅片5縱 向刻透且不穿透鋁膜7而形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和導(dǎo)通硅54，硅片的其它部分為體硅53，該 體硅53通過鋁膜7和懸浮敏感結(jié)構(gòu)51相連接，另外在體硅53的側(cè)面橫向刻透出溝槽8， 這樣形成了帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和導(dǎo)通硅54的底層玻璃_硅片組合片如圖5、圖6及圖7 所示；步驟8 對該底層玻璃-硅片組合片先用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相 混合的溶液清洗3分鐘以去除其上的有機(jī)物，接著對濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗3分鐘 以去除其上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例 1:1: 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗3分鐘以去除其上的 金屬玷污；然后進(jìn)行頂層玻璃_硅靜電鍵合，即將該底層玻璃_硅片組合片和帶有電極41 的頂層玻璃1接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片5上表面的電極引線淺槽6依次 逐一和該頂層玻璃1中對應(yīng)的電極凹槽3相對，隨后在350攝氏度下施加800V的直流電壓， 體硅53連接直流電源正極，頂層玻璃1連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓25分鐘后鍵 合完畢得到三層式組合片；步驟9 將該三層式組合片浸入鋁刻蝕劑中，加以超聲波清洗20分鐘，去除掉作為 犧牲層的鋁膜7，該鋁刻蝕劑由質(zhì)量濃度為85%的磷酸、質(zhì)量濃度為70%的硝酸、乙酸以及 水分別按照體積百分比10%、0. 5%,9. 5%以及80%的比例混合配比而成；步驟10 隨即將該三層式組合片從鋁刻蝕劑中取出，在超聲波環(huán)境中將其用清水 清洗20分鐘，置換出成懸浮敏感結(jié)構(gòu)51、導(dǎo)通硅54以及體硅53結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘留的反應(yīng)物及 鋁刻蝕劑，再在超聲波環(huán)境中將其用乙醇清洗10分鐘置換出清水，這樣就完成了基于鋁犧 牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備如圖8所示。實(shí)施例2
本實(shí)施例的基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法，步驟如下步驟1 用緩沖氟氫酸BHF濕法分別在頂層玻璃1和底層玻璃2的表面上刻蝕出三 個140nm深的電極凹槽3，每個電極凹槽3的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽60，且按照從左到 右的順序，頂層玻璃1和底層玻璃2依次對應(yīng)的每對電極凹槽3的大小和縱向位置一致，這 樣的每對電極凹槽3構(gòu)成了差動電動凹槽，然后在每個電極凹槽3內(nèi)濺射190nm厚的鈦金 合金，形成四個電極41，并且在每個電極41的外側(cè)面濺射出向外延伸的引線42進(jìn)入對應(yīng)的 電極凹槽3的引線槽60，每個引線42的寬度為40 μ m，相鄰引線42之間的間隔為20 μ m，這 樣就得到了帶有電極41的頂層玻璃1和帶有電極41的底層玻璃2，且每對差動電極凹槽3 內(nèi)的電極41及其引線42的數(shù)量、大小和位置也對應(yīng)一致，該每對對應(yīng)一致的電極41及其 引線42構(gòu)成一個差動電極4如圖1、圖2和圖3所示；步驟2 采用η型且電阻率為0. 002 Ω -cm的晶向單晶硅片5，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采 用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法在硅片5底表面進(jìn)行刻蝕以形成三個電極引線淺槽6，其深度 為7 μ m，且按照從左到右的順序，硅片5底表面的電極引線淺槽6能依次逐一容納底層玻 璃2中對應(yīng)的電極凹槽3內(nèi)的引線42，而各個相鄰的電極引線淺槽6之間的突起平面構(gòu)成 了鍵合臺面52 ；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液 將硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的 非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混 合，用該混合后的溶液將硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的金屬玷污；步驟3 接著對硅片5的底部表面以金屬濺射的方式制作出四個鋁膜7作為犧牲 層，這樣就形成了帶有鋁膜7的硅片5，每個鋁膜7的厚度為700nm，所有鋁膜的位置在硅片 5的底部表面且在預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51的邊緣的縱向投影內(nèi)如圖4所示；步驟4 用質(zhì)量為80 %的純硫酸和20 %雙氧水相混合的溶液將帶有鋁膜7的硅片 5清洗4分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜7的硅片5清洗4分鐘以去 除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例 1:1: 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜7的硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的 金屬玷污；然后進(jìn)行底層玻璃_硅靜電鍵合，即將帶有鋁膜7的硅片5和帶有電極41的底 層玻璃2接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片5的底表面的電極引線淺槽6依次逐 一和該底層玻璃2中對應(yīng)的電極凹槽3相對，隨后在400攝氏度下施加1000V的直流電壓， 硅片5連接直流電源正極，底層玻璃2連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓28分鐘后鍵 合完畢；步驟5 底層玻璃-硅靜電鍵合后，采用質(zhì)量濃度為25%的四甲基氫氧化氨TMAH 腐蝕液將該硅片5的厚度從其上端均勻腐蝕減薄至100 μ m,再使用質(zhì)量濃度為25 %的磷化 液對該硅片5進(jìn)行拋光，拋光時間為5分鐘；步驟6 采用反應(yīng)離子刻蝕RIE法在該硅片5的上表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上 的電極引線淺槽6，其深度為8 μ m，且按照從左到右的順序，硅片5上表面的電極引線淺槽6 能依次逐一容納頂層玻璃1中對應(yīng)的電極凹槽3內(nèi)的引線42，而各個相鄰的電極引線淺槽 6之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面52 ；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60% 的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗 4分鐘以去除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照 質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的金 屬玷污；步驟7 接著采用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法，分別沿著預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51 的邊緣及底層玻璃2的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽60的電極凹槽3的邊緣將該硅片5縱 向刻透且不穿透鋁膜7而形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和導(dǎo)通硅54，硅片的其它部分為體硅53，該 體硅53通過鋁膜7和懸浮敏感結(jié)構(gòu)51相連接，另外在體硅53的側(cè)面橫向刻透出溝槽8， 這樣形成了帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和導(dǎo)通硅54的底層玻璃_硅片組合片如圖5、圖6及圖7 所示；步驟8 對該底層玻璃-硅片組合片先用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相 混合的溶液清洗4分鐘以去除其上的有機(jī)物，接著對濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗4分鐘 以去除其上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例 1:1: 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗4分鐘以去除其上的 金屬玷污；然后進(jìn)行頂層玻璃_硅靜電鍵合，即將該底層玻璃_硅片組合片和帶有電極41 的頂層玻璃1接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片5上表面的電極引線淺槽6依次 逐一和該頂層玻璃1中對應(yīng)的電極凹槽3相對，隨后在400攝氏度下施加1000V的直流電 壓，體硅53連接直流電源正極，頂層玻璃1連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓28分鐘 后鍵合完畢得到三層式組合片；步驟9 將該三層式組合片浸入鋁刻蝕劑中，加以超聲波清洗20分鐘，去除掉作為 犧牲層的鋁膜7，該鋁刻蝕劑由質(zhì)量濃度為85%的磷酸、質(zhì)量濃度為70%的硝酸、乙酸以及 水分別按照體積百分比15%、0. 5%,4. 5%以及80%的比例混合配比而成；步驟10 隨即將該三層式組合片從鋁刻蝕劑中取出，在超聲波環(huán)境中將其用清水 清洗20分鐘，置換出成懸浮敏感結(jié)構(gòu)51、導(dǎo)通硅54以及體硅53結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘留的反應(yīng)物及 鋁刻蝕劑，再在超聲波環(huán)境中將其用乙醇清洗10分鐘置換出清水，這樣就完成了基于鋁犧 牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備如圖8所示。實(shí)施例3:本實(shí)施例的基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法，步驟如下步驟1 用緩沖氟氫酸BHF濕法分別在頂層玻璃1和底層玻璃2的表面上刻蝕出三 個155nm深的電極凹槽3，每個電極凹槽3的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽60，且按照從左到 右的順序，頂層玻璃1和底層玻璃2依次對應(yīng)的每對電極凹槽3的大小和縱向位置一致，這 樣的每對電極凹槽3構(gòu)成了差動電動凹槽，然后在每個電極凹槽3內(nèi)濺射205nm厚的鈦金 合金，形成四個電極41，并且在每個電極41的外側(cè)面濺射出向外延伸的引線42進(jìn)入對應(yīng)的 電極凹槽3的引線槽60，每個引線42的寬度為45 μ m，相鄰引線42之間的間隔為25 μ m，這 樣就得到了帶有電極41的頂層玻璃1和帶有電極41的底層玻璃2，且每對差動電極凹槽3 內(nèi)的電極41及其引線42的數(shù)量、大小和位置也對應(yīng)一致，該每對對應(yīng)一致的電極41及其 引線42構(gòu)成一個差動電極4如圖1、圖2和圖3所示；
步驟2 采用η型且電阻率為0. 003 Ω -cm的晶向單晶硅片5，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采 用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法在硅片5底表面進(jìn)行刻蝕以形成三個電極引線淺槽6，其深 度為9 μ m，且按照從左到右的順序，硅片5底表面的電極引線淺槽6能依次逐一容納底層 玻璃2中對應(yīng)的電極凹槽3內(nèi)的引線42，而各個相鄰的電極引線淺槽6之間的突起平面構(gòu) 成了鍵合臺面52 ；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶 液將硅片5清洗5分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以 及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗5分鐘以去除硅 片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例 1:1:5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗5分鐘以去除硅片5上的金屬玷污；步驟3 接著對硅片5的底部表面以金屬濺射的方式制作出四個鋁膜7作為犧牲 層，這樣就形成了帶有鋁膜7的硅片5，每個鋁膜7的厚度為900nm，所有鋁膜的位置在硅片 5的底部表面且在預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51的邊緣的縱向投影內(nèi)如圖4所示；步驟4 用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將帶有鋁膜7的硅片 5清洗4分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜7的硅片5清洗4分鐘以去 除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例 1:1: 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜7的硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的 金屬玷污；然后進(jìn)行底層玻璃_硅靜電鍵合，即將帶有鋁膜7的硅片5和帶有電極41的底 層玻璃2接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片5的底表面的電極引線淺槽6依次逐 一和該底層玻璃2中對應(yīng)的電極凹槽3相對，隨后在420攝氏度下施加1300V的直流電壓， 硅片5連接直流電源正極，底層玻璃2連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓29分鐘后鍵 合完畢；步驟5 底層玻璃-硅靜電鍵合后，采用質(zhì)量濃度為25%的四甲基氫氧化氨TMAH 腐蝕液將該硅片5的厚度從其上端均勻腐蝕減薄至100 μ m,再使用質(zhì)量濃度為25 %的磷化 液對該硅片5進(jìn)行拋光，拋光時間為6分鐘；步驟6 采用反應(yīng)離子刻蝕RIE法在該硅片5的上表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上 的電極引線淺槽6，其深度為8 μ m，且按照從左到右的順序，硅片5上表面的電極引線淺槽6 能依次逐一容納頂層玻璃1中對應(yīng)的電極凹槽3內(nèi)的引線42，而各個相鄰的電極引線淺槽 6之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面52 ；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20% 雙氧水相混合的溶液將硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60% 的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗 4分鐘以去除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照 質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗4分鐘以去除硅片5上的金 屬玷污；步驟7 接著采用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法，分別沿著預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51 的邊緣及底層玻璃2的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽60的電極凹槽3的邊緣將該硅片5縱 向刻透且不穿透鋁膜7而形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和導(dǎo)通硅54，硅片的其它部分為體硅53，該 體硅53通過鋁膜7和懸浮敏感結(jié)構(gòu)51相連接，另外在體硅53的側(cè)面橫向刻透出溝槽8， 這樣形成了帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和導(dǎo)通硅54的底層玻璃_硅片組合片如圖5、圖6及圖7所示；步驟8 對該底層玻璃_硅片組合片先用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混 合的溶液清洗4分鐘以去除其上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水 按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗4分 鐘以去除其上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比 例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗4分鐘以去除其 上的金屬玷污；然后進(jìn)行頂層玻璃_硅靜電鍵合，即將該底層玻璃-硅片組合片和帶有電極 41的頂層玻璃1接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片5上表面的電極引線淺槽6依 次逐一和該頂層玻璃1中對應(yīng)的電極凹槽3相對，隨后在400攝氏度下施加1000V的直流 電壓，體硅53連接直流電源正極，頂層玻璃1連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓28分 鐘后鍵合完畢得到三層式組合片；步驟9 將該三層式組合片浸入鋁刻蝕劑中，加以超聲波清洗20分鐘，去除掉作為 犧牲層的鋁膜7，該鋁刻蝕劑由質(zhì)量濃度為85%的磷酸、質(zhì)量濃度為70%的硝酸、乙酸以及 水分別按照體積百分比15%、0. 5%,4. 5%以及80%的比例混合配比而成；步驟10 隨即將該三層式組合片從鋁刻蝕劑中取出，在超聲波環(huán)境中將其用清水 清洗20分鐘，置換出成懸浮敏感結(jié)構(gòu)51、導(dǎo)通硅54以及體硅53結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘留的反應(yīng)物及 鋁刻蝕劑，再在超聲波環(huán)境中將其用乙醇清洗10分鐘置換出清水，這樣就完成了基于鋁犧 牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備如圖8所示。通過實(shí)施例1、實(shí)施例2以及實(shí)施例3的基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備 方法，其在底層玻璃-硅靜電鍵合后，在硅片5上加工出懸浮敏感結(jié)構(gòu)51之前，引入作為犧 牲層的鋁膜7就能將后續(xù)加工出來的懸浮敏感結(jié)構(gòu)51和體硅53連在一起，一方面防止在 刻蝕過程中懸浮敏感結(jié)構(gòu)51脫落，另一方面在進(jìn)行頂層玻璃_硅靜電鍵合過程中提供一個 和鍵合產(chǎn)生的靜電力方向相反的彈性力，使懸浮敏感結(jié)構(gòu)51在鍵合過程中不被吸在頂層 玻璃1上。加上最后用鋁刻蝕劑可輕易去除作為犧牲層的鋁膜7。另外鋁刻蝕劑中的硝酸 將鋁氧化成三氧化二鋁，然后磷酸將其溶解成磷酸鹽，乙酸主要用于降低腐蝕液表面張力， 增大鋁膜表面和腐蝕液的浸潤，提高腐蝕的均勻性，起到緩沖作用，本方案在不改變原有工 藝流程的基礎(chǔ)上有效保證了懸浮微敏感結(jié)構(gòu)51的完整性和可動性，無須加大機(jī)械約束就 不會引起微機(jī)械傳感器性能的降低，同時降低了工藝難度、提高了成品率，可廣泛使用于各 種帶有懸浮可動敏感結(jié)構(gòu)的硅微器件加工。
權(quán)利要求
一種基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，步驟如下步驟1用緩沖氟氫酸BHF濕法分別在頂層玻璃(1)和底層玻璃(2)的表面上刻蝕出一個以上的120~160nm深的電極凹槽(3)，每個電極凹槽(3)的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽(60)，且按照從左到右的順序，頂層玻璃(1)和底層玻璃(2)依次對應(yīng)的每對電極凹槽(3)的大小和縱向位置一致，這樣的每對電極凹槽(3)構(gòu)成了差動電動凹槽，然后在每個電極凹槽(3)內(nèi)濺射170~210nm厚的鈦金合金，形成一個以上的電極(41)，并且在每個電極(41)的外側(cè)面濺射出向外延伸的引線(42)進(jìn)入對應(yīng)的電極凹槽(3)的引線槽(60)，每個引線(42)的寬度不小于30μm，相鄰引線(42)之間的間隔不小于10μm，這樣就得到了帶有電極(41)的頂層玻璃(1)和帶有電極(41)的底層玻璃(2)，且每對差動電極凹槽(3)內(nèi)的電極(41)及其引線(42)的數(shù)量、大小和位置也對應(yīng)一致，該每對對應(yīng)一致的電極(41)及其引線(42)構(gòu)成一個差動電極(4)；步驟2采用n型或p型、且電阻率為0.002~0.004Ω·cm的晶向單晶硅片(5)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采用反應(yīng)離子刻蝕RIE或感應(yīng)耦合等離子體ICP干法在硅片(5)底表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上的電極引線淺槽(6)，其深度為5~10μm，且按照從左到右的順序，硅片(5)底表面的電極引線淺槽(6)能依次逐一容納底層玻璃(2)中對應(yīng)的電極凹槽(3)內(nèi)的引線(42)，而各個相鄰的電極引線淺槽(6)之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面(52)；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80％的純硫酸和20％雙氧水相混合的溶液將硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60％的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1∶1∶5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對濃度30％的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1∶1∶5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片(5)上的金屬玷污；步驟3接著對硅片(5)的底部表面以金屬濺射的方式制作出一個以上的鋁膜(7)作為犧牲層，這樣就形成了帶有鋁膜(7)的硅片(5)，每個鋁膜(7)的厚度為500~1000nm，所有鋁膜的位置在硅片(5)的底部表面且在預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)的邊緣的縱向投影內(nèi)；步驟4用質(zhì)量為80％的純硫酸和20％雙氧水相混合的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60％的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1∶1∶5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30％的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1∶1∶5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片(5)上的金屬玷污；然后進(jìn)行底層玻璃 硅靜電鍵合，即將帶有鋁膜(7)的硅片(5)和帶有電極(41)的底層玻璃(2)接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片(5)的底表面的電極引線淺槽(6)依次逐一和該底層玻璃(2)中對應(yīng)的電極凹槽(3)相對，隨后在350～450攝氏度下施加800~1500V的直流電壓，硅片(5)連接直流電源正極，底層玻璃(2)連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓25~30分鐘后鍵合完畢；步驟5底層玻璃 硅靜電鍵合后，采用質(zhì)量濃度為25％的四甲基氫氧化氨TMAH腐蝕液將該硅片(5)的厚度從其上端均勻腐蝕減薄至100~150μm，再使用質(zhì)量濃度為25％的磷化液對該硅片(5)進(jìn)行拋光，拋光時間為3 6分鐘；步驟6采用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)或感應(yīng)耦合等離子體(ICP)干法在該硅片(5)的上表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上的電極引線淺槽(6)，其深度為5~10μm，且按照從左到右的順序，硅片(5)上表面的電極引線淺槽(6)能依次逐一容納頂層玻璃(1)中對應(yīng)的電極凹槽(3)內(nèi)的引線(42)，而各個相鄰的電極引線淺槽(6)之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面(52)；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80％的純硫酸和20％雙氧水相混合的溶液將硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60％的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1∶1∶5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30％的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1∶1∶5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清洗3 5分鐘以去除硅片(5)上的金屬玷污；步驟7接著采用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法，分別沿著預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)的邊緣及底層玻璃(2)的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽(60)的電極凹槽(3)的邊緣將該硅片(5)縱向刻透且不穿透鋁膜(7)而形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)和導(dǎo)通硅(54)，硅片的其它部分為體硅(53)，該體硅(53)通過鋁膜(7)和懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)相連接，另外在體硅(53)的側(cè)面橫向刻透出溝槽(8)，這樣形成了帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)和導(dǎo)通硅(54)的底層玻璃 硅片組合片；步驟8對該底層玻璃 硅片組合片先用質(zhì)量為80％的純硫酸和20％雙氧水相混合的溶液清洗3 5分鐘以去除其上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60％的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1∶1∶5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃 硅片組合片清洗3 5分鐘以去除其上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30％的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1∶1∶5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃 硅片組合片清洗3 5分鐘以去除其上的金屬玷污；然后進(jìn)行頂層玻璃 硅靜電鍵合，即將該底層玻璃 硅片組合片和帶有電極(41)的頂層玻璃(1)接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片(5)上表面的電極引線淺槽(6)依次逐一和該頂層玻璃(1)中對應(yīng)的電極凹槽(3)相對，隨后在350～450攝氏度下施加800~1500V的直流電壓，體硅(53)連接直流電源正極，頂層玻璃(1)連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓25~30分鐘后鍵合完畢得到三層式組合片；步驟9將該三層式組合片浸入鋁刻蝕劑中，加以超聲波清洗20~30分鐘，去除掉作為犧牲層的鋁膜(7)，該鋁刻蝕劑由質(zhì)量濃度為85％的磷酸、質(zhì)量濃度為70％的硝酸、乙酸以及水分別按照體積百分比10~30％、0.5~2％、5~10％以及60~80％的比例混合配比而成；步驟10隨即將該三層式組合片從鋁刻蝕劑中取出，在超聲波環(huán)境中將其用清水清洗20~30分鐘，置換出成懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)、導(dǎo)通硅(54)以及體硅(53)結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘留的反應(yīng)物及鋁刻蝕劑，再在超聲波環(huán)境中將其用乙醇清洗10~30分鐘置換出清水，這樣就完成了基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法，其特征 在于，步驟如下步驟1 用緩沖氟氫酸BHF濕法分別在頂層玻璃(1)和底層玻璃(2)的表面上刻蝕出三 個120nm深的電極凹槽(3)，每個電極凹槽(3)的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽(60)，且按照 從左到右的順序，頂層玻璃(1)和底層玻璃(2)依次對應(yīng)的每對電極凹槽(3)的大小和縱 向位置一致，這樣的每對電極凹槽(3)構(gòu)成了差動電動凹槽，然后在每個電極凹槽(3)內(nèi)濺 射170nm厚的鈦金合金，形成四個電極(41)，并且在每個電極(41)的外側(cè)面濺射出向外延 伸的引線(42)進(jìn)入對應(yīng)的電極凹槽(3)的引線槽(60)，每個引線(42)的寬度為(35) μ m,相鄰引線(42)之間的間隔為15μπι，這樣就得到了帶有電極(41)的頂層玻璃(1)和帶有電 極(41)的底層玻璃(2)，且每對差動電極凹槽(3)內(nèi)的電極(41)及其引線(42)的數(shù)量、大 小和位置也對應(yīng)一致，該每對對應(yīng)一致的電極(41)及其引線(42)構(gòu)成一個差動電極(4)； 步驟2:采用η型且電阻率為0.002 Ω 的晶向單晶硅片(5)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采用 反應(yīng)離子刻蝕RIE法在硅片(5)底表面進(jìn)行刻蝕以形成三個電極引線淺槽(6)，其深度為 5μπι，且按照從左到右的順序，硅片(5)底表面的電極引線淺槽(6)能依次逐一容納底層玻 璃⑵中對應(yīng)的電極凹槽⑶內(nèi)的引線(42)，而各個相鄰的電極引線淺槽(6)之間的突起 平面構(gòu)成了鍵合臺面(52)；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相 混合的溶液將硅片(5)清洗3分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨 水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片5清洗3分 鐘以去除硅片5上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì) 量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清洗3分鐘以去除硅片(5)上的 金屬玷污；步驟3:接著對硅片(5)的底部表面以金屬濺射的方式制作出四個鋁膜(7)作為犧牲 層，這樣就形成了帶有鋁膜(7)的硅片(5)，每個鋁膜(7)的厚度為500nm，所有鋁膜的位置 在硅片(5)的底部表面且在預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)的邊緣的縱向投影內(nèi)；步驟4:用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片 (5)清洗3分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水 按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗3分鐘 以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì) 量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗3分鐘以去 除硅片(5)上的金屬玷污；然后進(jìn)行底層玻璃_硅靜電鍵合，即將帶有鋁膜(7)的硅片(5) 和帶有電極(41)的底層玻璃(2)接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片(5)的底表 面的電極引線淺槽(6)依次逐一和該底層玻璃(2)中對應(yīng)的電極凹槽(3)相對，隨后在350 攝氏度下施加800V的直流電壓，硅片(5)連接直流電源正極，底層玻璃(2)連接直流電源 的負(fù)極，接通該直流電壓25分鐘后鍵合完畢； 步驟5 底層玻璃-硅靜電鍵合后，采用質(zhì)量濃度為25%的四甲基氫氧化氨TMAH腐蝕 液將該硅片(5)的厚度從其上端均勻腐蝕減薄至100 μ m，再使用質(zhì)量濃度為25%的磷化液 對該硅片(5)進(jìn)行拋光，拋光時間為3分鐘；步驟6:采用反應(yīng)離子刻蝕RIE法在該硅片(5)的上表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上的 電極引線淺槽(6)，其深度為5 μ m，且按照從左到右的順序，硅片(5)上表面的電極引線淺 槽(6)能依次逐一容納頂層玻璃(1)中對應(yīng)的電極凹槽(3)內(nèi)的引線(42)，而各個相鄰的 電極引線淺槽(6)之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面(52)；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為 80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將硅片(5)清洗3分鐘以去除硅片(5)上的有 機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該 混合后的溶液將硅片(5)清洗3分鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度 30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片 (5)清洗3分鐘以去除硅片(5)上的金屬玷污；步驟7:接著采用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法，分別沿著預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)的邊緣及底層玻璃(2)的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽(60)的電極凹槽(3)的邊緣將該硅片 (5)縱向刻透且不穿透鋁膜(7)而形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)和導(dǎo)通硅(54)，硅片的其它部 分為體硅(53)，該體硅(53)通過鋁膜(7)和懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)相連接，另外在體硅(53) 的側(cè)面橫向刻透出溝槽(8)，這樣形成了帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)和導(dǎo)通硅(54)的底層玻 璃-硅片組合片；步驟8 對該底層玻璃-硅片組合片先用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的 溶液清洗3分鐘以去除其上的有機(jī)物，接著對濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量 比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗3分鐘以去除其 上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5 相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃_硅片組合片清洗3分鐘以去除其上的金屬玷污； 然后進(jìn)行頂層玻璃-硅靜電鍵合，即將該底層玻璃-硅片組合片和帶有電極(41)的頂層玻 璃(1)接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片(5)上表面的電極引線淺槽(6)依次逐 一和該頂層玻璃(1)中對應(yīng)的電極凹槽(3)相對，隨后在350攝氏度下施加800V的直流電 壓，體硅(53)連接直流電源正極，頂層玻璃(1)連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓25 分鐘后鍵合完畢得到三層式組合片；步驟9 將該三層式組合片浸入鋁刻蝕劑中，加以超聲波清洗20分鐘，去除掉作為犧牲 層的鋁膜(7)，該鋁刻蝕劑由質(zhì)量濃度為85%的磷酸、質(zhì)量濃度為70%的硝酸、乙酸以及水 分別按照體積百分比10%、0. 5%,9. 5%以及80%的比例混合配比而成；步驟10 隨即將該三層式組合片從鋁刻蝕劑中取出，在超聲波環(huán)境中將其用清水清洗 20分鐘，置換出成懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)、導(dǎo)通硅(54)以及體硅(53)結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘留的反應(yīng)物 及鋁刻蝕劑，再在超聲波環(huán)境中將其用乙醇清洗10分鐘置換出清水，這樣就完成了基于鋁 犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法，其特征 在于，步驟如下步驟1 用緩沖氟氫酸BHF濕法分別在頂層玻璃(1)和底層玻璃(2)的表面上刻蝕出 三個140nm深的電極凹槽(3)，每個電極凹槽(3)的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽(60)，且按 照從左到右的順序，頂層玻璃(1)和底層玻璃⑵依次對應(yīng)的每對電極凹槽⑶的大小和 縱向位置一致，這樣的每對電極凹槽(3)構(gòu)成了差動電動凹槽，然后在每個電極凹槽3內(nèi)濺 射190nm厚的鈦金合金，形成四個電極(41)，并且在每個電極(41)的外側(cè)面濺射出向外延 伸的引線(42)進(jìn)入對應(yīng)的電極凹槽(3)的引線槽(60)，每個引線(42)的寬度為40μπι，相 鄰引線(42)之間的間隔為20μπι，這樣就得到了帶有電極(41)的頂層玻璃(1)和帶有電極 (41)的底層玻璃(2)，且每對差動電極凹槽(3)內(nèi)的電極(41)及其引線(42)的數(shù)量、大小 和位置也對應(yīng)一致，該每對對應(yīng)一致的電極(41)及其引線(42)構(gòu)成一個差動電極(4)；步驟2:采用η型且電阻率為0.002 Ω 的晶向單晶硅片(5)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采用 感應(yīng)耦合等離子體ICP干法在硅片(5)底表面進(jìn)行刻蝕以形成三個電極引線淺槽(6)，其深 度為7 μ m，且按照從左到右的順序，硅片(5)底表面的電極引線淺槽(6)能依次逐一容納 底層玻璃⑵中對應(yīng)的電極凹槽⑶內(nèi)的引線(42)，而各個相鄰的電極引線淺槽(6)之間 的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面(52)；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙 氧水相混合的溶液將硅片(5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清洗 4分鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清洗4分鐘以去除硅片(5) 上的金屬玷污；步驟3 接著對硅片(5)的底部表面以金屬濺射的方式制作出四個鋁膜(7)作為犧牲 層，這樣就形成了帶有鋁膜(7)的硅片(5)，每個鋁膜(7)的厚度為700nm，所有鋁膜的位置 在硅片(5)的底部表面且在預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)的邊緣的縱向投影內(nèi)；步驟4:用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片 (5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水 按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗4分 鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照 質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗4分鐘以 去除硅片(5)上的金屬玷污；然后進(jìn)行底層玻璃_硅靜電鍵合，即將帶有鋁膜(7)的硅片 (5)和帶有電極(41)的底層玻璃(2)接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片(5)的底 表面的電極引線淺槽(6)依次逐一和該底層玻璃(2)中對應(yīng)的電極凹槽(3)相對，隨后在 400攝氏度下施加1000V的直流電壓，硅片(5)連接直流電源正極，底層玻璃(2)連接直流 電源的負(fù)極，接通該直流電壓28分鐘后鍵合完畢；步驟5 底層玻璃-硅靜電鍵合后，采用質(zhì)量濃度為25%的四甲基氫氧化氨TMAH腐蝕 液將該硅片(5)的厚度從其上端均勻腐蝕減薄至100 μ m，再使用質(zhì)量濃度為25%的磷化液 對該硅片(5)進(jìn)行拋光，拋光時間為5分鐘；步驟6:采用反應(yīng)離子刻蝕RIE法在該硅片(5)的上表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上的 電極引線淺槽(6)，其深度為8μπι，且按照從左到右的順序，硅片(5)上表面的電極引線淺 槽(6)能依次逐一容納頂層玻璃(1)中對應(yīng)的電極凹槽(3)內(nèi)的引線(42)，而各個相鄰的 電極引線淺槽(6)之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面(52)；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為 80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將硅片(5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的有 機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該 混合后的溶液將硅片(5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度 30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片 (5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的金屬玷污；步驟7:接著采用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法，分別沿著預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)的 邊緣及底層玻璃(2)的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽(60)的電極凹槽(3)的邊緣將該硅片 (5)縱向刻透且不穿透鋁膜(7)而形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)和導(dǎo)通硅(54)，硅片的其它部 分為體硅(53)，該體硅(53)通過鋁膜(7)和懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)相連接，另外在體硅(53) 的側(cè)面橫向刻透出溝槽(8)，這樣形成了帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)和導(dǎo)通硅(54)的底層玻 璃-硅片組合片；步驟8 對該底層玻璃-硅片組合片先用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的 溶液清洗4分鐘以去除其上的有機(jī)物，接著對濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量 比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗4分鐘以去除其 上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃_硅片組合片清洗4分鐘以去除其上的金屬玷污； 然后進(jìn)行頂層玻璃-硅靜電鍵合，即將該底層玻璃-硅片組合片和帶有電極(41)的頂層玻 璃(1)接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片(5)上表面的電極引線淺槽(6)依次逐 一和該頂層玻璃(1)中對應(yīng)的電極凹槽⑶相對，隨后在400攝氏度下施加1000V的直流 電壓，體硅(53)連接直流電源正極，頂層玻璃1連接直流電源的負(fù)極，接通該直流電壓(28) 分鐘后鍵合完畢得到三層式組合片；步驟9 將該三層式組合片浸入鋁刻蝕劑中，加以超聲波清洗20分鐘，去除掉作為犧牲 層的鋁膜(7)，該鋁刻蝕劑由質(zhì)量濃度為85%的磷酸、質(zhì)量濃度為70%的硝酸、乙酸以及水 分別按照體積百分比15%、0. 5%,4. 5%以及80%的比例混合配比而成；步驟10 隨即將該三層式組合片從鋁刻蝕劑中取出，在超聲波環(huán)境中將其用清水清洗 20分鐘，置換出成懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)、導(dǎo)通硅(54)以及體硅(53)結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘留的反應(yīng)物 及鋁刻蝕劑，再在超聲波環(huán)境中將其用乙醇清洗10分鐘置換出清水，這樣就完成了基于鋁 犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備方法，其特征 在于，步驟如下步驟1 用緩沖氟氫酸BHF濕法分別在頂層玻璃(1)和底層玻璃(2)的表面上刻蝕出三 個155nm深的電極凹槽(3)，每個電極凹槽(3)的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽(60)，且按照 從左到右的順序，頂層玻璃(1)和底層玻璃(2)依次對應(yīng)的每對電極凹槽(3)的大小和縱 向位置一致，這樣的每對電極凹槽(3)構(gòu)成了差動電動凹槽，然后在每個電極凹槽(3)內(nèi)濺 射205nm厚的鈦金合金，形成四個電極(41)，并且在每個電極(41)的外側(cè)面濺射出向外延 伸的引線(42)進(jìn)入對應(yīng)的電極凹槽(3)的引線槽(60)，每個引線(42)的寬度為45μπι，相 鄰引線(42)之間的間隔為25μπι，這樣就得到了帶有電極(41)的頂層玻璃(1)和帶有電極 (41)的底層玻璃(2)，且每對差動電極凹槽(3)內(nèi)的電極(41)及其引線(42)的數(shù)量、大小 和位置也對應(yīng)一致，該每對對應(yīng)一致的電極(41)及其引線(42)構(gòu)成一個差動電極(4)；步驟2:采用η型且電阻率為0.003 Ω 的晶向單晶硅片(5)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采用 感應(yīng)耦合等離子體ICP干法在硅片(5)底表面進(jìn)行刻蝕以形成三個電極引線淺槽(6)，其深 度為9 μ m，且按照從左到右的順序，硅片(5)底表面的電極引線淺槽(6)能依次逐一容納底 層玻璃⑵中對應(yīng)的電極凹槽⑶內(nèi)的引線(42)，而各個相鄰的電極引線淺槽(6)之間的 突起平面構(gòu)成了鍵合臺面(52)；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧 水相混合的溶液將硅片(5)清洗5分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60% 的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清 洗5分鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及 純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片(5)清洗5分鐘以去除硅 片(5)上的金屬玷污；步驟3:接著對硅片(5)的底部表面以金屬濺射的方式制作出四個鋁膜(7)作為犧牲 層，這樣就形成了帶有鋁膜(7)的硅片5，每個鋁膜(7)的厚度為900nm，所有鋁膜的位置在 硅片(5)的底部表面且在預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)的邊緣的縱向投影內(nèi)；步驟4:用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片 (5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗4分 鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照 質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將帶有鋁膜(7)的硅片(5)清洗4分鐘以 去除硅片(5)上的金屬玷污；然后進(jìn)行底層玻璃_硅靜電鍵合，即將帶有鋁膜(7)的硅片 (5)和帶有電極(41)的底層玻璃(2)接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片(5)的底 表面的電極引線淺槽(6)依次逐一和該底層玻璃(2)中對應(yīng)的電極凹槽(3)相對，隨后在 420攝氏度下施加1300V的直流電壓，硅片(5)連接直流電源正極，底層玻璃(2)連接直流 電源的負(fù)極，接通該直流電壓29分鐘后鍵合完畢；步驟5 底層玻璃-硅靜電鍵合后，采用質(zhì)量濃度為25 %的四甲基氫氧化氨TMAH腐蝕 液將該硅片(5)的厚度從其上端均勻腐蝕減薄至100 μ m，再使用質(zhì)量濃度為25%的磷化液 對該硅片(5)進(jìn)行拋光，拋光時間為6分鐘；步驟6:采用反應(yīng)離子刻蝕RIE法在該硅片(5)的上表面進(jìn)行刻蝕以形成一個以上的 電極引線淺槽(6)，其深度為8μπι，且按照從左到右的順序，硅片(5)上表面的電極引線淺 槽(6)能依次逐一容納頂層玻璃(1)中對應(yīng)的電極凹槽(3)內(nèi)的引線(42)，而各個相鄰的 電極引線淺槽(6)之間的突起平面構(gòu)成了鍵合臺面(52)；其中標(biāo)準(zhǔn)清洗是先采用質(zhì)量為 80%的純硫酸和20%雙氧水相混合的溶液將硅片(5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的有 機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該 混合后的溶液將硅片(5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度 30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將硅片 (5)清洗4分鐘以去除硅片(5)上的金屬玷污；步驟7:接著采用感應(yīng)耦合等離子體ICP干法，分別沿著預(yù)設(shè)的懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)的 邊緣及底層玻璃(2)的外側(cè)帶有向外延伸的引線槽(60)的電極凹槽(3)的邊緣將該硅片 (5)縱向刻透且不穿透鋁膜(7)而形成懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)和導(dǎo)通硅(54)，硅片的其它部 分為體硅(53)，該體硅(53)通過鋁膜(7)和懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)相連接，另外在體硅(53) 的側(cè)面橫向刻透出溝槽(8)，這樣形成了帶有懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)和導(dǎo)通硅(54)的底層玻 璃-硅片組合片；步驟8 對該底層玻璃-硅片組合片先用質(zhì)量為80%的純硫酸和20%雙氧水相混合 的溶液清洗4分鐘以去除其上的有機(jī)物，接著對質(zhì)量濃度60%的氨水、雙氧水以及純水按 照質(zhì)量比例1 1 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗4分鐘 以去除其上的非金屬玷污，最后用對質(zhì)量濃度30%的鹽酸、雙氧水以及純水按照質(zhì)量比例 1:1: 5相混合，用該混合后的溶液將該底層玻璃-硅片組合片清洗4分鐘以去除其上 的金屬玷污；然后進(jìn)行頂層玻璃_硅靜電鍵合，即將該底層玻璃_硅片組合片和帶有電極 (41)的頂層玻璃(1)接觸在一起，且按照從左到右的順序，該硅片(5)上表面的電極引線淺 槽(6)依次逐一和該頂層玻璃(1)中對應(yīng)的電極凹槽(3)相對，隨后在400攝氏度下施加 1000V的直流電壓，體硅(53)連接直流電源正極，頂層玻璃(1)連接直流電源的負(fù)極，接通 該直流電壓28分鐘后鍵合完畢得到三層式組合片；步驟9:將該三層式組合片浸入鋁刻蝕劑中，加以超聲波清洗20分鐘，去除掉作為犧牲 層的鋁膜(7)，該鋁刻蝕劑由質(zhì)量濃度為85%的磷酸、質(zhì)量濃度為70%的硝酸、乙酸以及水 分別按照體積百分比15%、0. 5%,4. 5%以及80%的比例混合配比而成；步驟10 隨即將該三層式組合片從鋁刻蝕劑中取出，在超聲波環(huán)境中將其用清水清洗 20分鐘，置換出成懸浮敏感結(jié)構(gòu)(51)、導(dǎo)通硅(54)以及體硅(53)結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘留的反應(yīng)物 及鋁刻蝕劑，再在超聲波環(huán)境中將其用乙醇清洗10分鐘置換出清水，這樣就完成了基于鋁 犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的制備。
全文摘要
一種基于鋁犧牲層工藝的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)制備工藝，通過在加工過程中對三層式的懸浮微敏感結(jié)構(gòu)引入犧牲層對微敏感懸浮質(zhì)量塊加以約束，采用鋁質(zhì)薄膜將懸浮微敏感結(jié)構(gòu)和體硅連接在一起，以避免后續(xù)加工對懸浮結(jié)構(gòu)的影響；在完成后再用濕法刻蝕將犧牲層去除，最后用清水和乙醇將刻蝕溶劑置換出，將其烘干；本發(fā)明在不改變原有工藝流程的基礎(chǔ)上有效保證了懸浮微敏感結(jié)構(gòu)的完整性和可動性，無須加大機(jī)械約束就不會引起微機(jī)械傳感器性能的降低，同時降低了工藝難度、提高了成品率，可廣泛使用于各種帶有懸浮可動敏感結(jié)構(gòu)的硅微器件加工。
文檔編號B81C1/00GK101913552SQ20101024469
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者劉云峰, 王嫘, 董景新, 韓豐田 申請人:清華大學(xué)