一種mems高靈敏度橫向加速度計及其製造工藝的製作方法
2023-10-08 02:18:19
一種mems高靈敏度橫向加速度計及其製造工藝的製作方法
【專利摘要】一種MEMS高靈敏度橫向加速度計，包括：測量體、與所述測量體相連接的上蓋板以及下蓋板；所述測量體包括框架、位於所述框架內的質量塊，所述質量塊與所述框架之間通過多根彈性梁相連接；所述質量塊與所述框架之間設置有相對的梳狀耦合結構；所述質量塊在水平方向上移動，所述梳狀耦合結構用於檢測水平方向上的加速度。本加速度計對水平方向上的加速度檢測精度高，而且製作工藝簡單，對蓋板的材料要求低。
【專利說明】一種MEMS高靈敏度橫向加速度計及其製造工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳感器領域，尤其涉及一種加速度計及其製造工藝。
【背景技術】
[0002]現今，加速度計可適用於諸多應用，例如在測量地震的強度並收集數據、檢測汽車碰撞時的撞擊強度、以及在手機及遊戲機中檢測出傾斜的角度和方向。而在微電子機械系統(MEMS)技術不斷進步的情況下，許多納米級的小型加速度測量儀已經被商業化廣泛採用。
[0003]傳統的橫向電容式加速度計，例如專利號為US5563343的美國專利通常採用梳齒型電容，然而由於製造工藝的限制，彈性梁只能製作在器件的一面，無法形成上下對稱的結構，因此質量塊不能很大，否則會導致加速度計的穩定性能不好。此外，為了得到較大的梳齒面積，要將梳齒在豎直方向上加厚，使得製造成本會非常高，因此梳齒一般無法達到與質量塊相同的厚度，質量塊厚度大於梳齒的結構會出現不平衡，這也容易產生交叉串擾，影響加速度計的檢測精度。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在於克服上述現有技術之不足，提供一種串擾較小地檢測水平方向上的加速度，並具有較高的穩定性和可靠性的MEMS高靈敏度橫向加速度計。
[0005]按照本發明提供的一種MEMS高靈敏度橫向加速度計，包括:測量體、與所述測量體相連接的上蓋板以及下蓋板；所述測量體包括框架、位於所述框架內的質量塊，所述質量塊與所述框架之間通過多根彈性梁相連接；所述質量塊與所述框架之間設置有相對的梳狀耦合結構；所述質量塊在水平方向上移動，所述梳狀耦合結構用於檢測水平方向上的加速度。
[0006]本發明中的MEMS高靈敏度橫向加速度計還包括如下附屬特徵:
[0007]所述框架上形成有多個梳齒，所述質量塊上形成有多個梳齒；框架梳齒與質量塊梳齒相互交叉配合，形成所述梳狀耦合結構。
[0008]所述框架梳齒和所述質量塊梳齒之間形成有活動間隙，並在所述活動間隙內形成檢測電容。
[0009]所述測量體通過檢測所述質量塊梳齒側壁與所述框架梳齒側壁之間的重合面積的變化弓I起的電容值變化來檢測加速度。
[0010]所述測量體通過檢測所述質量塊梳齒的側壁與所述框架梳齒的側壁的間距變化引起的電容值變化來檢測加速度。
[0011]所述彈性梁為U型梁。
[0012]所述上蓋板及所述下蓋板上設置有吸附劑。
[0013]所述梳狀耦合結構上設置有電極。
[0014]所述測量體採用包括有上矽層及下矽層的絕緣體上外延矽結構，每層矽層之間分別設置有氧化埋層。
[0015]所述測量體採用雙面絕緣體上外延矽結構，包括上矽層、中間矽層及下矽層；每兩層矽層之間分別設置有二氧化矽層。
[0016]所述上蓋板及所述下蓋板的材料為矽片或玻璃片。
[0017]一種MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，所述製造工藝包括以下步驟:
[0018]第一步，在所述絕緣體上外延矽矽片的正面及背面生長或澱積出二氧化矽層；
[0019]第二步，在所述絕緣體上外延矽矽片的正面及背面澱積一層氮化矽層；
[0020]第三步，通過光刻及刻蝕，將所述絕緣體上外延矽矽片背面的部分氮化矽層及二氧化矽層去除，並露出下矽層；
[0021]第四步，將下矽層暴露在外的部分刻蝕至氧化埋層；
[0022]第五步，將暴露在外的氧化埋層去除；
[0023]第六步，將絕緣體上外延矽矽片背面的氮化矽層及二氧化矽層去除；
[0024]第七步，將兩塊絕緣體上外延矽矽片進行背對背矽-矽鍵合；形成質量塊和框架；
[0025]第八步，對鍵合後的矽片的正面及背面的進行光刻、刻蝕及深度刻蝕；在框架和質量塊之間刻蝕出多個通孔，從而形成自由活動的彈性梁；
[0026]第九步，將鍵合後的矽片的正面及背面的氮化矽層及二氧化矽層去除，形成完整的測量體；
[0027]第十步,將鍵和後的娃片與上蓋板及下蓋板進行鍵合,形成完整的MEMS高靈敏度橫向加速度計。
[0028]一種MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，所述製造工藝包括以下步驟:
[0029]第一步，在雙面絕緣體上外延矽矽片的上下矽層上分別通過光刻、深度刻蝕及刻蝕形成多個深至中間矽層的孔；
[0030]第二步，在所述孔內沉積多晶矽並填滿所述孔；然後在所述雙面絕緣體上外延矽矽片的上下矽層的表面生長出二氧化矽層；
[0031]第三步，在所述雙面絕緣體上外延矽矽片的上下矽層上通過光刻、深度刻蝕及刻蝕形成多個彈性梁及梳狀耦合結構；並通過高溫氧化在所述彈性梁、所述梳狀耦合結構的露置在外的表面上生長出二氧化矽，或者用化學澱積方法澱積一層二氧化矽；
[0032]第四步，通過光刻及刻蝕將露置在外的所述中間矽層上的二氧化矽去除，並深度刻蝕所述中間矽層至一定深度；
[0033]第五步，將框架與質量塊之間的中間矽層腐蝕，從而形成自由運動的彈性梁；
[0034]第六步，將露置在外的所述二氧化矽腐蝕；
[0035]第七步，將上蓋板、處理後的所述雙面絕緣體上外延矽矽片、以及下蓋板進行一次性鍵合。
[0036]對所述上蓋板及下蓋板的加工工藝還包括:
[0037]A、在所述上蓋板和所述下蓋板的鍵合面上分別通過光刻、深度刻蝕及刻蝕各自形成一個凹陷區；
[0038]B、與所述絕緣體上外延矽矽片鍵合之前，對所述上蓋板及所述下蓋板進行清洗。
[0039]對所述上蓋板及下蓋板的加工工藝還包括:
[0040]A、在所述上蓋板和所述下蓋板的鍵合面上分別通過光刻、深度刻蝕及刻蝕各自形成一個凹陷區；
[0041]B、在所述凹陷區內塗覆吸附劑；
[0042]C、與所述絕緣體上外延矽矽片鍵合之前，對所述上蓋板及所述下蓋板進行清洗。
[0043]所述深度刻蝕及所述刻蝕的方法為以下方法中的一種或多種方法:幹法刻蝕或溼法刻蝕，所述幹法刻蝕包括:矽的深度反應離子刻蝕及反應離子刻蝕。
[0044]所述用於腐蝕矽層的腐蝕劑為以下腐蝕劑中的一種或多種的組合:氫氧化鉀、四甲基氫氧化氨、乙二胺磷苯二酚或氣態的二氟化氙。
[0045]所述用於腐蝕二氧化矽層的腐蝕劑為以下腐蝕劑中的一種或多種的組合:緩衝氫氟酸、49%氫氟酸或氣態的氟化氫。
[0046]按照本發明所提供的一種MEMS高靈敏度橫向加速度計及其製造工藝具有如下優點:首先，本MEMS高靈敏度橫向加速度計可以通過測量在質量塊和框架之間的電容值來檢測水平方向的加速度，而在質量塊和內框架之間設置的多個梳齒在豎直方向上很厚，而且在框架和質量塊的上半部分及下半部分都設置有梳齒，本方案不僅僅增加了電容，也增加了檢測精度。此外，本加速度計中的質量塊由兩塊質量塊鍵合而成，總體質量很大，具有較高的檢測靈敏度。再次，由於在測量體的上半部分及下半部分對稱地設置有彈性梁，因此本加速度計能有效減小非敏感方向的扭動、振動等所造成的影響，穩定性好。最後，本加速度計中質量塊運動均在一個平面內，壓膜阻尼較小，即使在真空度不高的工作環境中也可以正常工作。因此對製造工藝的要求得以降低。而且本加速度計中上蓋板和下蓋板上並不設有電極，蓋板只是起到保護測量體的作用。這樣的話對蓋板所採用的材料要求也得以降低。也大大降低了製造成本。而垂直方向的鍵合工藝在得到較大質量塊的同時也減少了加速度計的整體尺寸，提高了系統的集成度。而且由於腐蝕工藝及鍵合工藝較為簡單，本產品生產工藝的生產效率較高、成本也較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0047]圖1為本發明的第一種實施例的結構示意圖。
[0048]圖2為本發明中的測量體的俯視圖。
[0049]圖3為本發明中的第一種製造方法的第一步、第二步示意圖。
[0050]圖4為本發明中的第一種製造方法的第三步、第四步示意圖。
[0051]圖5為本發明中的第一種製造方法的第五步、第六步示意圖。
[0052]圖6為本發明中的第一種製造方法的第七步、第八步示意圖。
[0053]圖7為本發明中的第一種製造方法的第九步、第十步示意圖。
[0054]圖8為本發明中的第一種製造方法的第十一步示意圖。
[0055]圖9為本發明的第二種實施例的示意圖。
[0056]圖10為本發明中第二種製造方法的第一步至第三步示意圖。
[0057]圖11為本發明中第二種製造方法的第四步至第六步示意圖。
[0058]圖12為本發明中第二種製造方法的第七步示意圖。
【具體實施方式】
[0059]下面結合附圖對本發明做進一步的詳述:
[0060]參照圖1，按照本發明提供的一種MEMS高靈敏度橫向加速度計，包括:測量體1、與所述測量體I相連接的上蓋板2以及下蓋板3 ;所述測量體I採用包括有上矽層4及下矽層5的絕緣體上外延矽結構，簡稱SOI結構。每層矽層之間分別設置有氧化埋層6。
[0061]參見圖2，所述測量體I包括框架11、位於框架11內的質量塊12 ;質量塊12與框架11之間通過彈性梁13相連接。質量塊12與框架11之間的間隔空間內設置有多組彈性梁13。優選地，質量塊12為一方形體，彈性梁13為U型彎折彈性梁，並設置在質量塊12的四個端角處，形成對稱結構，從而在檢測過程中質量塊12的位移比較平穩。此外，優選地，在質量塊12的上半部分及下半部分都相應地對稱設置有多組彈性梁13。這樣減少了在非敏感方向上的扭動或振動對質量塊12帶來的影響。
[0062]參見圖2，框架11與質量塊12之間還設置有一組或多組相對的梳狀耦合結構14。梳狀耦合結構14包括形成於框架11上的框架梳齒141以及形成於質量塊12上的質量塊梳齒142。框架梳齒141與質量塊梳齒142之間形成有活動間隙。當框架11和質量塊12通電後，框架梳齒141與質量塊梳齒142之間會形成一電容。在檢測加速度的過程中，質量塊12會受加速度影響，向加速度方向移動。根據公式C= ε A/d,即兩片平行的導電片之間的電容量等於介電係數乘以正對面積除以垂直間距。當因加速度產生位移時，框架梳齒141和質量塊梳齒142之間的間距會產生變化。從而導致框架梳齒141和質量塊梳齒142之間的電容的變化。集成晶片可以通過電容的變化計算出檢測到的加速度。在一個實施例中，質量塊12位移時，質量塊梳齒142的側壁143和框架梳齒141的側壁144之間的重合的面積會產生變化，從而導致電容變化，集成晶片是通過測量該電容變化來測量加速度。在另一個實施例中，質量塊12位移時，質量塊梳齒142的側壁143和框架梳齒141的側壁144的間隔距離會產生變化，從而導致電容變化，集成晶片是通過測量該電容變化來測量加速度。設置在框架11和質量塊12之間的梳狀耦合結構14增加了檢測準確度。
[0063]接著，根據圖3至圖8來詳細說明用於製造本發明中的MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，其中，本加速度計採用了絕緣體上外延矽矽片，簡稱SOI矽片。SOI矽片包括上矽層4、下矽層5以及位於上矽層4和下矽層5之間的氧化埋層6。該製造工藝包括以下步驟:
[0064]第一步，對SOI矽片的正面及背面進行高溫氧化處理，在其表面形成一層二氧化矽層7 ;或者利用化學氣態澱積法(CVD)澱積一層二氧化矽層7。
[0065]第二步，利用化學氣態澱積法(CVD)在SOI矽片的正面及背面澱積一層氮化矽8。
[0066]第三步，對所述SOI矽片的背面上塗覆光阻劑。之後按照特定圖案對SOI矽片的背面進行曝光，並用顯影液進行顯影。這樣被曝光的圖案就會顯現出來。再利用反應離子幹法刻蝕或緩衝氫氟酸對二氧化矽層7及氮化矽層8上被曝光的部分進行刻蝕直至露出下娃層5。
[0067]第四步，利用氫氧化鉀、或四甲基氫氧化氨、或乙二胺磷苯二酚將暴露在外的下矽層5刻蝕至氧化埋層6 ；
[0068]第五步，利用緩衝氫氟酸將SOI矽片暴露在外的氧化埋層6去除；
[0069]第六步，利用反應離子幹法刻蝕或緩衝氫氟酸將SOI矽片背面的二氧化矽層7和氮化矽層8去除；
[0070]第七步，將兩塊SOI矽片進行背對背矽-矽鍵合；形成質量塊12和框架11 ；
[0071]第八步，對鍵合後的矽片的正面及背面上塗覆光阻劑。之後按照特定圖案對鍵和後的矽片的正面及背面進行曝光，並用顯影液進行顯影。這樣被曝光的圖案就會顯現出來。再利用反應離子幹法刻蝕或緩衝氫氟酸在鍵合後矽片的正面及背面的二氧化矽層7及氮化矽層8上被曝光的部分進行刻蝕，刻蝕出多個深至露出上矽層4的孔。
[0072]第九步，對上矽層4進行深度刻蝕直至所述孔刻穿，從而形成自由活動的彈性梁13。
[0073]第十步，利用反應離子幹法刻蝕或緩衝氫氟酸將鍵和後的矽片表面的氮化矽層8及二氧化矽層7去除，形成完整的測量體I。
[0074]第H^一步,將鍵和後的娃片與上蓋板2及下蓋板3進行鍵合,形成完整的MEMS高靈敏度橫向加速度計。
[0075]參照圖9，本發明中的MEMS高靈敏度橫向加速度計中的測量體I還可以採用雙面SOI娃片製成,雙面SOI娃片包括上娃層4、中間娃層10以及下娃層5 ;每兩層娃層之間，即上矽層4和中間矽層10之間以及中間矽層10和下矽層5之間分別設置有氧化埋層6。
[0076]接著，參照圖10至13詳細說明用於製造本發明中的MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，該製造工藝包括以下步驟:
[0077]第一步，在雙面SOI矽片的上矽層4和下矽層5上分別塗覆光阻劑。之後按照特定圖案對上矽層4和下矽層5進行曝光，並用顯影液進行顯影。這樣被曝光的圖案就會顯現出來。再用矽的深度反應離子刻蝕將上矽層4和下矽層5被曝光的部分深度刻蝕至氧化埋層6。然後利用反應離子幹法刻蝕或緩衝氫氟酸對被露置在外的氧化埋層6進行蝕刻。從而形成多個深至中間矽層10的孔。之後將光阻劑層去除。
[0078]第二步，在所述孔內沉積多晶矽至中間矽層10並填滿所述孔，從而形成電通路；然後在所述雙面SOI矽片的上矽層4和下矽層5的表面生長出二氧化矽層7。並通過化學和機械拋光法將上矽層4和下矽層5的表面進行打磨，達到表面的平滑標準。
[0079]第三步，在所述雙面SOI矽片的上矽層4和下矽層5上分別塗覆光阻劑。之後按照特定圖案對上矽層4和下矽層5進行曝光，並用顯影液進行顯影。這樣被曝光的圖案就會顯現出來。先利用反應離子幹法刻蝕或緩衝氫氟酸對生長出的二氧化矽層上被曝光的部分進行刻蝕。再利用矽的深度反應離子刻蝕將上矽層4和下矽層5深度刻蝕至氧化埋層6。最後用反應離子幹法刻蝕或緩衝氫氟酸對被露置在外的氧化埋層6進行蝕刻。從而形成多個彈性梁13和梳狀耦合結構14。並在將光阻劑去除後，利用高溫在所述彈性梁13的表面生長出一層二氧化矽層7，或者用化學澱積(CVD)方法在所述彈性梁13和梳狀耦合結構14的表面澱積一層二氧化娃層7。
[0080]第四步，用幹法刻蝕去除二氧化矽層7中露置在外的二氧化矽。並再次用矽的深度反應離子刻蝕或氣態的二氟化氙將中間矽層10深度刻蝕至一定深度。
[0081]第五步，使用氫氧化鉀、或四甲基氫氧化氨、或乙二胺磷苯二酚、或氣態的二氟化氙對被刻蝕至一定深度的中間矽層10進行水平及縱向腐蝕。並根據中間矽層10中需要被腐蝕的區域的大小來控制腐蝕時間。中間矽層10被腐蝕後，形成了上下兩層自由運動的多個彈性梁13和梳狀耦合結構14。
[0082]第六步，將露置在SOI矽片表面的所述二氧化矽7用緩衝氫氟酸、或49%氫氟酸、或氣態的氟化氫腐蝕掉。
[0083]第七步，將上蓋板、處理後的所述雙面SOI矽片、以及下蓋板進行一次性鍵合，形成完整的加速度計。
[0084]對所述上蓋板2及下蓋板3的加工工藝還包括:
[0085]A、在上蓋板2和下蓋板3的鍵合面上塗覆光阻劑，之後按照特定圖案對其進行曝光，並用顯影液進行顯影。這樣被曝光的圖案就會顯現出來。再利用深度反應離子刻蝕、或氫氧化鉀、或四甲基氫氧化氨、或乙二胺磷苯二酚，分別將上蓋板2和下蓋板3被曝光的部分深度刻蝕至一定位置。從而在上蓋板2和下蓋板3的鍵合面上各自形成一個凹陷區，並將光阻劑去除。
[0086]B、在上蓋板2和下蓋板3的所述凹陷區內塗覆一層吸附劑9。
[0087]C、在與所述SOI矽片鍵合之前，對上蓋板2及下蓋板3對進行清洗；
[0088]上述對上蓋板2及下蓋板3的加工工藝中在凹陷區內塗覆吸附劑9的步驟為可選步驟。在真空度不高的情況下，測量體I與上蓋板2及下蓋板3之間的空隙中可能會產生阻尼。為此，在上蓋板2及下蓋板2上塗覆吸附劑9可以降低阻尼，從而增加本加速度計的檢測靈敏度和準確度。
[0089]其中，本發明中的上述加工工藝中的氮化矽層8和二氧化矽層7起到保護其所覆蓋的矽層，使其不被刻蝕或腐蝕。
[0090]本發明中所述的深度刻蝕及所述刻蝕的方法為以下方法中的一種或多種方法:幹法刻蝕或溼法刻蝕，所述幹法刻蝕包括:矽的深度反應離子刻蝕及反應離子刻蝕。
[0091]由於本加速度計是通過梳狀耦合結構14來檢測水平方向上的加速度，因此上蓋板2和下蓋板3上並不設置有電極。這樣一來，大大降低了對上蓋板2和下蓋板3的材料要求。而且對蓋板的鍵合對準要求也大大降低。也降低了製造成本。本技術方案在較低的真空度下也有較高的檢測準確度。此外，在本技術方案中，上蓋板2和下蓋板3上還可以設置有一層吸附劑9來增加真空度。
【權利要求】
1.一種MEMS高靈敏度橫向加速度計，包括:測量體、與所述測量體相連接的上蓋板以及下蓋板；所述測量體包括框架、位於所述框架內的質量塊，其特徵在於，所述質量塊與所述框架之間通過多根彈性梁相連接；所述質量塊與所述框架之間設置有相對的梳狀耦合結構；所述質量塊在水平方向上移動，所述梳狀耦合結構用於檢測水平方向上的加速度。
2.如權利要求1所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述框架和所述質量塊上分別形成有多個梳齒，框架梳齒與質量塊梳齒相互交叉配合，形成所述梳狀耦合結構。
3.如權利要求2所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述框架梳齒和所述質量塊梳齒之間形成有活動間隙，並在所述活動間隙內形成檢測電容。
4.如權利要求3所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述測量體通過檢測所述質量塊梳齒側壁與所述框架梳齒側壁之間的重合面積的變化引起的電容值變化來檢測加速度。
5.如權利要求3所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述測量體通過檢測所述質量塊梳齒的側壁與所述框架梳齒的側壁的間距變化引起的電容值變化來檢測加速度。
6.如權利要求1所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述彈性梁為U型M
ο
7.如權利要求1所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述上蓋板及所述下蓋板上設置有吸附劑。
8.如權利要求1所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述梳狀耦合結構上設置有電極。
9.如權利要求1所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述測量體採用包括有上矽層及下矽層的絕緣體上外延矽結構，每層矽層之間分別設置有氧化埋層。
10.如權利要求9所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述測量體採用雙面絕緣體上外延矽結構，包括上矽層、中間矽層及下矽層；每兩層矽層之間分別設置有二氧化娃層。
11.如權利要求1所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計，其特徵在於，所述上蓋板及所述下蓋板的材料為矽片或玻璃片。
12.—種MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，其特徵在於，所述製造工藝包括以下步驟: 第一步，在所述絕緣體上外延矽矽片的正面及背面生長或澱積出二氧化矽層； 第二步，在所述絕緣體上外延矽矽片的正面及背面澱積一層氮化矽層； 第三步，通過光刻及刻蝕，將所述絕緣體上外延矽矽片背面的部分氮化矽層及二氧化矽層去除，並露出下矽層； 第四步，將下矽層暴露在外的部分刻蝕至氧化埋層； 第五步，將暴露在外的氧化埋層去除； 第六步，將絕緣體上外延矽矽片背面的氮化矽層及二氧化矽層去除； 第七步，將兩塊絕緣體上外延矽矽片進行背對背矽-矽鍵合；形成質量塊和框架； 第八步，對鍵合後的矽片的正面及背面的進行光刻、刻蝕及深度刻蝕；在框架和質量塊之間刻蝕出多個通孔，從而形成自由活動的彈性梁； 第九步，將鍵合後的矽片的正面及背面的氮化矽層及二氧化矽層去除，形成完整的測量體； 第十步，將鍵和後的矽片與上蓋板及下蓋板進行鍵合，形成完整的MEMS高靈敏度橫向加速度計。
13.—種MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，其特徵在於，所述製造工藝包括以下步驟: 第一步，在雙面絕緣體上外延矽矽片的上下矽層上分別通過光刻、深度刻蝕及刻蝕形成多個深至中間矽層的孔； 第二步，在所述孔內沉積多晶矽並填滿所述孔；然後在所述雙面絕緣體上外延矽矽片的上下矽層的表面生長出二氧化矽層； 第三步，在所述雙面絕緣體上外延矽矽片的上下矽層上通過光刻、深度刻蝕及刻蝕形成多個彈性梁及梳狀耦合結構；並通過高溫氧化在所述彈性梁、所述梳狀耦合結構的露置在外的表面上生長出二氧化矽，或者用化學澱積方法澱積一層二氧化矽； 第四步，通過光刻及刻蝕將露置在外的所述中間矽層上的二氧化矽去除，並深度刻蝕所述中間矽層至一定深度； 第五步，將框架與質量塊之間的中間矽層腐蝕，從而形成自由運動的彈性梁； 第六步，將露置在外的所述二氧化矽腐蝕； 第七步，將上蓋板、處理後的所述雙面絕緣體上外延矽矽片、以及下蓋板進行一次性鍵口 ο
14.如權利要求12或13所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，其特徵在於，對所述上蓋板及下蓋板的加工工藝還包括: A、在所述上蓋板和所述下蓋板的鍵合面上分別通過光刻、深度刻蝕及刻蝕各自形成一個凹陷區； B、與所述絕緣體上外延矽矽片鍵合之前，對所述上蓋板及所述下蓋板進行清洗。
15.如權利要求12或13所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，其特徵在於，對所述上蓋板及下蓋板的加工工藝還包括: A、在所述上蓋板和所述下蓋板的鍵合面上分別通過光刻、深度刻蝕及刻蝕各自形成一個凹陷區； B、在所述凹陷區內塗覆吸附劑； C、與所述絕緣體上外延矽矽片鍵合之前，對所述上蓋板及所述下蓋板進行清洗。
16.根據權利要求12至15任一所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，其特徵在於，所述深度刻蝕及所述刻蝕的方法為以下方法中的一種或多種方法:幹法刻蝕或溼法刻蝕，所述幹法刻蝕包括:矽的深度反應離子刻蝕及反應離子刻蝕。
17.根據權利要求12至15任一所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，其特徵在於，所述用於腐蝕矽層的腐蝕劑為以下腐蝕劑中的一種或多種的組合:氫氧化鉀、四甲基氫氧化氨、乙二胺磷苯二酚或氣態的二氟化氙。
18.根據權利要求12至15任一所述的MEMS高靈敏度橫向加速度計的製造工藝，其特徵在於，所述用於腐蝕二氧化矽層的腐蝕劑為以下腐蝕劑中的一種或多種的組合:緩衝氫 氟酸、49%氫氟酸或氣態的氟化氫。
【文檔編號】G01P15/125GK104297521SQ201310304676
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2013年7月19日
【發明者】於連忠, 孫晨 申請人:中國科學院地質與地球物理研究所