單晶硅壓力傳感器的制作原理及相關故障分析

 　　單晶硅壓力傳感器用單晶硅材料做應變電阻，以一層SiO2薄膜將硅襯底與應變電阻層隔離，形成單晶硅SOI結構。其制作方法是用硅片直接鍵合減薄的單晶硅SOI材料，襯底為高電阻率P型單晶硅，然后對單晶硅進行高濃度擴散，并用等離子體干法刻蝕電阻條，用LPCVD法雙面淀積Si3N4保護膜，背面光刻腐蝕窗口，各向異性腐蝕硅杯；最后光刻引線孔，并做多層金屬化。上述步驟完成后，再對芯片進行靜電封接、壓焊、封裝等后道工序。與多晶硅壓力傳感器相比，單晶硅做應變電阻材料，具有較高的靈敏度，單晶硅材料具有相同高的縱向和橫向靈敏靈敏因子，有利于設計優良的壓阻電橋，保證傳感器有最大的輸出；應變電阻與襯底之間用SiO2介質層隔離，減小了漏電流，顯著提高了傳感器的工作溫度范圍；由于Si與SiO2之間的直接鍵合，接觸面很匹配，沒有其它過濾層，避免了附加應力的產生，提高了傳感器的電學與力學特性；同時單晶硅SOI傳感器的制作工藝與傳統的CMOS制作工藝兼容，易于實現集成化。所以這是一種性能理想的高溫壓力傳感器。