一种基于绝缘体上硅片的应力传感器芯片

摘要

本发明公开了属于高温力学测量以及集成电路制造、封装和测量技术领域的一种基于绝缘体上硅片的应力传感器芯片。在硅衬底上制作二氧化硅绝缘层，并在二氧化硅绝缘层上制作应力敏感元件层。其优点是传感器芯片可以测量全部6个方向的应力，同时，SOI衬底制造的应力传感器不使用反向偏置的pn结作为绝缘，即在高温下仍能保持绝缘性，保证了传感器芯片工作的可靠性，传感器芯片能够工作在600度的高温环境。同时，这种用两种不同晶向的单晶硅组成的SOI制造的应力传感器芯片，在取代被测集成电路管芯对其进行应力测量时，能够再现实际集成电路芯片的应力情况，并准确测量芯片所受到的全部六个应力分量。

主权项

1.一种基于绝缘体上硅片的应力传感器芯片，所述应力传感器芯片的衬底(1)为(100)晶向的单晶硅，利用绝缘体上硅片的固有二氧化硅绝缘层(2)作为测量器件与衬底的绝缘，利用二氧化硅绝缘层上的器件层单晶硅作为应力敏感元件(3)层，因此能够再现普通集成电路中的应力状态；其特征在于：所述绝缘体上硅片的衬底可以进行任意浓度掺杂，绝缘体上硅片通过二氧化硅绝缘层(2)实现应力敏感元件层和衬底之间的绝缘，即使在600℃以上高温下仍能保持绝缘性，保证了传感器芯片工作的可靠性；衬底(1)和应力敏感元件(3)采用不同晶向硅，衬底为(100)晶向，应力敏感元件层为(111)晶向，能够测量得到全部六个应力分量，这就克服了(100)晶向硅上应力敏感器件只能测量四个应力分量的不足；并实现了全应力测量和在600℃以上高温下测量。