面向定位与测距应用的微超声器件制作工艺

摘要

本发明公开了一种面向定位与测距应用的微超声器件的制作工艺。该微超声器件工艺结合了MEMS(微电子机械系统)加工技术，工艺步骤简单，能很好的提高产品的可靠性，极大地促进了产品的微型化和集成化，并有利于大批量的生产，从而降低了成本，获得高成品率。由于这种基于硅微加工技术的压电微超声器件具备“超声波信号－电信号”互换效应，所以其既可作为超声接收器件又可作为超声发射器件，若将其应用于定位和测距系统中，具有很高的可靠性和抗干扰性，不易受温度、湿度等影响，市场前景巨大。

主权项

1.一种面向定位与测距应用的微超声器件的制作工艺，该工艺按如下步骤进行：(a)以双面抛光的硅片作为硅衬底，在1050℃下，在硅衬底两面热氧化生成150～250纳米的二氧化硅层；采用低压化学气相淀积方法，在740～780℃下，在硅衬底两面形成厚度为150～250纳米的氮化硅层；(b)背面光刻形成背腔窗口；采用反应离子刻蚀的方法去除光刻胶，形成体硅腐蚀所需的背腔窗口；(c)在浓度为33wt％、温度为80℃的氢氧化钾溶液里进行体硅腐蚀，形成背腔，反应后保留30～80微米的硅层；(d)用浓度为40wt％的氢氟酸，水浴加热至80～95℃，腐蚀去除硅衬底上的二氧化硅和氮化硅，形成硅杯结构；(e)在1050℃下，在硅杯两面同时热氧化生长200～1000纳米的二氧化硅层；(f)在硅片正面磁控溅射钛层-下电极铂层：先用1200～1600W的直流功率溅射钛20～30纳米，再用400～450W的交流功率溅射铂200～250纳米；(g)用磁控溅射或“溶胶-凝胶”法制备锆钛酸铅PZT铁电薄膜200～1000纳米；(h)用400～450W的交流功率溅射铂层150～200纳米，采用正胶剥离或者反应离子刻蚀或者离子束刻蚀的方法形成上电极铂层；(i)采用等离子增强化学气相淀积法，温度为300℃，功率为250W，在正面形成200～400纳米二氧化硅层；(j)先光刻形成接触孔窗口；然后分别用缓冲氢氟酸和浓盐酸的等量混合液湿法腐蚀或者采用反应离子刻蚀干法刻蚀二氧化硅和铁电薄膜层，形成上下电极接触孔；(k)在3.75KW的直流功率下，磁控溅射制备铝400～1500纳米，采用正胶剥离或者磷酸湿法刻蚀形成上下铝电极；(l)用缓冲氢氟酸漂掉背面的热氧硅层；(m)采用感应耦合离子刻蚀的方法，在300～500W的功率下，减薄背腔内硅层至硅衬底上热氧化二氧化硅层时停止。