Гугл перевод Осесиметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (1060171), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Фиг. 3, последовательный способ получения датчик давления, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, изображен. Как показано, первоначальная обработка пластины 302 с использованием, глубоко реактивное ионное травление (DRIE), которое образует полость, имеющую боковую стенку 303 приблизительно 90 градусов. Далее, еще одино травление, гидроксид тетраметиламмония (ТМАН) травления, выполняется, чтобы сделать боковую стенку 305 , образующую угол около 125,3 градусов, по отношению к верхней поверхности пластины 302. Затем первая пластина 302 прикрепляется, с использованием непосредственного соединения кремния или конденсированным склеивание, со второй пластиной 310. Вторая пластина 310 затем протравливается, чтобы сформировать желаемую толщину мембраны, например, 18,5 мкм, что обеспечивает основную структуру для абсолютного датчика давления. Следует иметь в виду, что любая желаемая схема построена на верхней части пластины 310. Наконец, если датчик перепада давления желательно, DRIE может быть выполнен с помощью травления задней пластины 302 , приблизительно в полость, чтобы сформировать отверстие в полости для дифференциального измерения давления.
Фиг. 4 изображает технологическую схему для примерного процесса 400 для изготовления датчика давления MEMС 300, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. В отношении Фиг. 3-5, процесс 400 начинается на этапе 404 , после чего реактивное ионное травление выполняется на обработку пластины 302 , чтобы сформировать полость, имеющую боковую стенку 303 с углом приблизительно 90 градусов по отношению к верхней поверхности пластины 302. Следует иметь в виду, что начальный угол заметно меньше 90 градусов может быть использован, например, начальный угол больше, чем 54,7 градусов.
Затем, на этапе 406, травление выполняется для обработки пластины 302, чтобы изменить боковую стенку 305 полости под углом примерно 125,3 градусов по отношению к верхней поверхности пластины 302. Следует иметь в виду, что окончательный угол заметно меньше 125,3 градусов может быть использован, например, конечный угол более 90 градусов, обеспечивая боковую стенку 305 пластины 302 иметь (111) индексами Миллера, где они состоят в удовлетворении пластине 310. Затем, на этапе 408, обработанная пластина 302 присоединена к пластине 310 , т. е. пластины, на которой схема должна быть сформирована. Затем, на этапе 410 , пластина 310 уменьшают толщину до требуемой толщины мембраны.
Затем, в решении, шаг 412, когда датчик перепада давления должен быть произведено, отверстие формируют с использованием DRIE от задней стороны пластины обработки 302 в полость на этапе 414 . В противном случае, когда абсолютное датчик давления должно быть произведено, схема сформирована на печатной пластине 310 на этапе 416. На этапе 414 , после того как отверстие протравливают в полость с задней пластины 302 , управление переходит к этапу 416 , прежде чем процесс 400 завершается.
Фиг.5 показывает датчик давления 300 изготовлений в соответствии со способом 400 на Фиг. 4. Как показано в фиг.5, датчик 300 включает в себя пластину 302 и пластину 310 , которые связаны друг с другом. Полость образуется в пластине 302 по способу, описанному выше, чтобы обеспечить боковую стенку 305 , имеющую примерно 125,3 градусов, по отношению к верхней поверхности пластины 302 на боковине 305 пластины 310 интерфейс. Желаемая схема сформирована на верхней части эпитаксиального слоя N-типа 310 и может включать в себя оксидный слой 315 нитрида слоя 317, имплантат 311, множество N-типа + диффузии 313 , а также оксидный слой 319, нитридный слой 323 и слой металла 321. Как и в предыдущих датчиках, описанных выше, толщину мембраны выбирают так, чтобы добиться желаемой толщины, например, 18,5 мкм.
Соответственно, процессы описанные здесь, позволяют выгодно уменьшить размер МЭМС датчика давления, обеспечивая при этом датчик у которого мембрана обеспечивает адекватную поддержку и, таким образом, не столь подвержены повреждениям, как предыдущие датчики данной области, имеющие аналогичные размеры.
Приведенное выше описание считается, что только из предпочтительных вариантов осуществления. Модификации изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники, и те, кто принимает или использует изобретение. Таким образом, следует понимать, что варианты осуществления, показанные на чертежах и описанные выше, являются только для иллюстративных целей и не предназначены для ограничения объема изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения, как интерпретировать в соответствии с принципами патентного закона, в том числе доктрина эквивалентов.
ПАТЕНТНАЯ ФОРМУЛА(20)
Формула изобретения:
1 Метод микро-электромеханической системы (MEMS) обработки, включающий в себя:
формирование глубокого колодца внутри первой стороны полупроводниковой подложке, имеющей первый тип легирования, в котором колодец имеет второй тип легирования;
формирования одного или нескольких неглубоких скважин, имеющих первый тип легирования внутри глубокого колодца, в котором один или более неглубоких колодцев работют как резистивные элементы в глубоком колодце;
и избирательное травление второй стороны полупроводниковой подложки, выполняя электрохимический контролируемый (ЕСЕ) процесс травление с образованием полости, примыкающей к глубокой скважины, в результате чего появляется структура мембраны, которая работает в качестве пьезорезистора, и которая сконфигурирована для измерения давления в полости.
2. Способ п.1, Отличающийся тем, что скважина содержит градиент профиля легирования, проходящую перпендикулярно от верхней поверхности полупроводниковой подложки через колодец.
3. Способ п.1, В котором комплементарный металло-оксидный полупроводник (CMOS) компоненты образуются в первой области полупроводниковой подложки, имеющей п-типа материала и в соседней второй области полупроводниковой подложке, имеющей материал р-типа.
4. Способ п.1, В котором первый тип легирование включает в себя п-легирование, чтобы привести к р-типа полупроводниковой подложки и в котором второй тип легирование, содержит N-типа легирования, чтобы привести к глубокой н-колодца.
5. Способ п.2, В котором градиент профиль легирования включает в себя концентрацию легирующей примеси, обратно пропорциональна расстоянию от верхней поверхности полупроводниковой подложки.
6. Способ п.4, В котором процесс ECE останавливается на PN-перехода, образованной между полупроводниковой подложкой и глубокого н-колодца.
7. Способ п.4, В котором формирование глубокий колодец включает в себя:
имплантации н-типа легирующей примеси в р-типа полупроводниковой подложки; и
подвергая полупроводниковую подложку до повышенной температуры для привода н-типа легирующей примеси на большую глубину в полупроводниковой подложки, тем самым формируя глубокую н-колодец.
8. Способ п.6, В котором PN перехода имеет глубину, которая определяется до формирования глубокий колодец через прогнозных моделирования градиента профиля легирования внутри глубокий колодец.
9. Способ п.7, В котором п-типа легирующей примеси имплантируют в полупроводниковой подложке в дозе ионов в диапазоне примерно 10 12 см -3 до примерно 10 17 см -3 .
10. Способ п.7, В котором п-типа легирующей примеси приводится в полупроводниковой подложке путем воздействия на подложку до температуры в диапазоне от приблизительно 1100 ° С до приблизительно 1200 ° С в течение приблизительно 300 минут до примерно 400 минут.
. 11 микро-электро механическая система ( MEMS ) давление датчик , включающий в себя:
полупроводниковую подложку, имеющую первый тип легирования;
скважина находится в пределах первой стороне подложки на глубину, в котором скважина имеет второй тип легирования, имеющую градиент профиля легирования; и
полость, расположенную внутри второй стороне подложки в положении напротив скважина, таким образом, что скважина примыкает полость;
отличающийся тем, что полость образует гибкий диафрагму в подложке, имеющей толщину, определенную глубину скважины глубиной.
12. MEMS давление датчика изп.11, Градиент профиль легирования обратно пропорциональна расстоянию от верхней поверхности подложки.
13. MEMS давление датчика изп.11, Дополнительно содержащий:
один или более неглубокие скважины, расположенные в глубоких скважин и сконфигурированные для работы в качестве диффузионных резисторов, в котором один или более неглубокие скважины позволит глубоких скважин для работы в качестве piezoresistor, который сконфигурирован, чтобы изменить свое сопротивление в зависимости от давления внутри полости.
14. MEMS давление датчика изп.11, В котором MEMS давление датчик содержит монолитную MEMS давления датчик , имеющий КМОП компоненты в первой области п-типа материала и в соседней второй области материала р-типа.
15. MEMS давление датчика изп.11, В котором первый тип легирование включает в себя п-легирование, чтобы привести к р-типа полупроводниковой подложки и в котором второй тип легирование, содержит N-типа легирования, чтобы привести к глубокой н-колодца.
16. MEMS давления датчик , включающий в себя:
р-типа не-эпитаксиального кремниевая подложка;
Мембрана расположена в пределах первой стороне р-типа не-эпитаксиального кремниевой подложке;
п-типа глубокий колодец, имеющий градиент профиля легирования и расположен в пределах диафрагмы;
один или несколько р-типа неглубокие колодцы, расположенные в пределах п-типа глубокой скважины, который работает в качестве пьезоэлектрических резисторов; и
полость расположена внутри второй части р-типа не-эпитаксиального кремниевой подложке и примыкающей к диафрагме;
где давление внутри полости сконфигурирован, чтобы генерировать силу, действующую на мембрану, чтобы изменить сопротивление пьезоэлектрического резисторов в зависимости от давления разности приложенного на мембрану.
17. MEMS давление датчика изп.16, В котором один или более р-типа колодцы имеют концентрацию легирования выше, чем у п-типа глубокой скважины.
18. MEMS давление датчика изп.16, В котором градиент профиль легирования включает в себя концентрацию легирующей примеси, обратно пропорциональна расстоянию от верхней поверхности р-типа не-эпитаксиального кремниевой подложке.
19. MEMS давление датчика изп.16, В котором MEMS давление датчик содержит монолитную MEMS давления датчик , имеющий КМОП компоненты в первой области п-типа материала и в соседней второй области материала р-типа.
20. MEMS давление датчика изп.16, Отличающийся тем, что полость выполнена с крутой угол боковой стенки, который останавливает на PN-перехода, образованной между р-типа не-эпитаксиального кремниевой подложке и п-типа глубокой скважины.
100 – датчик давления
102 – подложка
104 – глубокий колодец
106 – неглубокие скважины
108 – контакты
110 – полость
112 – слой кремния
114 – межуровневый слой диэлектрика
116 – пассивирующий слой
118 – слой металлизации
120 – pn переход
122 – верхняя поверхность подложки
124 – задняя сторона подложки
126 – легированное сечение
304 – профиль легирования глубокого n-колодца
306 – pn переход
702 – первый маскирующий слой
704 – имплантация n- типа легирующей примеси в подложку p-типа
802 – термическое возбуждение присадок n-типа, для их диффундирования на большую глубину в пределах подложки, что приводит к образованию глубоко расположенному колодцу
902 – второй маскирующий слой
904 – имплантация мелких колодцев p-типа через маскирующий слой
1002 – третий маскирующий слой
1004 – формировани контактов к подложке
1102 – формирование защитного слоя на задней поверхности подложки
1200 – 118 сформирован так чтобы частично быть внутри 114
1300 - нанесение пассивирующего слоя
1400 – датчик в ванне травления
1402 – травитель
1404 – потенциостат (кортролирует смещение тока между глубокой скважиной и ванной травителя)для защиты верхней поверхности подложки и обеспечение контакта с глубоким колодцем. Травление заканчивается на диоде обратного смещения, который представлен в виде PN узла расположенного на пересечении глубокой скважины n-типа и подложки p-типа (травитель вытравливает диод обратного смещения и подвергается воздействию приложенного смещения, в результате реакции образуется тонкий слой доксида кремния, который останавливает травление).
1408 – держатель пластины
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
