CMOS后處理中體硅正面釋放及保護技術(shù)的研究.pdf

1、單片集成是傳感器發(fā)展的未來趨勢，它將MEMS器件和接口電路、處理電路集成在一塊芯片上。CMOS后處理工藝釋放制作的微型傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、高性能、高度一致性和大規(guī)模生產(chǎn)，這也是MEMS傳感器相對于傳統(tǒng)傳感器的顯著優(yōu)勢。
　　 從正面釋放體硅結(jié)構(gòu)，簡化了工藝流程、降低了操作難度，容易形成工藝標準，并且相對于背面釋放技術(shù)，腐蝕時間大大縮短，因此越來越受到研究者的重視。
　　 本課題的目標是建立與CMOS工藝兼容的體硅正面釋

2、放技術(shù)，主要是實現(xiàn)濕法腐蝕中芯片正面的結(jié)構(gòu)保護，并利用PN結(jié)自停止腐蝕來釋放N阱結(jié)構(gòu)。
　　 利用摻硅的TMAH溶液對鋁的腐蝕速率慢并且與CMOS工藝兼容的特點，可實現(xiàn)對用鋁做腐蝕掩膜的CMOS結(jié)構(gòu)的保護。本文研究了摻硅TMAH溶液的相關特性，確定溶液配比為“5wt.％TMAH+1.8wt.％Si”，其腐蝕硅較快，且?guī)缀醪桓g鋁和氧化層。在此基礎上分析了影響電鈍化腐蝕特性的各種因素，測量了不同類型的硅片在改進TMAH溶液中的I-

3、V特性，其中P型硅片的開路電勢為-1.33V，N型硅片的鈍化勢為-0.93V。
　　 本文設計了體硅正面釋放實驗，在版圖中加入常用的各種MEMS結(jié)構(gòu)，在鋁保護層完好的情況下，分別采用三電極系統(tǒng)及四電極系統(tǒng)成功釋放出了結(jié)構(gòu)；并設計了多晶硅保護實驗，50％以上多晶硅保護良好，結(jié)構(gòu)也基本釋放。
　　 實驗結(jié)果表明與CMOS工藝兼容的體硅正面釋放技術(shù)完全可行，為以后利用此技術(shù)制作各類傳感器奠定了一定的基礎，應該做進一步的研究將其