本發(fā)明涉及傳感器，具體為一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝。

背景技術(shù)：

1、mems?壓力傳感器經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)在汽車電子、消費電子、衛(wèi)生醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及航空航天等各個領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。根據(jù)壓力傳感器的工作原理，mems?壓力傳感器可分為壓阻式，壓電式、電容式、諧振式、聲表面波式、光纖式幾種類型。其中硅壓阻式壓力傳感器是商業(yè)化程度最高、使用最廣泛的?mems?壓力傳感器。然而在一些工業(yè)和航天航空領(lǐng)域中，有些應(yīng)用場合場景下，需要對大流量的氣體進行流量測試，如：大型工業(yè)生產(chǎn)中的尾氣檢測，大流量高速氣體高速沖擊壓力傳感器，壓力傳感器受到高于10mpa的壓力，在這種環(huán)境中使用普通耐高壓壓力傳感器，傳感器的使用壽命很短，而使用特殊材料制作的耐高壓壓力觸感器的成本又很高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的耐高壓壓力觸感器問題無法兼顧成本和使用壽命的問題，本發(fā)明提供一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其可以在壓力傳感器的硅膜片表面加工出一層鏤空結(jié)構(gòu)，增加膜片的抗壓能力，進而延長傳感器的使用壽命。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于，其包括以下步驟：

3、s1：將待加工膜片表面放于熱板上清洗處理，清洗完成后進行處理減薄至預設(shè)厚度；

4、s2：在減薄后待加工膜片的表面采用氣-液界面自組裝方法，鋪設(shè)單層的基礎(chǔ)陣列體待用，構(gòu)成待處理基體；

5、所述基礎(chǔ)陣列體包括多排多列的獨立陣列體；

6、s3：對所述待處理基體進行等離子體刻蝕，每個所述基礎(chǔ)陣列體形成被刻蝕后帶間隙的體積更小的待處理陣列體；

7、s4：將離子體刻蝕后的所述待處理基體在烘箱加熱，使待處理陣列體的形狀由球形趨于鏤空孔目標形狀；

8、s5：針對加熱后的所述待處理基體，以被刻蝕后的帶有間隙的所述待處理陣列體為種子層，進行l(wèi)pcvd沉積，得到一層厚度小于待處理陣列體高度的sio層；

9、s6：利用剝離工藝結(jié)合超聲震蕩，進行待處理陣列體結(jié)構(gòu)的去除；得到帶微孔陣列的sio刻蝕保護層；

10、s7：對剝離工藝處理后的所述待處理基體進行rie刻蝕襯底硅，覆蓋有sio的區(qū)域作為刻蝕保護域，不會被刻蝕，其他微孔區(qū)域被刻蝕形成微孔硅網(wǎng)襯底；

11、s8：用濕法腐蝕去除待加工膜片頂部的sio層，最終在待加工膜片表面上得到微孔硅網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

12、其進一步特征在于：

13、所述待加工膜片為壓力傳感器上直接接受氣體沖擊的膜層；

14、或者再添加一層soi硅膜片作為待加工膜片，然后再生成微孔硅網(wǎng)結(jié)構(gòu)；

15、在執(zhí)行步驟s1之前，基于光刻膠將待加工膜片以外的壓力傳感器結(jié)構(gòu)保護起來，然后執(zhí)行步驟s1；

16、步驟s1中，將待加工膜片減薄至150-250um厚度；

17、步驟s2中所述獨立陣列體的形狀包括：球體、柱體或立方體；

18、步驟s2中的所述基礎(chǔ)陣列體為：六方密排結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯樹脂ps球；

19、步驟s2中，鋪設(shè)的單層有序六方密排的聚苯乙烯樹脂ps球的直徑控制在300～500nm；

20、步驟s3中，具體的刻蝕條件包括：

21、采用o2作為工作氣體，氣體流量控制在100～500scc/min、氣體壓強維持在1～6kpa、刻蝕功率控制在100～350w和刻蝕總時間為高檔位5min；

22、步驟s4中，所述鏤空孔目標形狀設(shè)置為六邊形，則使ps球的形狀由球形趨于六面柱體；

23、步驟s6中，超聲震蕩的時間為30~60min，超聲頻率40~70khz，功率500~1000w；

24、步驟s7中，rie刻蝕襯底硅時，具體實驗條件包括：

25、采用sf6作為工作氣體，氣體流量控制在20～50scc/min、氣體壓強維持在1～4kpa、刻蝕功率控制在150～250w和刻蝕總時間為高檔位2min。

26、本申請?zhí)峁┑囊环N壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其可以針對壓力傳感器上需要直接接受氣體沖擊的sio膜層進行加工，使其生成帶有六方微孔硅網(wǎng)結(jié)構(gòu)的鏤空的sio膜層，當高速氣體沖擊這個鏤空的sio膜層時，基于六方微孔硅網(wǎng)結(jié)構(gòu)的微變型緩沖氣體的沖擊力，但是不會影響氣體透過鏤空層，有效地保護了壓力傳感器的感壓膜層，提高了壓力傳感器的使用壽命。尤其適用于大流量高速氣體的檢測環(huán)境。

技術(shù)特征：

1.一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于，其包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：所述待加工膜片為壓力傳感器上直接接受氣體沖擊的膜層；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：步驟s1中，將待加工膜片減薄至150-250um厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：步驟s2中所述獨立陣列體的形狀包括：球體、柱體或立方體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：步驟s2中的所述基礎(chǔ)陣列體為：六方密排結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯樹脂ps球。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：步驟s2中，鋪設(shè)的單層有序六方密排的聚苯乙烯樹脂ps球的直徑控制在300～500nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：步驟s3中，具體的刻蝕條件包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：步驟s4中，所述鏤空孔目標形狀設(shè)置為六邊形，則使ps球的形狀由球形趨于六面柱體。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：步驟s6中，超聲震蕩的時間為30~60min，超聲頻率40~70khz，功率500~1000w。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其特征在于：步驟s7中，rie刻蝕襯底硅時，具體實驗條件包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┑囊环N壓力傳感器用硅膜片表面加工工藝，其可以針對壓力傳感器上需要直接接受氣體沖擊的SIO膜層進行加工，使其生成帶有六方微孔硅網(wǎng)結(jié)構(gòu)的鏤空的SIO膜層，當高速氣體沖擊這個鏤空的SIO膜層時，基于六方微孔硅網(wǎng)結(jié)構(gòu)的微變型緩沖氣體的沖擊力，但是不會影響氣體透過鏤空層，有效地保護了壓力傳感器的感壓膜層，提高了壓力傳感器的使用壽命。尤其適用于大流量高速氣體的檢測環(huán)境。

技術(shù)研發(fā)人員：楊紹松,劉同慶
受保護的技術(shù)使用者：無錫芯感智科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/5