专利名称：加速度和压力传感器单硅片集成芯片及制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集成了加速度传感器和压力传感器的芯片及制作方法，尤其是一种单硅片单面体微机械加工的加速度和压力传感器集成芯片及制作方法，可用于TPMS (轮胎压力检测系统)，属于硅微机械传感器技术领域。
背景技术：
在航空航天、工业自动化控制、汽车电子、航海以及消费电子等领域中，需同时测量加速度、压力等参数。如在汽车TPMS (轮胎压力检测系统)中，利用安装各轮胎里的压力传感器来实时检测轮胎气压情况，并将各个轮胎气压状况信息反馈到控制面板进行实时显示及监测，确保汽车安全运行。当轮胎气压过低或有渗漏现象存在时，系统会自动报警。轮胎中同时安装有加速度传感器模块，加速度传感器用于检测汽车是否在行驶，利用其对运动的敏感性，实现汽车移动即时开机，进入系统自检、自动唤醒。汽车高速行驶时，按运动速度自动智能确定检测时间周期，并通过辅助软件对汽车行驶过程中的安全期、敏感期和危险期进行监控并做出预警判断，以逐渐缩短巡回检测周期和提高预警能力、从而大大地降低系统功耗。当前，基于压阻检测的TPMS集成芯片结构主要有以下两种(1)利用硅片双面微加工方法结合键合技术制作集成芯片，即采用两步各向异性湿法刻蚀方法分别形成压力薄膜和质量块。通过硅_硅键合或硅_玻璃键合来制作压力传感器的参考压力腔体和加速度传感器的结构支撑框架，最后再利用硅片正面干法刻蚀释放可动结构。[Xu J B, Zhao Y L, Jiang Z D et al. A monolithic siliconmulti—sensor for measuring three-axis acceleration, pressure and temperature Journalof Mechanical Science and Technology, 2008, 22 731-739] 0 (2)压力传感器敏感薄膜由LPCVD (低压化学气相沉积)沉积薄膜材料组成，例如低应力氮化硅、多晶硅等，在薄膜上方制作多晶硅压敏电阻形成检测电路；加速度传感器采用热对流原理实现检测[Wang Q，Li X X，Li Τ, Bao M Μ, et al.A novel monolithicalIyintegrated pressure, accelerometer and temperature composite sensor Transducers2009, Denver, CO, USA. 2009 :1118-1121]。上述第一种结构方式主要采用硅体微机械工艺制作，采用两步背面KOH刻蚀减薄硅片和高温键合制作压力传感器的腔体及加速度传感器悬臂梁和质量块，这种制作方式不仅使加工后的芯片尺寸偏大，增加了生产成本，而且加工后压力薄膜厚度不均勻，影响传感器输出特性。同时，键合过程中不同材料间的热不匹配所导致的残余应力对传感器温漂也会产生较大的影响[Kovacs GTA, Maluf Ni, Petersen KE. Bulk micromachining of silicon, P IEEE,1998,86(8) 1536 1551]。第二种结构方式采用表面微机械工艺替代体微机械工艺，通过采用低应力氮化硅或其他杨氏模量较大的沉积薄膜作为压力传感器的敏感结构层，解决了体硅微机械加工薄膜厚度不均勻的问题。并且加工后整体尺寸较小，可有效降低加工成本。但是，由于其通过多晶硅掺杂的方法来加工检测电阻，且多晶硅电阻压阻系数远小于单晶硅，压阻系数约为单晶硅压阻系数的二分之一，因此灵敏度偏低，不适于在高灵敏度检测场合应用。还有就是由于这种结构的传感器需要通过湿法刻蚀牺牲层来释放结构，很容易导致薄膜黏附失效，且由于受到薄膜沉积限制，不易制作大量程压力传感器。鉴于此，本发明提出了一种新的基于单硅片的加速度和压力传感器集成芯片结构及其制作方法。
发明内容
本发明主要解决的技术问题在于提供一种加速度和压力传感器单硅片集成芯片及制作方法，可实现多传感器芯片集成制造，进而实现芯片的微小型化，满足芯片低成本、 大批量生产的要求。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案—种加速度和压力传感器单硅片集成芯片，包括一块单晶硅基片和均集成在所述单晶硅基片上的加速度传感器及压力传感器；所述加速度传感器与压力传感器集成于所述单晶硅基片的同一表面；其中，所述加速度传感器包括质量块，与所述质量块连接的弹性悬臂梁，位于所述弹性悬臂梁上的第一应力敏感电阻，位于所述单晶硅基片表面的参考电阻，位于所述质量块与弹性悬臂梁周围嵌入在所述单晶硅基片内的运动空腔，以及具有凹腔的盖板硅片；所述盖板硅片覆盖在质量块和弹性悬臂梁外，使所述运动空腔与凹腔配合形成密闭腔体；所述质量块由第一单晶硅薄膜和位于所述第一单晶硅薄膜之上的金属块组成；所述第一应力敏感电阻与所述参考电阻连接成加速度检测电路；所述压力传感器包括第二单晶硅薄膜，多个位于所述第二单晶硅薄膜上的第二应力敏感电阻，以及位于所述第二单晶硅薄膜之下嵌入在所述单晶硅基片内的密封压力腔；所述多个第二应力敏感电阻连接成压力检测电路。作为本发明的优选方案，所述第一应力敏感电阻和第二应力敏感电阻均为单晶硅应力敏感电阻。作为本发明的优选方案，所述单晶硅基片为(111)晶面的单晶硅基片。作为本发明的优选方案，所述第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜均为六边形，且相邻两边的夹角均为120°。作为本发明的优选方案，所述加速度传感器设有两根所述弹性悬臂梁以及两个分别位于两根所述弹性悬臂梁上的第一应力敏感电阻，并且设有两个所述参考电阻；两个所述参考电阻与两个所述第一应力敏感电阻连接成半桥检测电路。作为本发明的优选方案，所述加速度传感器中的金属块为铜块，厚度为20 μ m 30 μ m0作为本发明的优选方案，所述压力传感器设有四个第二应力敏感电阻，分别两两相对的以所述第二单晶硅薄膜的中心呈中心对称分布，且分别位于所述第二单晶硅薄膜的两条相互垂直的对称轴上，四个所述第二应力敏感电阻连接成惠斯顿全桥检测电路。此外，本发明还提供一种上述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法， 包括以下步骤步骤一、采用离子注入的方法在单晶硅基片上制作应力敏感电阻，然后制作表面钝化保护层；
步骤二、利用反应离子刻蚀工艺在单晶硅基片上间隔的制作多个释放窗口，多个释放窗口分为两组分别勾勒出所需第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的轮廓，两组释放窗口的深度分别与所需第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的厚度一致；然后在释放窗口内沉积钝化材料制作侧壁钝化保护层；步骤三、利用反应离子刻蚀工艺剥离释放窗口底部的钝化材料，然后再利用硅深度反应离子刻蚀工艺继续向下刻蚀，两组释放窗口分别刻蚀至所需运动空腔和密封压力腔的深度；步骤四、通过释放窗口利用湿法刻蚀工艺横向腐蚀单晶硅基片，从而制作嵌入在单晶硅基片内的运动空腔和压力腔体，释放第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜；并通过在释放窗口内沉积多晶硅缝合释放窗口，完成压力传感器中压力腔体的密封；步骤五、去除部分表面钝化保护层，制作欧姆接触区和引线孔，并形成引线和焊盘；步骤六、在第一单晶硅薄膜上制作金属块，然后利用刻蚀工艺释放由第一单晶硅薄膜和金属块构成的质量块，并释放弹性悬臂梁；步骤七、制作具有凹腔的盖板硅片，并利用BCB(BenzocycIobuene)胶将所述盖板硅片粘贴在单晶硅基片上，使盖板硅片覆盖质量块和弹性悬臂梁，其凹腔与运动空腔形成密闭空腔，完成整个集成芯片的制作。作为本发明的优选方案，所述单晶硅基片采用η型(111)晶面的单晶硅基片。作为本发明的优选方案，步骤一通过向η型(111)晶面的单晶硅基片进行硼离子注入的方法制作应力敏感电阻，注入倾斜角为7° 10°，应力敏感电阻的方块电阻值为 82 90欧姆。作为本发明的优选方案，步骤一利用低压化学气相沉积工艺(LPCVD)顺序沉积低应力氮化硅和氧化硅的方法制作表面钝化保护层。作为本发明的优选方案，步骤二中沿着η型(111)晶面的单晶硅基片的<111>晶向等间距地制作多个栅格长条式释放窗口，所述多个释放窗口分为两组分别勾勒出第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的轮廓，使第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的轮廓均为六边形且相邻两边的夹角均为120°。作为本发明的优选方案，步骤二中利用低压化学气相沉积工艺顺序沉积低应力氮化硅和氧化硅，或者直接利用低压化学气相沉积工艺沉积低应力氮化硅，从而制作出侧壁钝化保护层。作为本发明的优选方案，步骤四中利用KOH溶液或者TMAH溶液从单晶硅基片内部横向腐蚀单晶硅基片。作为本发明的优选方案，步骤四中利用低压化学气相沉积工艺沉积低应力多晶硅缝合释放窗口。作为本发明的优选方案，步骤六所述金属块为铜块，通过溅射铜电镀种子层，完成铜电镀，从而在第一单晶硅薄膜上制作铜块。相较于现有技术，本发明的有益效果在于本发明采用非键合的同一套单硅片微机械工艺通过单面加工将压力传感器和加速度传感器集成在同一颗单晶硅芯片的同一表面上，结构简单，构思巧妙，可应用于TPMS系统中，完成对加速度和压力各参数的检测。本发明不仅解决了当前体硅微加工的压阻式压力和加速度传感器集成芯片尺寸过大、不同键合材料间热不比配所导致的残余应力和压力传感器薄膜厚度不均的问题，而且还具有表面微机械加工所特有的优势，加工后的芯片便于封装，具有尺寸小、成本低、灵敏度高、稳定性好、精度佳等特点，适合于大批量生产。
图1为实施例中的加速度和压力传感器单硅片集成芯片的三维结构示意图。图2为实施例中的加速度和压力传感器单硅片集成芯片的三维结构截面示意图。图3为实施例中的加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作工艺流程图，其中 (a)制作应力敏感电阻；(b)刻蚀释放窗口 ；(c)结构侧壁保护并加工牺牲间隙；(d)侧壁根部横向湿法刻蚀；(e)缝合释放窗口 ；(f)加工引线；(g)电镀加速度传感器铜块；(h)BCB键
合封装。
图ζI为实施例中的加速度传感器SEM实物图片。
图5为实施例中的压力传感器SEM实物图片。
图6为实施例中的加速度传感器测试曲线。
图、7为实施例中的压力传感器测试曲线。
图中各附图标记说明如下
1—一加速度传感器；
2—一压力传感器；
3—一引线和焊盘；
4—一规则六边形压力薄膜；
5—一压力传感器的应力敏感电阻；
61-——加速度传感器的应力敏感电阻；
62-——加速度传感器的参考电阻；
6—一加速度传感器的弹性悬臂梁；
7—一加速度传感器的质量块，亦即硅岛(由铜电镀而成)
8—一可动间隙；
9—一密封压力腔；
10-——加速度传感器的法向运动间隙。
具体实施例方式以下将结合附图对本发明作进一步详细说明。本实施例制作一种加速度和压力传感器单硅片集成芯片，如图1和图2所示，该芯片包括一块单晶硅基片和均集成在所述单晶硅基片上的加速度传感器1及压力传感器2 ； 所述加速度传感器1与压力传感器2集成于所述单晶硅基片的同一表面。其中，所述加速度传感器1包括质量块7，与所述质量块7连接的弹性悬臂梁6， 位于所述弹性悬臂梁6上的第一应力敏感电阻61，位于所述单晶硅基片表面的参考电阻 62，位于所述质量块7与弹性悬臂梁6周围嵌入在所述单晶硅基片内的运动空腔(图1-2 中的可动间隙8和法向运动间隙10组成运动空腔)，以及具有凹腔的盖板硅片(图中未示出)；所述盖板硅片覆盖在质量块和弹性悬臂梁外，使所述运动空腔与凹腔配合形成密闭腔体；所述质量块7由第一单晶硅薄膜和位于所述第一单晶硅薄膜之上的金属块组成，金属块优选为铜块；所述第一应力敏感电阻61与所述参考电阻62连接成加速度检测电路。 其中，第一单晶硅薄膜主要起到后续电镀铜块时的支撑作用，铜块厚度为20 μ m 30 μ m， 主要用于增加质量块的质量，提高加速度传感器的输出特性。所述压力传感器包括第二单晶硅薄膜(即图1-2中的规则六边形压力薄膜4)， 多个位于所述第二单晶硅薄膜上的第二应力敏感电阻5，以及位于所述第二单晶硅薄膜之下嵌入在所述单晶硅基片内的密封压力腔9 ；所述多个第二应力敏感电阻5连接成压力检测电路。在本实施例中，优选地，采用η型(111)晶面硅片作为单晶硅基片进行单硅片单面微机械制作，通过单晶硅侧壁根部横向湿法刻蚀形成单晶硅薄膜和嵌入式腔体结构。所述第一应力敏感电阻和第二应力敏感电阻均为单晶硅应力敏感电阻，相对于多晶硅压敏电阻有更高的灵敏度；第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜均为六边形，相邻两边的夹角均为 120°。加速度传感器优选地采用双悬臂梁和质量块结构，即设有两根所述弹性悬臂梁6 以及两个分别位于两根所述弹性悬臂梁6上的第一应力敏感电阻61，并且设有两个分别位于两根弹性悬臂梁外侧的参考电阻62，两根所述弹性悬臂梁互相平行，且以第一单晶硅薄膜的对称轴呈轴对称布置，两个所述参考电阻62与两个所述第一应力敏感电阻61连接成半桥检测电路。其中，第一应力敏感电阻61和参考电阻62的电阻阻值大小相等，均为 3. 5k Ω-6. 5k Ω范围。制作时第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的厚度一致，通过在第一单晶硅薄膜表面选择性电镀铜块来增加质量块的质量和提高传感器的检测灵敏度。当加速度传感器受到外部加速度作用时，两根检测悬臂梁在外力作用下产生弹性形变，相应地，位于悬臂梁上表面根部位置的第一应力敏感电阻受拉(或受压)，根据压阻效应，第一应力敏感电阻的阻值相应增大(或减小)，通过与两个参考电阻组成半桥检测电路实现对外部加速度检测。压力传感器根据薄膜区的应力分布，充分利用电阻条的纵向压阻效应设计压阻排布方式，优选地，采用了四个第二应力敏感电阻5，分别两两相对的以规则六边形压力薄膜 4的中心呈中心对称分布，且分别位于规则六边形压力薄膜4的两条相互垂直的对称轴上， 即分布在其上下左右位置。当外部压力作用在压力薄膜上时，薄膜发生弹性形变，根据压阻效应，上下位置两个电阻由于受到拉应力，阻值增大，左右两个电阻受到压应力，阻值减小， 这四个第二应力敏感电阻5阻值相等，组成惠斯顿全桥检测电路，实现对外部压力检测。制作该加速度和压力传感器单硅片集成芯片的整个工艺过程采用同一套光刻版通过微机械工艺加工。参看图3中的(a)-(h)，其优选实施步骤如下步骤一、采用η型(111)晶面的单晶硅基片，通过向该单晶硅基片进行硼离子注入的方法制作应力敏感电阻，注入倾斜角为7° 10°，应力敏感电阻的方块电阻值为82 90欧姆。然后制作表面钝化保护层利用LPCVD顺序沉积低应力氮化硅和氧化硅。步骤二、利用反应离子刻蚀工艺在单晶硅基片上沿着η型(111)晶面的单晶硅基片的<111>晶向等间距地制作多个栅格长条式释放窗口，所述多个释放窗口分为两组分别勾勒出第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的轮廓，其中，所需第一单晶硅薄膜的轮廓和第
8二单晶硅薄膜的轮廓均为六边形且相邻两边的夹角均为120°，两组释放窗口的深度分别与所需第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的厚度一致。然后在释放窗口内LPCVD沉积钝化材料制作侧壁钝化保护层，例如可利用LPCVD顺序沉积低应力氮化硅和氧化硅，或者直接利用LPCVD沉积低应力氮化硅，从而制作出侧壁钝化保护层。步骤三、利用反应离子刻蚀工艺剥离释放窗口底部的钝化材料，然后再利用硅深度反应离子刻蚀工艺继续向下刻蚀，两组释放窗口分别刻蚀至所需运动空腔和密封压力腔的深度。步骤四、在释放窗口的侧壁根部利用KOH溶液或者TMAH溶液横向腐蚀单晶硅基片，从而制作嵌入在单晶硅基片内的运动空腔和压力腔体，释放第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜，并通过在释放窗口内LPCVD沉积多晶硅缝合释放窗口，完成压力传感器中压力腔体的密封，然后，采用硅深度反应离子刻蚀技术去除硅表面多余的多晶硅。步骤五、采用150°C，85%磷酸腐蚀去除部分表面氮化硅钝化保护层(氮化硅亦可以保留用作器件绝缘层)，然后制作欧姆接触区和引线孔，溅射铝薄膜并形成引线和焊盘。步骤六、在第一单晶硅薄膜上制作铜块，可以通过正面溅射钛钨铜电镀种子层，完成加速度传感器质量块的铜电镀。然后在硅片正面喷胶光刻，利用硅深度反应离子刻蚀技术释放加速度传感器可动结构(由第一单晶硅薄膜和铜块构成的质量块以及释放弹性悬臂梁)。步骤七、制作具有凹腔的盖板硅片，并利用BCB(BenzocycIobuene)胶将所述盖板硅片粘贴在单晶硅基片上，使盖板硅片覆盖质量块和弹性悬臂梁，其凹腔与运动空腔形成密闭空腔，完成整个集成芯片的制作。最后进行划片及测试。图4、图5分别是本实施例制作的集成芯片中加速度传感器和压力传感器的SEM实物图片。图6、图7分别是本实施例制作的集成芯片中加速度传感器和压力传感器的测试曲线。由图可见，该集成芯片上所有功能部件均位于单芯片一面，单芯片另一面不参与工艺制作，加工后的芯片便于封装，具有尺寸小、成本低、灵敏度高、稳定性好、精度佳等特点，适合于大批量生产。上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种加速度和压力传感器单硅片集成芯片，其特征在于，包括一块单晶硅基片和均集成在所述单晶硅基片上的加速度传感器及压力传感器；所述加速度传感器与压力传感器集成于所述单晶硅基片的同一表面；其中，所述加速度传感器包括质量块，与所述质量块连接的弹性悬臂梁，位于所述弹性悬臂梁上的第一应力敏感电阻，位于所述单晶硅基片表面的参考电阻，位于所述质量块与弹性悬臂梁周围嵌入在所述单晶硅基片内的运动空腔，以及具有凹腔的盖板硅片；所述盖板硅片覆盖在质量块和弹性悬臂梁外，使所述运动空腔与凹腔配合形成密闭腔体；所述质量块由第一单晶硅薄膜和位于所述第一单晶硅薄膜之上的金属块组成；所述第一应力敏感电阻与所述参考电阻连接成加速度检测电路；所述压力传感器包括第二单晶硅薄膜，多个位于所述第二单晶硅薄膜上的第二应力敏感电阻，以及位于所述第二单晶硅薄膜之下嵌入在所述单晶硅基片内的密封压力腔；所述多个第二应力敏感电阻连接成压力检测电路。
2.根据权利要求1所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片，其特征在于所述第一应力敏感电阻和第二应力敏感电阻均为单晶硅应力敏感电阻。
3.根据权利要求1所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片，其特征在于所述单晶硅基片为(111)晶面的单晶硅基片。
4.根据权利要求3所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片，其特征在于所述第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜均为六边形，且相邻两边的夹角均为120°。
5.根据权利要求4所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片，其特征在于所述加速度传感器设有两根所述弹性悬臂梁以及两个分别位于两根所述弹性悬臂梁上的第一应力敏感电阻，并且设有两个所述参考电阻；两个所述参考电阻与两个所述第一应力敏感电阻连接成半桥检测电路。
6.根据权利要求1所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片，其特征在于所述加速度传感器中的金属块为铜块，厚度为20 μ m 30 μ m。
7.根据权利要求4所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片，其特征在于所述压力传感器设有四个第二应力敏感电阻，分别两两相对的以所述第二单晶硅薄膜的中心呈中心对称分布，且分别位于所述第二单晶硅薄膜的两条相互垂直的对称轴上；四个所述第二应力敏感电阻连接成惠斯顿全桥检测电路。
8.一种加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一、采用离子注入的方法在单晶硅基片上制作应力敏感电阻，然后制作表面钝化保护层；步骤二、利用反应离子刻蚀工艺在单晶硅基片上间隔的制作多个释放窗口，多个释放窗口分为两组分别勾勒出所需第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的轮廓，两组释放窗口的深度分别与所需第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的厚度一致；然后在释放窗口内沉积钝化材料制作侧壁钝化保护层；步骤三、利用反应离子刻蚀工艺剥离释放窗口底部的钝化材料，然后再利用硅深度反应离子刻蚀工艺继续向下刻蚀，两组释放窗口分别刻蚀至所需运动空腔和密封压力腔的深度；步骤四、通过释放窗口利用湿法刻蚀工艺横向腐蚀单晶硅基片，从而制作嵌入在单晶硅基片内的运动空腔和压力腔体，释放第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜，并通过在释放窗口内沉积多晶硅缝合释放窗口，完成压力传感器中压力腔体的密封；步骤五、去除部分表面钝化保护层，制作欧姆接触区和引线孔，并形成引线和焊盘；步骤六、在第一单晶硅薄膜上制作金属块，然后利用刻蚀工艺释放由第一单晶硅薄膜和金属块构成的质量块，并释放弹性悬臂梁；步骤七、制作具有凹腔的盖板硅片，并利用 BCB胶将所述盖板硅片粘贴在单晶硅基片上，使盖板硅片覆盖质量块和弹性悬臂梁，其凹腔与运动空腔形成密闭空腔，完成整个集成芯片的制作。
9.根据权利要求8所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于所述单晶硅基片采用η型(111)晶面的单晶硅基片。
10.根据权利要求8所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于步骤一通过向η型(111)晶面的单晶硅基片进行硼离子注入的方法制作应力敏感电阻， 注入倾斜角为7° 10°，应力敏感电阻的方块电阻值为82 90欧姆。
11.根据权利要求8所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于步骤一利用低压化学气相沉积工艺顺序沉积低应力氮化硅和氧化硅的方法制作表面钝化保护层。
12.根据权利要求8所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于步骤二中沿着η型(111)晶面的单晶硅基片的<111>晶向等间距地制作多个栅格长条式释放窗口，所述多个释放窗口分为两组分别勾勒出第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的轮廓，使第一单晶硅薄膜和第二单晶硅薄膜的轮廓均为六边形且相邻两边的夹角均为 120°。
13.根据权利要求8所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于步骤二中利用低压化学气相沉积工艺顺序沉积低应力氮化硅和氧化硅，或者直接利用低压化学气相沉积工艺沉积低应力氮化硅，从而制作出侧壁钝化保护层。
14.根据权利要求8所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于步骤四中利用KOH溶液或者TMAH溶液从单晶硅基片内部横向腐蚀单晶硅基片。
15.根据权利要求8所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于步骤四中利用低压化学气相沉积工艺沉积低应力多晶硅缝合释放窗口。
16.根据权利要求8所述加速度和压力传感器单硅片集成芯片的制作方法，其特征在于步骤六所述金属块为铜块，通过溅射铜电镀种子层，完成铜电镀，从而在第一单晶硅薄膜上制作铜块。
全文摘要
本发明涉及一种加速度和压力传感器单硅片集成芯片及制作方法。该芯片包括一块单晶硅基片和均集成在该单晶硅基片上的加速度传感器及压力传感器；采用单硅片单面微加工方法把压力和加速度传感器集成在该单晶硅基片的同一表面，通过侧壁根部横向刻蚀技术形成厚度均匀可控的单晶硅薄膜和嵌入式腔体，并在单晶硅薄膜上表面合理分布压阻制作压力传感器；加速度传感器采用双悬臂梁和质量块结构，通过对单晶硅薄膜的后续选择性电镀和刻蚀，加工并释放质量块和悬臂梁，采用电镀铜方法增加质量块质量，提高灵敏度。本发明结构简单，用非键合的单硅片微机械工艺实现集成芯片单面结构制作，满足了TPMS应用中对传感器芯片小尺寸、低成本及大批量生产的要求。
文档编号G01P15/12GK102476786SQ20101055394
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者李昕欣, 王家畴 申请人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所