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公开(公告)号：CN116429299A
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN202310686488.7
申请日：2023-06-12
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种可晶圆系统集成的压力传感芯片制造方法，包括深槽隔离步骤，深刻蚀间隙步骤，电极生长步骤，深刻蚀进气孔步骤，气密封装步骤。本发明在绝缘体上硅晶圆的垂直方向制造深槽平行板电容结构，与传统的在晶圆上下表面水平方向制造压力敏感膜片的方法相比，占用的芯片面积较小；深槽平行板电容结构的真空参考腔需要密封的面积小，并不一定依赖复杂的硅‑硅、硅‑玻璃键合工艺；且垂直方向的压力敏感膜片可以与梳齿式平行板电容结构相结合，形成类似差分式的结构，具有放大压力信号的功能，有利于与信号处理部分在晶圆上实现单片集成。
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公开(公告)号：CN116429300B
公开(公告)日：2023-09-22
申请号：CN202310685836.9
申请日：2023-06-12
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种基于单晶硅和微流道冷却的超高温压力传感芯片及系统，使用底部各向异性腐蚀并氧化和在压阻式的半导体电阻的周围刻蚀电阻分隔结构并填充和覆盖绝缘层相结合的方法，将组成惠斯登电桥的半导体电阻用二氧化硅层绝缘隔离包裹起来，避免了传统单晶硅pn结隔离高温漏电流失效的问题。本发明还提出了使用微流道环绕高温压力传感芯片的微组装方法，隔离了外界高温并降低了芯片周围温度，使得系统可以在高于硅基压力传感芯片最高工作温度的1000℃以上的超高温环境中工作。同时这种微流道环绕芯片进行冷却的方法也适用于其他材质和原理的工作在极端高温环境中的传感器、集成电路、大功率器件等。
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公开(公告)号：CN116429299B
公开(公告)日：2023-09-22
申请号：CN202310686488.7
申请日：2023-06-12
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种可晶圆系统集成的压力传感芯片制造方法，包括深槽隔离步骤，深刻蚀间隙步骤，电极生长步骤，深刻蚀进气孔步骤，气密封装步骤。本发明在绝缘体上硅晶圆的垂直方向制造深槽平行板电容结构，与传统的在晶圆上下表面水平方向制造压力敏感膜片的方法相比，占用的芯片面积较小；深槽平行板电容结构的真空参考腔需要密封的面积小，并不一定依赖复杂的硅‑硅、硅‑玻璃键合工艺；且垂直方向的压力敏感膜片可以与梳齿式平行板电容结构相结合，形成类似差分式的结构，具有放大压力信号的功能，有利于与信号处理部分在晶圆上实现单片集成。
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公开(公告)号：CN116425110B
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202310686427.0
申请日：2023-06-12
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种具有差分结构的高温光电压力传感芯片的晶圆级制造方法，采用微电子深刻蚀方法，直接在单晶硅晶圆上制造垂直方向的法珀腔，同时在硅晶圆上制造水平方向的光束传输的硅基条形波导，形成硅基法珀式压力传感器，器件具有单侧结构，具有进一步放大压力信号的功能。制造方法与微电子工艺完全兼容，可以满足大规模批量化生产的需求，且可以实现电‑光‑传感的晶上系统集成。此外，本发明的器件结构和制造工艺中没有易受温度影响的硅基掺杂工艺和金属化工艺，可以在接近硅基材料弹性形变极限温度的高温环境中工作。
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公开(公告)号：CN116481684A
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202310685929.1
申请日：2023-06-12
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种基于单晶硅晶圆的高温压力传感芯片及三维集成方法，该芯片的制作工艺包括力敏电阻制造步骤、绝缘隔离步骤、耐高温电极及互连线制造步骤、压力敏感膜片腐蚀步骤、键合步骤。本发明使用在力敏电阻的周围刻蚀绝缘隔离槽并填充和覆盖绝缘层、精确腐蚀力敏电阻的下层体硅相结合的方法，避免了传统单晶硅pn结隔离高温漏电流失效的问题，不依赖SOI晶圆、碳化硅晶圆等昂贵的材料，使用一般的单晶硅晶圆就实现了惠斯登电桥力敏电阻间的相互绝缘隔离，满足高温工作需求。提出的基于硅通孔的气密无引线键合方法进一步提升了压力传感芯片的可靠性。同时，制造方法与硅基CMOS工艺完全兼容，可以实现晶上系统集成。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116399489A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310680812.4
申请日：2023-06-09
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种面向晶上系统集成的高温硅基光电压力传感芯片，其制备方法包括：法珀腔深刻蚀步骤、牺牲层填充步骤、光波导制造步骤、牺牲层释放步骤、气密封装步骤。本发明采用微电子深刻蚀方法，直接在绝缘体上硅晶圆上制造垂直方向的法珀腔，并利用绝缘体上硅晶圆的器件层单晶硅和埋氧层二氧化硅制造光束传输的硅基光波导，与微电子工艺完全兼容，具有更高的生产效率。同时，本发明的制造工艺直接在硅晶圆上制造硅基光电子传感芯片，有利于硅基微电子芯片在晶圆上实现光电混合的单片集成，进一步提升了系统的性能。此外，本发明在晶圆上制造硅基法珀压力传感芯片，可以在120℃以上的高温环境中工作。
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公开(公告)号：CN116631944B
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202310912407.0
申请日：2023-07-25
Applicant: 之江实验室
IPC: H01L21/768 , H01L21/48
Abstract: 本发明公开了一种高温压阻特性试样及含有TSV的异形硅转接板制备方法，本发明使用的方法在制造异形结构时避免了传统的机械划片或激光划片时对硅晶圆可能造成的破裂，通过上表面深刻蚀与下表面减薄相结合的方法，实现了异形结构的自动释放分离。同时，本发明面向高温应用提出了与硅通孔TSV工艺兼容的耐高温欧姆接触电极结构硅/二硅化钛/钛/氮化钛/钛/铜，可以用于300℃以上的高温压阻特性的测量。此外，本发明提出的含有TSV的异形硅转接板有利于入射光纤与硅光器件的端面耦合器对准，实现电‑光‑感的三维异构集成系统。
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公开(公告)号：CN116399489B
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310680812.4
申请日：2023-06-09
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种面向晶上系统集成的高温硅基光电压力传感芯片，其制备方法包括：法珀腔深刻蚀步骤、牺牲层填充步骤、光波导制造步骤、牺牲层释放步骤、气密封装步骤。本发明采用微电子深刻蚀方法，直接在绝缘体上硅晶圆上制造垂直方向的法珀腔，并利用绝缘体上硅晶圆的器件层单晶硅和埋氧层二氧化硅制造光束传输的硅基光波导，与微电子工艺完全兼容，具有更高的生产效率。同时，本发明的制造工艺直接在硅晶圆上制造硅基光电子传感芯片，有利于硅基微电子芯片在晶圆上实现光电混合的单片集成，进一步提升了系统的性能。此外，本发明在晶圆上制造硅基法珀压力传感芯片，可以在120℃以上的高温环境中工作。
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公开(公告)号：CN116425110A
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN202310686427.0
申请日：2023-06-12
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种具有差分结构的高温光电压力传感芯片的晶圆级制造方法，采用微电子深刻蚀方法，直接在单晶硅晶圆上制造垂直方向的法珀腔，同时在硅晶圆上制造水平方向的光束传输的硅基条形波导，形成硅基法珀式压力传感器，器件具有单侧结构，具有进一步放大压力信号的功能。制造方法与微电子工艺完全兼容，可以满足大规模批量化生产的需求，且可以实现电‑光‑传感的晶上系统集成。此外，本发明的器件结构和制造工艺中没有易受温度影响的硅基掺杂工艺和金属化工艺，可以在接近硅基材料弹性形变极限温度的高温环境中工作。
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公开(公告)号：CN116631944A
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN202310912407.0
申请日：2023-07-25
Applicant: 之江实验室
IPC: H01L21/768 , H01L21/48
Abstract: 本发明公开了一种高温压阻特性试样及含有TSV的异形硅转接板制备方法，本发明使用的方法在制造异形结构时避免了传统的机械划片或激光划片时对硅晶圆可能造成的破裂，通过上表面深刻蚀与下表面减薄相结合的方法，实现了异形结构的自动释放分离。同时，本发明面向高温应用提出了与硅通孔TSV工艺兼容的耐高温欧姆接触电极结构硅/二硅化钛/钛/氮化钛/钛/铜，可以用于300℃以上的高温压阻特性的测量。此外，本发明提出的含有TSV的异形硅转接板有利于入射光纤与硅光器件的端面耦合器对准，实现电‑光‑感的三维异构集成系统。
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