一种非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法与流程

本发明涉及一种非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，属于薄膜传感器技术领域。

背景技术：

现有技术中，制作薄膜传感器用金属基底的方法，是通过抛光工艺，将金属基底的表面粗糙度达到硅片表面的程度。

存在的技术问题：为了在金属基底上制作传感器并实现传感器电路层与金属基底的绝缘，金属基底的表面粗糙度通常需要达到硅片表面的程度，为了达到硅片表面级别的粗细度，抛光要分多步进行，逐渐地降低金属表面粗糙度，这需要花费大量的时间和成本；同时在抛光以后，需要将金属基底转入到超净间进行后续工艺的制作，在转移过程中，金属基底上从抛光工艺场所等“非洁净”空间带有的污染物将会被带进超净间，这对于后续实现传感器电路层与金属基底之间的绝缘将带来困难。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明通过一种将硅片作为牺牲层结合电镀的工艺制作出表面粗糙度达到硅片表面程度的金属基底，极大地降低了在金属基底上成功制作传感器的难度，节省了时间和成本。

为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：一种非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，以硅片作为牺牲层，借助硅片表面极低的粗糙度，直接在其表面电镀金属层，然后侵蚀去掉硅片。

进一步的，为保护电镀金属层表面，用湿法侵蚀去掉硅片的时候，用lpcvd沉积的氮化硅作为阻隔层，阻止koh刻蚀液侵蚀硅片过程中，对电镀金属的腐蚀。

进一步的，所述非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，具体步骤如下：

步骤一、将硅片使用丙酮、酒精和去离子水清洗，然后使用piranha溶液清洗去除表面有机物，再在boe溶液里侵蚀去除表面氧化物，然后氮气吹干；

步骤二、通过低压化学气相沉积工艺在硅片上、下表面制作一层氮化硅；

步骤三、通过溅射工艺在其中一面的氮化硅层上沉积粘接层，用于后续金属层的粘接；

步骤四、通过溅射工艺在粘接层上沉积一层电镀种子层；

步骤五、通过电镀工艺在电镀种子层上沉积金属层；

步骤六、通过反应离子刻蚀工艺将硅片上的氮化硅层刻蚀掉；

步骤七、通过湿法刻蚀工艺，使用koh溶液刻蚀掉硅片，lpcvd制备的氮化硅作为阻隔层，阻止koh对金属基底的侵蚀；

步骤八、再次通过步骤六将金属基底上的氮化硅刻蚀掉，即可得到表面粗糙度到达硅片表面的金属基底，用于制作薄膜传感器。

更进一步的，所述步骤一中，piranha溶液为浓硫酸和30%过氧化氢按7:3的体积比混合；boe溶液为hf和h2o按6:1的体积比混合；使用piranha溶液清洗20分钟，在boe溶液里侵蚀5分钟。

更进一步的，所述步骤二中，在硅片上、下表面各制作一层厚0.1-1um的氮化硅层，低压化学气相沉积工艺参数为：sicl2h2流量：158sccm；nh3流量：29sccm；气压：252.9mtorr；温度：850℃。

更进一步的，所述步骤三中，粘接层为钛或铬层，厚度5-500nm；步骤四中，电镀种子层为镍层，厚度5-500nm。

更进一步的，所述步骤五中，金属层为镍层，厚度1-5000um；电镀工艺参数为：温度49℃、ph4.0、电流密度1-4a/dm²。

更进一步的，所述步骤六中，反应离子刻蚀工艺参数为：cf4流量45sccm；o2流量5sccm；气压60mtorr；功率100w。

更进一步的，所述步骤七中，湿法刻蚀工艺，使用浓度为30%的koh溶液，刻蚀温度80℃，时间6-8小时。

本发明的有益技术效果是：借助硅片作为牺牲层结合电镀的工艺制作出表面粗糙度达到硅片表面程度的金属基底，所采用的工艺成熟简单，节省了大量的时间和成本；同时整个工艺可以在超净间开展，避免了金属基底从“非洁净”空间转移至超净间带来了污染物，降低了在金属基底上成功制作传感器的难度。

具体实施方式

实施例1

一种非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，以硅片作为牺牲层，借助硅片表面极低的粗糙度，直接在其表面电镀金属层，然后侵蚀去掉硅片。为保护电镀金属层表面的粗糙度，用湿法侵蚀去掉硅片的时候，用lpcvd沉积的氮化硅作为阻隔层，阻止koh刻蚀液侵蚀硅片过程中，对电镀金属的腐蚀。

本发明借助硅片作为牺牲层结合电镀的工艺制作出表面粗糙度达到硅片表面程度的金属基底，所采用的工艺成熟简单，节省了大量的时间和成本；同时整个工艺可以在超净间开展，避免了金属基底从“非洁净”空间转移至超净间带来了污染物，降低了在金属基底上成功制作传感器的难度。

实施例2

本实施例子为最佳实施例。

工艺步骤如下：

步骤一、将硅片使用丙酮、酒精和去离子水清洗，然后使用piranha溶液（浓硫酸和30%过氧化氢的混合物）清洗20分钟去除表面有机物，再在boe（hf：h2o=6:1）溶液里侵蚀5分钟，去除表面氧化物，然后氮气吹干；

步骤二、通过低压化学气相沉积工艺（lpcvd）在硅片上下表面制作一层厚0.1-1um的氮化硅；具体工艺参数：sicl2h2流量：158sccm；nh3流量：29sccm；气压：252.9mtorr；温度：850℃；

步骤三、通过溅射工艺在其中一面的氮化硅层上沉积钛/铬层，厚度5-500nm，用于后续金属层之间的粘接；

步骤四、通过溅射工艺在钛/铬层上沉积一层电镀种子层如镍，厚度5-500nm；

步骤五、通过电镀工艺在电镀种子层上沉积金属层如镍，厚度根据需要而定，如：1-5000um。工艺参数：温度：49℃；ph：4.0;电流密度：1-4a/dm²；

步骤六、通过反应离子刻蚀工艺（rie）将硅片上的氮化硅层刻蚀掉；具体工艺参数：cf4流量：45sccm；o2流量：5sccm；气压：60mtorr；功率：100w；

步骤七、通过湿法刻蚀工艺，使用浓度为30%的koh溶液刻蚀掉硅片，温度：80℃，时间6-8小时，lpcvd制备的氮化硅作为阻隔层，阻止了koh对金属基底的侵蚀；

步骤八、再次通过步骤六的反应离子刻蚀工艺（rie）将金属基底上的氮化硅刻蚀掉，即可得到表面粗糙度到达硅片表面的金属基底，用于传感器的制作。

上述实施例仅仅作为对本发明技术方案的解释，并不能作为对本发明技术方案的限制，凡是在本发明基础上的简单改进，均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于：以硅片作为牺牲层，借助硅片表面极低的粗糙度，直接在其表面电镀金属层，然后侵蚀去掉硅片。

2.根据权利要求1所述的非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于：为保护电镀金属层表面，用湿法侵蚀去掉硅片的时候，用lpcvd沉积的氮化硅作为阻隔层，阻止koh刻蚀液侵蚀硅片过程中，对电镀金属的腐蚀。

3.根据权利要求1所述的非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、将硅片使用丙酮、酒精和去离子水清洗，然后使用piranha溶液清洗去除表面有机物，再在boe溶液里侵蚀去除表面氧化物，然后氮气吹干；

步骤二、通过低压化学气相沉积工艺在硅片上、下表面制作一层氮化硅；

步骤三、通过溅射工艺在其中一面的氮化硅层上沉积粘接层，用于后续金属层的粘接；

步骤四、通过溅射工艺在粘接层上沉积一层电镀种子层；

步骤五、通过电镀工艺在电镀种子层上沉积金属层；

步骤六、通过反应离子刻蚀工艺将硅片上的氮化硅层刻蚀掉；

步骤七、通过湿法刻蚀工艺，使用koh溶液刻蚀掉硅片，lpcvd制备的氮化硅作为阻隔层，阻止koh对金属基底的侵蚀；

步骤八、再次通过步骤六将金属基底上的氮化硅刻蚀掉，即可得到表面粗糙度到达硅片表面的金属基底，用于制作薄膜传感器。

4.根据权利要求3所述的非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于：所述步骤一中，piranha溶液为浓硫酸和30%过氧化氢按7:3的体积比混合；boe溶液为hf和h2o按6:1的体积比混合；使用piranha溶液清洗20分钟，在boe溶液里侵蚀5分钟。

5.根据权利要求3所述的非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于：所述步骤二中，在硅片上、下表面各制作一层厚0.1-1um的氮化硅层，低压化学气相沉积工艺参数为：sicl2h2流量：158sccm；nh3流量：29sccm；气压：252.9mtorr；温度：850℃。

6.根据权利要求3所述的非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于：所述步骤三中，粘接层为钛或铬层，厚度5-500nm；步骤四中，电镀种子层为镍层，厚度5-500nm。

7.根据权利要求3所述的非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于：所述步骤五中，金属层为镍层，厚度1-5000um；电镀工艺参数为：温度49℃、ph4.0、电流密度1-4a/dm²。

8.根据权利要求3所述的非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于：所述步骤六中，反应离子刻蚀工艺参数为：cf4流量45sccm；o2流量5sccm；气压60mtorr；功率100w。

9.根据权利要求3所述的非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，其特征在于：所述步骤七中，湿法刻蚀工艺，使用浓度为30%的koh溶液，刻蚀温度80℃，时间6-8小时。

技术总结本发明公开了一种非抛光制作薄膜传感器用金属基底的方法，以硅片作为牺牲层，借助硅片表面极低的粗糙度，直接在其表面电镀金属层，然后侵蚀去掉硅片。本发明借助硅片作为牺牲层结合电镀的工艺制作出表面粗糙度达到硅片表面程度的金属基底，所采用的工艺成熟简单，节省了大量的时间和成本；同时整个工艺可以在超净间开展，避免了金属基底从“非洁净”空间转移至超净间带来了污染物，降低了在金属基底上成功制作传感器的难度。技术研发人员：曹建峰;毛羽宏受保护的技术使用者：曹建峰技术研发日：2021.05.25技术公布日：2021.08.31