《炬丰科技-半导体工艺》GaAs/Al0.4Ga0.6As微加速度计的设计与制作

炬丰科技

2021-7-7 10:22:15

1326 半导体工艺

书籍：《炬丰科技 - 半导体工艺》

文章：GaAs/Al0.4Ga0.6As 微加速度计的设计与制作

编号： JFSJ-21-042

作者：炬丰科技

网址： http://www.wetsemi.com/index.html

摘要：在GaAs 传感梁表面的适当位置通过空气桥技术形成薄膜，它们本身固定在端部的刚性框架上，如图 1 所示。当外部加速度施加到加速度计时，地震块将发生位移由于惯性力。地震质量的这种运动使梁变形。因此， GaAs/Al0.4Ga0.6As 压敏电阻的阻值会发生变化。有激励直流时，电阻的变化将通过外部电路转换为输出电压的变化。

加速度计的制作：

在GaAs/Al0.4Ga0.6As/AlAs压阻薄膜生长后，采用光刻、湿法刻蚀、离子注入和蒸发金属剥离图案技术制作压敏电阻微结构。引入电感耦合等离子体 (ICP) 将两个槽蚀刻到压阻层，然后在压阻薄膜台面的顶部沉积和图案化 ti/Pt/Au 金属以形成欧姆接触。使用ICP蚀刻形成压敏电阻器。离子注入掩模定义了要隔离的区域，以2×1017 cm2的剂量注入B+在压阻器件之间产生隔离层。低温（200℃）沉积1240 Å PECVD Si3N4薄膜，形成绝缘层，然后通过反应离子蚀刻 (RIE) 蚀刻 Si3N4 膜并暴露集电极接触层。涂覆并刻蚀聚酰亚胺牺牲层，制作空气桥；在 C 和 E 电极中蚀刻引线孔，并蒸发和蚀刻 Ti/Au 合金金属形成空中桥梁的甲板。Au/Ge/Ni金属沉积在甲板上以加强接触层和空气桥，然后在410℃合金化以形成电极。发射极电极和集电极电极通过使用湿蚀刻的浅蚀刻穿过金属层制造。擦去牺牲层，形成压阻结构的双气桥结构，如图2所示。

图3 描述了悬臂质量块结构的制造步骤。引入了控制孔蚀刻技术来控制光束的厚度精度。四个独立的薄 GaAs 悬臂梁的三维图案由双面对齐的 GaAs 材料通过掩模中的开口到膜来定义。通过机械摩擦将基板减薄至 130 um 后，使用光刻法掩蔽膜正面的芯片，然后通过深正面垂直蚀刻从正面定义和蚀刻 20 um 悬臂梁。接下来，当正面孔可见时，通过再次从膜背面蚀刻 110 微米，成功形成悬臂梁和检测质量。