[发明专利]压力传感器和惯性传感器及其形成方法

权利要求书

1.一种压力传感器和惯性传感器的形成方法，其特征在于，包括:

提供具有CMOS控制电路的衬底，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一区用于形成压力传感器，所述第二区用于形成惯性传感器，所述第一区的衬底中具有压力传感器的底部电极;

在所述第一区上形成第一牺牲层，在所述第二区上形成第二牺牲层，所述第一牺牲层定义压力传感器与衬底之间空腔的位置，所述第二牺牲层定义惯性传感器与衬底之间空腔的位置;

形成顶部电极和第一电极，所述顶部电极覆盖其与CMOS控制电路的位置和所述第一牺牲层，所述第一电极覆盖其与CMOS控制控制电路电连接的位置和所述第二牺牲层;

在所述顶部电极中形成第一开口，通过所述第一开口去除所述第一牺牲层；

去除所述第一牺牲层后，在所述顶部电极和第一电极上形成质量层，位于第二牺牲层上的质量层部分为质量块;所述质量层的材料选用与CMOS控制电路形成工艺兼容的材料;

在所述顶部电极上的质量层中形成环形的第二开口，在所述第一电极和第一电极上的质量层中形成电容的两相对极板、与质量块连接的弹性件，所述第二开口包围的部分顶部电极作为压力感应区;

形成所述极板和弹性件之后，去除所述第二牺牲层。

2.如权利要求1所述的压力传感器和惯性传感器的形成方法，其特征在于，所述质量层为叠层结构或单层结构，叠层结构的底层材料、顶层材料、单层结构的质量块的材料选自介质材料、多晶的锗硅、非晶硅其中之一。

3.如权利要求2所述的压力传感器和惯性传感器的形成方法，其特征在于，所述叠层结构的质量块的底层和顶层之间为金属层。

4.如权利要求1所述的压力传感器和惯性传感器的形成方法，其特征在于，在所述第一电极和第一电极上的质量层中形成电容的两相对极板、与质量块连接的弹性件的步骤包括：

图形化所述第一电极和第一电极上的质量层，在所述质量层和所述第一电极中形成多个间隔排列的第三开口、多个间隔排列的第四开口，所述第三开口定义出惯性传感器中电容的极板的位置，第四开口定义出惯性传感器中与质量块连接的弹性件的位置；

在所述第三开口相侧壁、第四开口的侧壁上形成导电层，相邻两第三开口侧壁的导电层分别作为电容的两个极板，第四开口侧壁的导电层作为弹性件。

5.如权利要求4所述的压力传感器和惯性传感器的形成方法，其特征在于，形成导电层后，还包括：

去除相邻两第四开口之间的质量层部分。

6.如权利要求1所述的压力传感器和惯性传感器的形成方法，其特征在于，先在所述第一电极和第一电极上的质量层中形成电容的两相对极板、与质量块连接的弹性件，之后，在所述顶部电极上的质量层中形成第二开口。

7.如权利要求6所述的压力传感器和惯性传感器的形成方法，其特征在于，在形成所述极板和所述弹性件之后，形成所述第二开口之前，还包括：

在所述第二区上形成第三牺牲层，所述第三牺牲层定义出惯性传感器封盖的位置；

形成封盖层，覆盖所述第三牺牲层的上表面、侧壁；

在封盖层中形成第五开口；

通过所述第五开口，去除所述第二牺牲层、第三牺牲层；

去除所述第二牺牲层、第三牺牲层之后，密封第五开口。

8.如权利要求1所述的压力传感器和惯性传感器的形成方法，其特征在于，所述具有CMOS控制电路的衬底上，还形成有互连结构，位于所述CMOS控制电路和惯性传感器、压力传感器之间。

9.一种压力传感器和惯性传感器，其特征在于，所述压力传感器和所述惯性传感器位于同一衬底上，所述衬底中具有CMOS控制电路；

所述压力传感器的顶部电极和所述惯性传感器的第一电极在同一层且材料相同；

所述压力传感器的压力感应区之间的质量层和所述惯性传感器中的质量块的层数相同，且各层材料相同，所述质量层和质量块的材料选用与CMOS控制电路形成工艺兼容的材料。

10.如权利要求9所述的压力传感器和惯性传感器，其特征在于，所述质量块为叠层结构或单层结构，叠层结构的底层材料、顶层材料、单层结构的质量块的材料选自介质材料、多晶的锗硅、非晶硅其中之一。

11.如权利要求10所述的压力传感器和惯性传感器，其特征在于，所述叠层结构的质量块的底层和顶层之间具有金属层。