[发明专利]压力传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种压力传感器的制备方法。

背景技术

微机电系统(MicroelectroMechanicalSystems，简称MEMS)是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域，是一种采用半导体工艺制造微型机电器件的技术。与传统机电器件相比，MEMS器件在耐高温、小体积、低功耗方面具有十分明显的优势。经过几十年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一，它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。

压力传感器是一种将压力信号转换为电信号的换能器。根据工作原理的不同分为电阻式压力传感器和电容式压力传感器。电容式压力传感器的原理是通过压力改变顶部电极与底部电极之间的电容，以此来测量压力。

在现有技术中，顶部电极与底部电极通过一腔体隔开，顶部电极上具有一压力传感区，在实际操作中，需要对介质层进行刻蚀工艺以暴露出所述压力传感区，但是，在刻蚀的过程中不可避免的会对顶部电极造成损伤，对腔体产生应力而使压力传感器变形，并且，在刻蚀的过程中易产生聚合物等颗粒(particle)，从而影响器件的性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种压力传感器的制备方法，以避免或减少对顶部电极的损伤，并避免或降低对腔体产生应力，从而提高器件的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种压力传感器的制备方法，包括：

提供半导体基底，所述半导体基底中形成有底部电极，所述半导体基底的表面形成有覆盖所述底部电极的牺牲层；

在所述半导体基底上形成顶部电极，所述顶部电极与所述底部电极通过所述牺牲层隔开，所述顶部电极具有压力传感区；

在所述顶部电极上形成刻蚀停止层，所述刻蚀停止层覆盖所述压力传感区；

对所述顶部电极进行选择性刻蚀形成顶部电极开口，所述顶部电极开口暴露出所述牺牲层；

通过所述顶部电极开口去除所述牺牲层，在所述底部电极和顶部电极之间形成腔体；

在所述半导体基底、刻蚀停止层和顶部电极上形成介质层；以及

刻蚀去除覆盖所述压力传感区的所述介质层，并去除所述牺牲层，以暴露出所述压力传感区。

进一步的，所述牺牲层和刻蚀停止层的材料均为非晶碳，去除所述牺牲层和刻蚀停止层的方法为：

通入氧等离子体，在温度范围为150℃～450℃的条件下灰化所述牺牲层和刻蚀停止层。

进一步的，去除所述刻蚀停止层的方法为各向同性的刻蚀方法。

进一步的，去除所述刻蚀停止层的方法为灰化的方法，所述刻蚀停止层的材料为能够利用灰化去除的材质。

进一步的，所述刻蚀停止层的材料为光刻胶或非晶碳。

进一步的，所述压力传感器的制备方法还包括：

在所述刻蚀停止层和介质层之间形成一保护层；

在对所述介质层进行刻蚀的步骤中，刻蚀所述保护层，以暴露出所述刻蚀停止层。

进一步的，所述保护层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。

进一步的，所述保护层的材料和所述介质层的材料相同。

进一步的，所述介质层的材料和所述保护层的材料均为氮化硅。

进一步的，所述保护层的厚度为

进一步的，所述刻蚀停止层的厚度为

进一步的，所述顶部电极的材料为锗硅。

进一步的，所述压力传感区为环形，宽度为5um～10um。

与现有技术相比，本发明提供的压力传感器的制备方法具有以下优点：

在压力传感器的制备方法中，在所述顶部电极上形成刻蚀停止层，所述刻蚀停止层覆盖压力传感区，之后在刻蚀去除覆盖所述压力传感区的所述介质层的步骤中，由于所述介质层较厚，所以在此过程中，所述刻蚀停止层可以保护所述压力传感区不被损伤，并且可以避免对腔体产生过多的应力；之后再去除所述刻蚀停止层，由于所述刻蚀停止层比较少，所以，在此过程中，可以减少或避免产生过多的聚合物，从而提高器件的性能。

附图说明

图1为本发明一实施例中压力传感器的制备方法的流程图；

图2至图10为本发明一实施例中压力传感器的制备方法中器件结构的示意图。

具体实施方式