[發(fā)明專利]壓敏傳感器的制備方法

有效

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• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN102336388A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 黃志剛;方精訓
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發(fā)明涉及一種壓敏傳感器的制備方法。

背景技術

壓敏傳感器是將壓力轉(zhuǎn)換為電信號的一種器件。一般可用體微機械加工或表面微機械加工兩種方法來制造薄膜，然后在薄膜中嵌入壓阻器就可以測量壓力所引起的應力，同時，電容用來測量薄膜的撓度。

采用表面微機械加工技術制作帶真空腔結(jié)構(gòu)的壓敏傳感器方法，在晶圓的表面刻蝕出一個空腔(cavity)作為傳感薄膜的伸縮空間。在空腔形成之后向空腔填充犧牲層，其中的犧牲層淀積工藝會保持因空腔刻蝕形成的圖形間的高低差(Step-height)。經(jīng)CMP平坦化之后在空腔的周圍的犧牲層刻蝕一圈環(huán)繞空腔的通孔(定錨通孔的形成參見圖2和圖3，其中4為光刻膠，3為犧牲層)，為用來填充固定傳感薄膜的定錨通孔。之后進行定錨通孔填充和傳感薄膜淀積，然后刻蝕出傳感薄膜形狀，再通過濕法刻蝕的方法把所有犧牲層刻蝕干凈。最后淀積一層保護層把壓敏傳感器件密封。

采用上述制備方法所制備出的壓敏傳感器主體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中3為硅襯底，2為定錨通孔，1為傳感薄膜。這種結(jié)構(gòu)非常不穩(wěn)定，在外力的作用下，如后續(xù)工藝流程中的水洗等，都將會破壞壓敏傳感器結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種壓敏傳感器的制備方法，其能提供更穩(wěn)定的支撐。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的壓敏傳感器的制備方法，在硅襯底上的第一犧牲層中刻蝕形成定錨通孔之后，包括如下步驟：

1)采用各向同性的刻蝕工藝，刻蝕所述定錨通孔下的硅襯底至硅平面下預定深度，形成定錨底座孔，而后去除光刻膠；

2)CMP工藝研磨去除所述硅襯底上的第一犧牲層；

3)在所述硅襯底上淀積傳感薄膜，所述傳感薄膜填充硅襯底中的所述定錨底座孔；

4)CMP工藝研磨所述傳感薄膜至所述硅襯底平面；

5)在硅襯底上淀積第二犧牲層；

6)采用光刻工藝在所述第二犧牲層上定義出定錨通孔的位置，而后刻蝕所述第二犧牲層至所述硅襯底中的傳感薄膜中，形成定錨通孔，之后去除光刻膠；

7)在所述第二層犧牲層上再次淀積傳感薄膜，所述傳感薄膜填充所述定錨通孔形成定錨，最終形成由定錨底座和定錨構(gòu)成的傳感薄膜支撐柱；

8)緊接著進行高溫退火處理，之后進行傳感薄膜圖形化等常規(guī)的工藝。

本發(fā)明的壓敏傳感器的制備方法，在定錨通孔氧化膜刻蝕完成之后，額外增加一步定錨底座孔的刻蝕，在硅襯底上刻蝕形成定錨底座孔，并且采用各向同性的刻蝕工藝。在后續(xù)工藝流程中形成定錨時，作為承載壓敏傳感器主體的定錨可以深入到硅襯底中并且底座比較寬大，從而增加壓敏傳感器主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1為現(xiàn)有的壓敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有的制備壓敏傳感器方法中通孔光刻示意圖；

圖3為現(xiàn)有的制備壓敏傳感器方法中刻蝕氧化膜形成通孔后的示意圖；

圖4為采用本發(fā)明的方法制備的壓敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的壓敏傳感器制備流程示意圖；

圖6至圖16為與本發(fā)明的制備方法中的步驟相應的壓敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的壓敏傳感器的制備方法，包括如下步驟(參見圖5)：

1)在硅襯底3上刻蝕形成空腔，而后淀積第一犧牲層51，接著采用光刻工藝在第一犧牲層上定義出定錨通孔的位置(見圖6，4為光刻膠)，緊接著刻蝕第一犧牲層形成定錨通孔(見圖7)。上述工藝流程與原有工藝相同。而后采用各向同性的刻蝕工藝，刻蝕定錨通孔下的硅襯底至硅平面下預定深度(可為0.05～2μm)，形成定錨底座孔221(見圖8)，而后去除光刻膠(見圖9)；

2)CMP工藝研磨去除硅襯底3上的第一犧牲層51(見圖10)；

3)在硅襯底3上淀積傳感薄膜1，傳感薄膜填充硅襯底中的定錨底座孔，形成定錨底座22(見圖11)；

4)CMP工藝研磨傳感薄膜至硅襯底平面(見圖12)；

5)在硅襯底上淀積第二犧牲層52(見圖13)；

6)采用光刻工藝在第二犧牲層52上定義出定錨通孔的位置，而后刻蝕第二犧牲層至硅襯底中的傳感薄膜，形成定錨通孔211(見圖14)，之后去除光刻膠(見圖15)；

7)在第二層犧牲層52上再次淀積傳感薄膜1，傳感薄膜填充定錨通孔211形成定錨21，最終形成由定錨底座22和定錨21構(gòu)成的傳感薄膜支撐柱；