[發(fā)明專利]制作MEMS慣性傳感器的方法及MEMS慣性傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210126539.2
• 申請(qǐng)日: 2012-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN103373698A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志瑋;唐德明;張鐳;毛劍宏;韓鳳芹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張家港麗恒光微電子科技有限公司
• 主分類號(hào): B81C1/00
• 分類號(hào): B81C1/00;G01D5/241
• 代理公司: 張家港市高松專利事務(wù)所(普通合伙) 32209
• 代理人: 孫高

1.一種制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，包括步驟：

提供半導(dǎo)體基底，包括其上的第一介質(zhì)層及嵌在第一介質(zhì)層頂部的底部感應(yīng)互連焊墊和底部參考互連焊墊；

在第一介質(zhì)層上淀積第一碳層作為犧牲層；

圖案化第一碳層，在第一碳層中形成若干開口；

在第一碳層上淀積第二介質(zhì)層，利用化學(xué)機(jī)械研磨去除第一碳層上的第二介質(zhì)層，剩余所述開口中的第二介質(zhì)層，形成固定錨栓，慣性錨栓和底部密封環(huán)；

對(duì)固定錨栓和慣性錨栓進(jìn)行選擇性刻蝕，在其中形成分別暴露底部感應(yīng)互連焊墊和底部參考互連焊墊的連接孔；

利用導(dǎo)電材料填充所述連接孔形成接觸插塞，在所述第一碳層和固定錨栓、慣性錨栓和接觸插塞上淀積導(dǎo)電材料層；

選擇性刻蝕所述導(dǎo)電材料層，形成第一固定電極、慣性電極及與慣性電極相連的連接電極，所述第一固定電極和慣性電極構(gòu)成一對(duì)電容，連接電極起到對(duì)慣性電極支撐的作用，其中第一固定電極位于所述固定錨栓的上方，并連接固定錨栓，至少一個(gè)第一固定電極通過(guò)固定錨栓中的接觸插塞與底部感應(yīng)互連焊墊電性互連，連接電極與慣性錨栓連接，并通過(guò)慣性錨栓中的接觸插塞與底部參考互連焊墊電性互連；在底部密封環(huán)上方形成MEMS外圍支撐體，與之連接；

在所述第一固定電極、慣性電極、連接電極和MEMS外圍支撐體上形成第二碳層作為覆蓋層，并在所述第二碳層外圍的MEMS外圍支撐體上形成頂部密封環(huán)；

在所述第二碳層和頂部密封環(huán)上形成密封頂蓋層，刻蝕密封頂蓋層形成孔洞；

利用所述孔洞去除第一碳膜層和第二碳膜層；

填充所述孔洞。

2.如權(quán)利要求1所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，利用導(dǎo)電材料填充所述連接孔形成接觸插塞，在所述第一碳層和固定錨栓、慣性錨栓和接觸插塞上淀積導(dǎo)電材料層在同一步驟中完成，即在所述第一碳層和固定錨栓、慣性錨栓及暴露的感應(yīng)互連焊墊和底部參考互連焊墊上淀積導(dǎo)電材料層。

3.如權(quán)利要求1所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，所述第一固定電極和慣性電極的形狀為指狀結(jié)構(gòu)，所述指狀結(jié)構(gòu)分為平行間隔的指部和與各指部相連的連結(jié)部，所述第一固定電極和慣性電極的指部間隔相對(duì)呈插指結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求3所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，所述第一固定電極的兩個(gè)指部之間具有所述慣性電極的至少兩個(gè)指部，或者在所述慣性電極的兩個(gè)指部之間具有所述第一固定電極的至少兩個(gè)指部。

5.如權(quán)利要求1所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，在所述慣性電極垂直于半導(dǎo)體基底表面方向具有第二固定電極，所述第二固定電極和所述慣性電極構(gòu)成一對(duì)垂直于半導(dǎo)體基底方向的電容。

6.如權(quán)利要求1所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料層的材料為含硅導(dǎo)電材料，且采用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積工藝形成，第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層為含硅介電質(zhì)材料，且采用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積工藝形成。

7.如權(quán)利要求6所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，所述含硅導(dǎo)電材料為多晶硅，且采用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積工藝在450攝氏度以下形成。

8.如權(quán)利要求7所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料層的材料為含鍺多晶硅且采用低壓化學(xué)沉積工藝在450攝氏度以下形成。

9.如權(quán)利要求7所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，半導(dǎo)體基底進(jìn)一步包括硅襯底，以及形成在硅襯底上的CMOS器件層，CMOS器件層包括單晶硅或者金屬-氧化物-硅晶體管器件。

10.如權(quán)利要求1所述的制作MEMS慣性傳感器的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料層為含鈦合金或多層含鈦合金復(fù)合層或含鈦金屬與介質(zhì)復(fù)合層或多層含鋁合金復(fù)合層或含鋁金屬與介質(zhì)復(fù)合層，淀積方法為物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積及其組合。