[發(fā)明專利]電容式傳感器及其制造方法和操作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210269364.0
• 申請(qǐng)日: 2012-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102956810A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金載興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L41/083
• 分類號(hào): H01L41/083;H01L41/27
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張波

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及能量轉(zhuǎn)換器，更具體而言涉及電容式傳感器及其制造方法和操作方法。

背景技術(shù)

用于轉(zhuǎn)換能量的微型傳感器包括基板和膜片（diaphragm）。膜片以施加到膜片的電壓的預(yù)定幅度和預(yù)定頻率振動(dòng)。

膜片通過(guò)附接到硅基板而形成。可替代地，膜片可以通過(guò)在一個(gè)硅基板上形成一部分膜片、在另一基板上形成另一部分膜片并將硅基板與另一基板接合而形成。

然而，使用這樣的常規(guī)方法形成的傳感器在基板與膜片之間具有由于接合或沉積而導(dǎo)致的界面。因此，當(dāng)傳感器被重復(fù)使用時(shí)，傳感器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性會(huì)降低。

此外，為了電絕緣被施加電壓以操作傳感器的電極，絕緣層形成在電極之間。絕緣層可能被充電，由此降低傳感器的可靠性。

此外，當(dāng)使用常規(guī)方法時(shí)，接合或沉積會(huì)引起應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供電容式傳感器。

本發(fā)明提供制造和操作電容式傳感器的方法。

附加的方面將部分地在后面的描述中闡述并且部分地從該描述顯見(jiàn)，或者可以通過(guò)實(shí)踐提供的實(shí)施方式而獲知。

根據(jù)本發(fā)明的方面，傳感器包括：第一摻雜區(qū)；第二摻雜區(qū)，具有與第一摻雜區(qū)相反的導(dǎo)電性并包括第一振動(dòng)部分；以及空置空間，設(shè)置在第一摻雜區(qū)與第一振動(dòng)部分之間，其中第一和第二摻雜區(qū)是整體的。

第一振動(dòng)部分可以包括多個(gè)通孔，并且用于密封多個(gè)通孔的材料膜形成在第一振動(dòng)部分上。

振動(dòng)器可以設(shè)置在空置空間中以被連接到第一振動(dòng)部分并與第一摻雜區(qū)平行。

第二摻雜區(qū)的第二振動(dòng)部分可以設(shè)置在位于振動(dòng)器與第一振動(dòng)部分之間的空置空間中以被連接到第一振動(dòng)部分和振動(dòng)器。

第二振動(dòng)部分可以包括多個(gè)通孔。

用于密封多個(gè)通孔的材料膜可以形成在第一振動(dòng)部分上。

第一摻雜區(qū)可以被摻雜有n型材料或p型材料。

材料膜可以是硅氧化物膜、硅氮化物膜和聚合物膜中的任意一種。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，制造傳感器的方法包括：形成單晶硅層，該單晶硅層是單層硅層并包括彼此相反地?fù)诫s的第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)；以及在第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)之間的有限區(qū)域中形成空置空間。

形成單晶硅層可以包括：形成摻雜有第一摻雜劑的第一單晶硅層；以及通過(guò)將第一單晶硅層的一部分摻雜第二摻雜劑而形成第二摻雜區(qū)。

移除氧化區(qū)的氧化材料還可以包括：在氧化區(qū)上的第二摻雜區(qū)中形成通孔，通過(guò)通孔暴露氧化區(qū)；以及通過(guò)通孔移除氧化材料。

該方法還可以包括在第二摻雜區(qū)上形成用于密封通孔的材料膜。

形成單晶硅層可以包括：形成摻雜有第一摻雜劑的第一單晶硅層；在第一單晶硅層的頂表面下方形成氧化區(qū)；以及在第一單晶硅層上生長(zhǎng)摻雜有第二摻雜劑的第二單晶硅層。

該方法還可以包括朝第二單晶硅層延伸氧化區(qū)的部分。

朝第二單晶硅層延伸氧化區(qū)的部分可以包括：形成第一氧化區(qū)，第一氧化區(qū)連接到該氧化區(qū)并在垂直于該氧化區(qū)的方向上延伸到第二單晶硅層中；以及形成第二氧化區(qū)，第二氧化區(qū)連接到第一氧化區(qū)并在平行于第二單晶硅層中的氧化區(qū)的方向上延伸。

從第一和第二單晶硅層的氧化區(qū)移除氧化材料還可以包括：在第二單晶硅層上形成通孔，通過(guò)通孔暴露朝第二單晶硅層延伸的氧化區(qū)；以及通過(guò)通孔移除第一和第二單晶硅層的氧化區(qū)的氧化材料。在移除氧化材料之后，該方法還可以包括在第二單晶硅層上形成用于密封通孔的材料膜。

該方法還可以包括：在第二單晶硅層上生長(zhǎng)第三單晶硅層；延伸氧化區(qū)到第三單晶硅層中；以及移除第一至第三單晶硅層的氧化區(qū)的氧化材料。

延伸氧化區(qū)到第三單晶硅層中可以包括：形成第三氧化區(qū)，第三氧化區(qū)連接到氧化區(qū)的延伸到第二單晶硅層中的部分并穿過(guò)在氧化區(qū)的延伸到第二單晶硅層中的部分上方的第二單晶硅層；以及在第三單晶硅層上形成第四氧化區(qū)，第四氧化區(qū)連接到穿過(guò)第二單晶硅層的第三氧化區(qū)并平行于第二單晶硅層。

移除第一至第三單晶硅層的氧化區(qū)的氧化材料可以包括：在第三單晶硅層上形成通孔，通過(guò)通孔暴露第四氧化區(qū)；以及通過(guò)通孔移除第一至第三單晶硅層的氧化區(qū)的氧化材料。

形成氧化區(qū)可以包括：將氧離子注入到將要形成氧化區(qū)的相應(yīng)部分；以及熱處理在注入氧離子之后獲得的所得結(jié)構(gòu)。

延伸氧化區(qū)到第三單晶硅層中可以包括：將氧離子注入到第三單晶硅層的部分中，氧化區(qū)將被延伸到該部分；以及熱處理在注入氧離子之后獲得的所得結(jié)構(gòu)。