[發明專利]電容式壓力傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 201310381786.1
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN104422548A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 何其暘;張城龍
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(北京)有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14;G01L9/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，在所述基底中形成凹槽；

在凹槽的側壁上形成環形的第一電極，所述第一電極包括分立的第一子電極和第二子電極；

在第一電極的側壁上形成第一犧牲層；

刻蝕凹槽底部的基底，在凹槽底部的基底中形成刻蝕孔；

在所述刻蝕孔的側壁和底部、凹槽的部分底部以及第一犧牲層的側壁上形成環形的第二電極；

在第二電極上形成第二犧牲層，所述第二犧牲層填充凹槽和刻蝕孔；

在所述第二犧牲層表面形成第一密封層；

去除第一犧牲層，在第一電極和第二電極之間形成第一空腔；

平坦化或刻蝕基底的背面，直至暴露出刻蝕孔底部的第二電極，并去除刻蝕孔底部的第二電極，暴露出刻蝕孔底部的第二犧牲層；

去除所述凹槽和刻蝕孔內的第二犧牲層，形成第二空腔；

形成密封所述第二空腔的下端開口的第二密封層。

2.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述第一電極的形成過程為：在所述凹槽的側壁和底部以及基底的表面形成第一電極材料層；去除凹槽的底部和基底表面的第一電極材料層，在凹槽側壁形成環形的第一電極層；去除部分位于凹槽側壁上的環形的第一電極層，使環形的第一電極層斷開，形成分立第一子電極和第二子電極，第一子電極和第二子電極構成第一電極。

3.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述第一子電極和第二子電極的表面積相等或不相等。

4.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述第一電極的寬度為0.1～10微米，第二電極的寬度為0.1～10微米。

5.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述第一犧牲層和第二犧牲層材料相對于基底、第一電極、第二電極、第一密封層材料和第二密封層材料具有高的刻蝕選擇比。

6.如權利要求5所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述第一犧牲層或第二犧牲層的材料為底部抗反射涂層、多晶硅、無定形硅、無定形碳、SiN、SiON、SiCN、SiC、BN、SiCOH、BN或SiGe。

7.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述第一犧牲層的寬度為0.1～10微米。

8.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述凹槽的寬度為0.1～10微米，深度為0.1～10微米。

9.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述刻蝕孔的寬度小于凹槽的寬度，所述刻蝕孔的寬度為0.1～10000微米，深度大于50微米。

10.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述第二犧牲層的表面低于基底的表面，第二犧牲層上形成的第一密封層的表面與基底的表面平齊。

11.如權利要求10所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，所述第二電極和第一密封層的形成過程為：在刻蝕孔的側壁和底部、凹槽的部分底部、第一犧牲層的側壁和頂部表面、第一電極的頂部表面和基底表面上形成第二電極材料層；在第二電極材料層上形成第二犧牲層，第二犧牲層填充刻蝕孔和凹槽，且所述第二犧牲層的表面低于基底的表面；在所述第二犧牲層和第二電極材料層上形成第一密封材料層；平坦化所述第一密封材料層和第二電極材料層，直至暴露出基底表面，形成第二電極和位于第二犧牲層上的第一密封層。

12.如權利要求1所述的電容式壓力傳感器的形成方法，其特征在于，還包括：形成控制電路和互連結構，控制電路和互連結構位于所述基底的其他區域或第二基底上，第一子電極和第二子電極通過互連結構與控制電路相連。