[發明專利]電容式壓力傳感器及其形成方法

有效

• 申請號: 201310383322.4
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN104422550B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 何其暘
• 申請（專利權）人: 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，在所述基底中形成刻蝕孔；

在所述基底上形成第一犧牲層，所述第一犧牲層包括填充滿刻蝕孔的第一部分和覆蓋部分基底表面的第二部分，第一部分位于第二部分正下方；

在所述第一犧牲層和基底上形成隔膜；

在部分隔膜上形成第二犧牲層，且所述第二犧牲層位于第一犧牲層的第二部分上方；

在所述第二犧牲層的兩側側壁表面上形成相對的第一電極和第二電極，且所述第一電極和第二電極部分位于隔膜表面；

去除所述第二犧牲層，在第一電極和第二電極之間形成第一空腔；

平坦化或刻蝕所述基底的背面，直至暴露出刻蝕孔底部的第一犧牲層；

去除所述第一犧牲層，在隔膜的底部形成第二空腔；

在基底的背面上形成密封所述第二空腔的底部開口的密封層。

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，所述第二犧牲層寬度小于第一犧牲層的第二部分的寬度，第二犧牲層的長度等于或小于第一犧牲層第二部分的長度。

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，所述第一犧牲層的第二部分的厚度為0.1～10微米，第一犧牲層的第二部分的寬度為0.1～10000微米。

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，所述第一電極和第二電極的形成過程為：在所述第二犧牲層的側壁和表面以及隔膜的表面形成電極材料層；在所述電極材料層上形成掩膜層，所述掩膜層覆蓋第二犧牲層兩側側壁上和部分隔膜上的電極材料層；去除未被掩膜層覆蓋的電極材料層，在所述第二犧牲層的兩側側壁表面上形成相對的第一電極和第二電極。

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，所述第一電極或第二電極包括第一部分和第二部分，第一部分位于第二犧牲層的兩側側壁表面，第二部分位于第一犧牲層的第二部分的頂部和側壁上的隔膜的表面。

6.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，所述第一電極或第二電極包括第一部分和第二部分，第一部分位于第二犧牲層的兩側側壁表面，第二部分位于第一犧牲層的第二部分的頂部和側壁上的隔膜的表面以及第二犧牲層兩側的基底上的隔膜表面。

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，第一電極和第二電極之間的間距為0.1～10000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，所述刻蝕孔的寬度小于第一犧牲層第二部分的寬度，所述刻蝕孔的深度為大于50微米，寬度為0.1～10000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，所述第一犧牲層或第二犧牲層材料相對于基底、隔膜、第一電極和第二電極材料具有高刻蝕選擇比。

10.如權利要求9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。

11.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：在所述基底的其他區域或者其他基底上形成控制電路和互連結構，第一電極和第二電極通過互連結構與控制電路相連。

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，所述隔膜的厚度為0.1～10微米。

13.一種電容式壓力傳感器，其特征在于，包括：

基底，位于基底中且貫穿其厚度的刻蝕孔；

覆蓋所述基底和刻蝕孔的隔膜，并且刻蝕孔上方的部分隔膜向上凸起，向上凸起的隔膜與基底之間具有第三空腔，第三空腔和刻蝕孔構成第二空腔；

位于凸起的隔膜兩端上相對的第一電極和第二電極，第一電極和第二電極之間具有第一空腔；

位于基底的背面上的密封層，密封層密封第二空腔下端的開口。

14.如權利要求13所述的電容式壓力傳感器，其特征在于，所述第三空腔的高度為0.1～10微米，寬度為0.1～10000微米。