[發明專利]壓力傳感器的形成方法

有效

• 申請號: 201410425363.X
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104155035A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 許忠義
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14;G01L9/12;B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳圳添;駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種壓力傳感器的形成方法。

背景技術

隨著微機電系統(Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS)技術的發展，各種傳感器實現了微小型化。

目前各種微小型化的傳感器中應用較多的一種為MEMS壓力傳感器，MEMS壓力傳感器可以利用MEMS中的敏感薄膜接收外部壓力信息，將轉換出來的信號經處理電路放大，從而測量出具體的壓力信息。MEMS壓力傳感器廣泛應用于汽車電子比如TPMS(輪胎壓力監測系統)，消費電子比如胎壓計、血壓計，工業電子比如數字壓力表、數字流量表、工業配料稱重等領域。

根據壓力傳感器工作原理的不同，壓力傳感器可分為電容式、壓電式、壓阻式三種。其中，電容式壓力傳感器的測壓部件為敏感薄膜，該敏感薄膜用以覆蓋壓力傳感器自身的空腔，換言之，該敏感薄膜的一個表面承受空腔壓強，另一個表面承受外界壓強，相應地，其實現測壓的原理為：敏感薄膜與一個與之平行的電極組成平板電容，當外界壓力發生變化時，敏感薄膜由于外界壓強與自身空腔內的壓強存在差異而發生變形，從而使得平板電容的電容大小發生變化，通過測量平板電容的電容變化即可計算出外界壓力的大小。

然而，現有壓力傳感器的形成方法形成的壓力傳感器性能不佳。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種壓力傳感器的形成方法，以提高所形成的壓力傳感器的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種壓力傳感器的形成方法，包括：

提供半導體基底；

在所述半導體基底上形成底部電極層；

在所述半導體基底上形成犧牲層，所述犧牲層覆蓋所述底部電極層；

形成頂部電極層，所述頂部電極層覆蓋所述犧牲層的頂面、側面以及部分所述半導體基底；

對所述頂部電極層進行激光退火處理；

在所述激光處理后，在所述頂部電極層中形成貫穿所述頂部電極層厚度的開口，所述開口暴露出所述犧牲層；

通過所述開口去除所述犧牲層。

可選的，所述頂部電極層的材料為多晶鍺硅。

可選的，所述頂部電極層的厚度范圍為

可選的，所述激光退火處理采用的激光功率范圍為0.5J/cm²～10J/cm²。

可選的，所述激光退火處理采用的激光為脈沖激光，所述脈沖激光的每個脈沖周期包括激光持續時間和間隔時間，所述激光持續時間為1ns～200ns，所述間隔時間為10ns～1000ns。

可選的，所述激光退火處理在室溫條件下進行，并且在氮氣或氬氣的氣氛條件下進行。

可選的，所述頂部電極層的長度范圍為40μm～100μm，寬度范圍為40μm～100μm。

可選的，采用低壓化學氣相沉積法形成所述頂部電極層。

可選的，形成所述頂部電極層采用的溫度范圍為420℃～440℃。

可選的，所述半導體基底包括控制電路、第一互連結構和第二互連結構，所述底部電極層通過所述第一互連結構電連接所述控制電路，所述頂部電極層通過所述第二互連結構電連接所述控制電路。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

本發明的技術方案中，在形成頂部電極層之后，對頂部電極層進行激光退火處理，激光退火處理可以使頂部電極層達到較高的退火溫度，從而使頂部電極層得到充分的退火，使頂部電極層的內應力降低至充分小的水平，消除內應力帶來的不利影響；另一方面降低所形成的頂部電極層的電阻率，提高頂部電極層的導電性能。因此，兩方面都能夠提高所形成的壓力傳感器的性能。并且所述激光退火處理能夠僅對頂部電極層進行退火，而不會對壓力傳感器的其它部分造成不利影響。

進一步，激光退火處理采用的激光功率范圍為0.5J/cm²～10J/cm²。激光功率選擇與頂部電極層的厚度相關。如果激光功率大于10J/cm²，激光可能透過頂部電極層，對下面的電路器件造成損害，而如果激光功率小于0.5J/cm²，則無法對頂部電極層進行充分退火，進而無法使所形成的頂部電極層滿足相應的內應力水平和電阻率水平。

附圖說明

圖1至圖10是本發明實施例所提供的壓力傳感器的形成方法各步驟對應的結構示意圖。

具體實施方式