[發(fā)明專利]一種PN結壓阻式擴散硅壓力傳感器及制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911288464.6
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110823422A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設計）人: 賈文博;張治國;鄭東明;祝永峰;任向陽;關維冰;白雪松;尹萍
• 申請（專利權）人: 沈陽儀表科學研究院有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 楊濱

本發(fā)明公開了一種工藝簡單，可靠性高的PN結壓阻式擴散硅壓力傳感器及制作方法，屬于微電子技術領域。該方法是將經過清洗的拋光片，依次經過外延、氧化、光刻、刻蝕等工藝按照一定的組合制作出的一種工藝簡單，成本低的PN結壓阻式擴散硅壓力傳感器；其中：外延需要精確控制其摻雜濃度與生長的厚度，作為器件層，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的注入；氧化層的目的是為了保護芯片：光刻和刻蝕是為了必要的器件制作。采用本發(fā)明方法可以降低現(xiàn)有的工藝/設計難度，減少工藝步驟，降可靠性高，可應用于PN結壓阻式擴散硅壓力傳感器的制備以及SOI壓力傳感器的制備。

技術領域

本發(fā)明涉及微電子技術領域，具體涉及一種工藝簡單，可靠性高的PN結壓阻式擴散硅壓力傳感器及制作方法，該方法可以制備PN結壓阻式擴散硅壓力傳感器及SOI壓阻式擴散硅壓力傳感器。

背景技術

擴散硅壓力傳感器由于輸出信號大, 處理電路簡單,而且可以測量壓力、差壓多面參數而受工業(yè)界的重視,近十年來迅速發(fā)展,在傳感器和變送器市場占有相當大的份額,國外發(fā)達國家依靠強大的半導體工業(yè)基礎對于擴散硅壓力傳感器機理和應用進行了深入研究,取得了大量成果。但是，現(xiàn)有的擴散硅壓力傳感器的制作過程中，對于阻條的制作都選用注入再擴散的方法，由于注入后還需要嚴格條件的退火，退火后存在著橫向擴散等問題，給設計增加了難度。此外，由于注入工藝的限制，器件的保護層非常薄，對器件的保護能力不佳；同時，由于注入后形成的PN結形狀固定，表面容易擊穿，這些都影響了器件的可靠性和制作良率。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有擴散硅壓力傳感器的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單，可靠性高的PN結壓阻式擴散硅壓力傳感器及制作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

1、一種PN結壓阻式擴散硅壓力傳感器制作方法，其特征在于：該制作方法包括如下步驟：

（1）外延，先選取電阻率為1-20Ω*cm的來片襯底，在1000-1150℃高溫下生長一層0.5-4um的Si外延層；該外延層與襯底為反型，生長P型，襯底選擇N型，形成勻質的PN結，生長壓力為10-760托，三氯甲烷流量為40-1000立方厘米每分鐘；

（2）光刻，將上述PN結利用旋凃方法，轉速為1500-4000轉/分鐘進行涂膠，隨后熱板烘烤30-120s，烘烤后曝光15-60s，顯影時間為10-90s，堅膜時間25-60分鐘，刻出邊緣圓滑的阻條器件及壓焊點的器件圖形；

（3）刻蝕，將上述光刻過的PN結利用刻蝕實現(xiàn)光刻得到的圖形，刻蝕深度為1-4.5um，選用濕法或干法刻蝕，選用濕法刻蝕時，刻蝕劑選擇HNO3+HF按照3:1~1:4的比例，刻蝕3-15分鐘；選用干法刻蝕時，選擇Cl2為刻蝕劑，形成了三維臺面的PN結；

（4）將上述三位臺面PN結去除光刻膠后氧化或氮化，選用氧化時，將上述三維臺面的PN結利用干氧-濕氧-干氧的氧化條件生長一層1-2um左右的氧化層，溫度為850-1150℃，O2流量為50-430立方厘米/分鐘，水氣流量為60-350立方厘米/分鐘；選用氮化時，采用LPCVD（低壓化學氣相沉積）或者采用PECVD（等離子體增強化學氣象沉積）生長一層氮化硅用于器件保護；若采用LPCVD生長氮化硅，溫度為500-850℃，NH3流量為100~500立方厘米/分鐘，SIH4流量為50~400立方厘米/分鐘；若采用PEVD生長，RF高頻功率為100~600W，低頻功率為200~500W，NH3流量為100~300立方厘米/分鐘，SIH4流量為50~400立方厘米/分鐘，N2流量為3000~8000立方厘米/分鐘；

（5）器件保護后光刻壓焊點，選擇負膠，轉速為1500-4000轉/分鐘進行涂膠，隨后熱板烘烤30-120s，烘烤后曝光15-60s，顯影時間為10-90s，堅膜時間25-60分鐘，將壓焊點區(qū)域光刻出圖形，后去除該區(qū)域氧化層；