一種電容式壓力傳感器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電容式壓力傳感器及其制造方法。方法包括：在襯底中形成空腔和位于空腔上方的懸空薄膜，其中，懸空薄膜與襯底間形成第一凹槽，且通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接；進(jìn)行電隔離處理，形成表面電隔離層；表面電隔離層上形成掩膜層；圖形化刻蝕掩膜層和表面電隔離層，在懸空薄膜上方以及襯底上形成第二凹槽；導(dǎo)電層填充并覆蓋第二凹槽；刻蝕導(dǎo)電層和掩膜層，形成電隔離溝槽；沉積絕緣層，并刻蝕絕緣層，形成分別并位于懸空薄膜上方以及襯底上方的第三凹槽；用第一電極和第二電極分別填充覆蓋懸空薄膜上方以及襯底上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽。實(shí)現(xiàn)了工藝流程簡(jiǎn)單且可以避免粘附現(xiàn)象,可靠性高的效果。
【專利說(shuō)明】
一種電容式壓力傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電容式壓力傳感器以及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前生產(chǎn)電容式MEMS傳感器通常采用帶有犧牲層的表面微機(jī)械加工工藝。表面微機(jī)械加工工藝含有犧牲層，需要使用濕法腐蝕技術(shù)，用濕法腐蝕技術(shù)得到的電容式傳感器制備工藝流程比較復(fù)雜，且使用該技術(shù)容易發(fā)生粘附現(xiàn)象，致使器件失效，可靠性相對(duì)較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種電容式壓力傳感器及其制造方法，實(shí)現(xiàn)了制備工藝流程簡(jiǎn)單且可以避免粘附現(xiàn)象的效果，可靠性高。
[0004]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電容式壓力傳感器的制造方法，包括:
[0005]在襯底中形成空腔和位于空腔上方的懸空薄膜，其中，懸空薄膜與襯底間形成第一凹槽，且通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接；
[0006]進(jìn)行電隔離處理，在懸空薄膜表面和襯底表面形成表面電隔離層，并使第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)絕緣化；
[0007]形成掩膜層，其中，掩膜層將第一凹槽密封；
[0008]圖形化刻蝕掩膜層和表面電隔離層，分別在懸空薄膜上方以及襯底上形成第二凹槽；
[0009]形成導(dǎo)電層，填充并覆蓋第二凹槽；
[0010]圖形化刻蝕導(dǎo)電層和掩膜層，形成電隔離溝槽；
[0011]沉積絕緣層，并在電隔離溝槽區(qū)域內(nèi)圖形化刻蝕絕緣層，形成分別并位于懸空薄膜上方以及襯底上方的第三凹槽；
[0012]形成第一電極和第二電極，用第一電極和第二電極分別填充覆蓋懸空薄膜上方以及襯底上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽。
[0013]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電容式壓力傳感器，該壓力傳感器采用本發(fā)明任一實(shí)施例電容式壓力傳感器制造方法制造而成。
[0014]本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過(guò)在襯底中形成空腔和位于空腔上方的懸空薄膜，其中，懸空薄膜與襯底間形成第一凹槽，且通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接;進(jìn)行電隔離處理，在懸空薄膜表面和襯底表面形成表面電隔離層，并使第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)絕緣化;形成掩膜層，其中，掩膜層將第一凹槽密封；圖形化刻蝕掩膜層和表面電隔離層，分別在懸空薄膜上方以及襯底上形成第二凹槽;形成導(dǎo)電層，填充并覆蓋第二凹槽；圖形化刻蝕導(dǎo)電層和掩膜層，形成電隔離溝槽;沉積絕緣層，并在電隔離溝槽區(qū)域內(nèi)圖形化刻蝕絕緣層，形成分別并位于懸空薄膜上方以及襯底上方的第三凹槽;形成第一電極和第二電極，用第一電極和第二電極分別填充覆蓋懸空薄膜上方以及襯底上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽。解決了現(xiàn)有技術(shù)中用濕法腐蝕技術(shù)得到的電容式傳感器工作流程比較復(fù)雜，且使用該技術(shù)容易發(fā)生粘附現(xiàn)象，可靠性相對(duì)較低，實(shí)現(xiàn)了制備工藝流程簡(jiǎn)單且可以避免粘附現(xiàn)象，可靠性高的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種電容式壓力傳感器的制造方法的流程圖；
[0016]圖2a為本發(fā)明實(shí)施例一步驟SllO對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0017]圖2b為沿圖2a中A1A2方向的剖面圖；
[0018]圖2c為本發(fā)明實(shí)施例一步驟SI20對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0019]圖2d為沿圖2c中A1A2方向的剖面圖；
[0020]圖2e為本發(fā)明實(shí)施例一步驟SI30對(duì)應(yīng)的剖面圖；
[0021 ]圖2f為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S140對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0022]圖2g為沿圖2f中A1A3方向的剖面圖；
[0023]圖2h為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S150對(duì)應(yīng)的剖面圖；
[0024]圖2i為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S160對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0025]圖2j為沿圖2i中A1A3方向的剖面圖；
[0026]圖2k為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S170對(duì)應(yīng)的剖面圖；
[0027]圖21為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S180對(duì)應(yīng)的剖面圖；
[0028]圖2m為本發(fā)明實(shí)施例一沉積保護(hù)層后的剖面圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種電容式壓力傳感器的制造方法的流程圖；
[0030]圖4a為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S210第二圖形為圓形對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0031 ]圖4b為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S210第二圖形為長(zhǎng)方形對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0032]圖4c為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S220對(duì)應(yīng)的剖面圖；
[0033]圖4d為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S230對(duì)應(yīng)的剖面圖；
[0034]圖4e為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S240對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0035]圖4f為沿圖4e中A1A2方向的剖面圖；
[0036]圖4g為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種第二凹槽間隙的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0037]圖4h為本發(fā)明實(shí)施例二提供的又一種第二凹槽間隙的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0038]圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種電容式壓力傳感器的制造方法的流程圖；
[0039]圖6a為本發(fā)明實(shí)施例三步驟S310對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0040]圖6b為本發(fā)明實(shí)施例三步驟S320對(duì)應(yīng)的剖面圖；
[0041 ]圖6c為本發(fā)明實(shí)施例三步驟S330對(duì)應(yīng)的俯視圖；
[0042]圖6d為沿圖6c中A1A2方向的剖面圖；
[0043]圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0045]實(shí)施例一
[0046]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種電容式壓力傳感器的制造方法的流程圖，圖2a為本發(fā)明實(shí)施例一步驟SllO對(duì)應(yīng)的俯視圖，圖2b為沿圖2a中A1A2方向的剖面圖，參見(jiàn)圖2a和圖2b。
[0047]S110、在襯底10中形成空腔11和位于空腔11上方的懸空薄膜12，其中，懸空薄膜12與襯底10間形成第一凹槽13，且通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)14連接。
[0048]襯底10中形成有空腔11，空腔11上方懸空薄膜12，其中，懸空薄膜12與襯底10間形成第一凹槽13，并通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)14連接。其中襯底10優(yōu)選為硅晶圓襯底，硅晶圓襯底的晶向可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要具體區(qū)別選擇，例如使用〈100〉晶向的娃晶圓襯底。
[0049]圖2c為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S120對(duì)應(yīng)的俯視圖，圖2d為沿圖2c中A1A2方向的剖面圖，參見(jiàn)圖2c和圖2d。
[0050]S120、進(jìn)行電隔離處理，在懸空薄膜12表面和襯底10表面形成表面電隔離層15，并使第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)14絕緣化。
[0051]對(duì)步驟SllO形成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行電隔離處理，具體的可以是將上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱氧化處理，在懸空薄膜12表面和襯底10表面形成表面電隔離層15，并使第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)14完全絕緣。
[0052]圖2e為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S130對(duì)應(yīng)的剖面圖，參見(jiàn)圖2e。
[0053]S130、形成掩膜層16，其中，掩膜層16將第一凹槽13密封。
[0054]掩膜層16將第一凹槽13密封。掩膜層16例如可以是外延生長(zhǎng)的多晶硅，掩膜層16覆蓋了整個(gè)襯底10上方，這一步驟可以將熱氧化后表面可能存在的針孔結(jié)構(gòu)密封，防止后續(xù)步驟有液體流入空腔11中。
[0055]圖2f為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S140對(duì)應(yīng)的俯視圖，圖2g為沿圖2f中A1A3方向的剖面圖，參見(jiàn)圖2f和圖2g。
[0056]S140、圖形化刻蝕掩膜層16和表面電隔離層15，分別在懸空薄膜12上方以及襯底10上形成第二凹槽17。
[0057]光刻圖形，去除懸空薄膜12上方以及襯底10上的部分掩膜層16和表面電隔離層15，形成第二凹槽17，露出部分懸空薄膜12以及部分襯底10。
[0058]圖2h為本發(fā)明實(shí)施例一步驟SI50對(duì)應(yīng)的剖面圖，參見(jiàn)圖2h。
[0059]S150、形成導(dǎo)電層18，填充并覆蓋第二凹槽17。
[0060]導(dǎo)電層18填充并覆蓋第二凹槽17?？蛇x的導(dǎo)電層18可以采用外延生長(zhǎng)的摻雜多晶娃材料。
[0061 ]圖2i為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S160對(duì)應(yīng)的俯視圖，圖2j為沿圖2i中A1A3方向的剖面圖，參見(jiàn)圖2i和圖2j。
[0062]S160、圖形化刻蝕導(dǎo)電層18和掩膜層16，形成電隔離溝槽19。
[0063]刻蝕導(dǎo)電層18和掩膜層16，露出部分表面電隔離層15，形成電隔離溝槽19。
[0064]圖2k為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S170對(duì)應(yīng)的剖面圖，參見(jiàn)圖2k。
[0065]S170、沉積絕緣層110，并在電隔離溝槽19區(qū)域內(nèi)圖形化刻蝕絕緣層110，形成分別并位于懸空薄膜12上方以及襯底10上方的第三凹槽120。
[0066]沉積絕緣層110后，在電隔離溝槽19區(qū)域內(nèi)且位于懸空薄膜12上方刻蝕絕緣層110，露出部分導(dǎo)電層18，形成位于懸空薄膜12上方第三凹槽120。在電隔離溝槽19區(qū)域內(nèi)位于襯底10上方刻蝕絕緣層110，露出部分導(dǎo)電層18，形成位于襯底10上方第三凹槽120，絕緣層110可以是利用低壓化學(xué)氣相淀積的氧化硅材料。
[0067]圖21為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S180對(duì)應(yīng)的剖面圖，參見(jiàn)圖21。
[0068]S180、形成第一電極131和第二電極132，用第一電極131和第二電極132分別填充覆蓋懸空薄膜12上方以及襯底10上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽120。
[0069]具體的，分別用第一電極131和第二電極132，填充覆蓋懸空薄膜12上方以及襯底10上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽120。
[0070]此外，可選的，形成第一電極131和第二電極132后，還可以進(jìn)行退火處理，實(shí)現(xiàn)歐姆接觸，降低接觸電阻。
[0071]優(yōu)選的，還可以在形成第一電極131和第二電極132之后，形成保護(hù)層140。圖2m為本發(fā)明實(shí)施例一沉積保護(hù)層后的剖面圖，參見(jiàn)圖2m，沉積圖形化刻蝕保護(hù)層140，第一電極131和第二電極132上方的保護(hù)層140均顯露出部分電極，以實(shí)現(xiàn)封裝時(shí)的電氣連接。
[0072]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在襯底中形成空腔和位于空腔上方的懸空薄膜，其中，懸空薄膜與襯底間形成第一凹槽，且通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接;進(jìn)行電隔離處理，在懸空薄膜表面和襯底表面形成表面電隔離層，并使第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)絕緣化;形成掩膜層，其中，掩膜層將第一凹槽密封；圖形化刻蝕掩膜層和表面電隔離層，分別在懸空薄膜上方以及襯底上形成第二凹槽;形成導(dǎo)電層，填充并覆蓋第二凹槽；圖形化刻蝕導(dǎo)電層和掩膜層，形成電隔離溝槽;沉積絕緣層，并在電隔離溝槽區(qū)域內(nèi)圖形化刻蝕絕緣層，形成分別并位于懸空薄膜上方以及襯底上方的第三凹槽;形成第一電極和第二電極，用第一電極和第二電極分別填充覆蓋懸空薄膜上方以及襯底上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽。解決了現(xiàn)有技術(shù)中用濕法腐蝕技術(shù)得到的電容式傳感器工作流程比較復(fù)雜，容易發(fā)生粘附現(xiàn)象的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了工藝流程簡(jiǎn)單且可以避免粘附現(xiàn)象，提高可靠性的效果。
[0073]實(shí)施例二
[0074]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種電容式壓力傳感器的制造方法的流程圖。圖4a為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S210第二圖形為圓形對(duì)應(yīng)的俯視圖；圖4b為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S210第二圖形為長(zhǎng)方形對(duì)應(yīng)的俯視圖，參見(jiàn)圖4a和4b。
[0075]S210、在襯底20上圖形化形成第一圖樣21，第一圖樣21包括多個(gè)第一圖形211。
[0076]襯底20上形成的第一圖樣21包括多個(gè)第一圖形211。第一圖形211可以為圓形或多邊形(本實(shí)施例示例性的設(shè)置第一圖形211為圓形或矩形)。
[0077]圖4c為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S220對(duì)應(yīng)的剖面圖，參見(jiàn)圖4c。
[0078]S220、刻蝕第一圖樣21的多個(gè)第一圖形211形成多個(gè)第四凹槽22。
[0079]刻蝕第一圖樣21的多個(gè)第一圖形211形成多個(gè)第四凹槽22，其中，第四凹槽22的槽深均為h。
[0080]圖4d為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S230對(duì)應(yīng)的剖面圖，參見(jiàn)圖4d。
[0081 ] S230、進(jìn)行無(wú)氧退火處理，使第四凹槽22閉合，以形成空腔23和位于空腔23上方的懸空薄膜24。
[0082]具體的，在高溫(例如1000°C-1300°C)無(wú)氧(例如氫氣或氬氣)環(huán)境下退火(5-60mins)，無(wú)氧退火的溫度和時(shí)間可具體根據(jù)上述第一圖形211的孔徑(圓形)或?qū)挾?矩形)和相鄰第一圖形211間距具體設(shè)置。由于高溫下表面原子迀移的物理現(xiàn)象，第四凹槽22閉合，形成空腔23和位于空腔23上方的懸空薄膜24。
[0083]需要說(shuō)明的是，第四凹槽22槽深h，第一圖形211的孔徑d，相鄰第一圖形211的距離s的取值決定之后所形成的懸空薄膜24的層數(shù)、厚度T以及空腔23的深度D。本發(fā)明只需形成懸空薄膜24和一個(gè)空腔23，采用的一種設(shè)計(jì)尺寸舉例為:d = 0.7ym;s = 0.5ym;h = 5ym;形成的懸空薄膜24厚度T為1.3μπι;形成的空腔23深度D為0.8μπι。根據(jù)具體設(shè)計(jì)調(diào)整參數(shù)d、s和h，可以得到懸空薄膜24厚度和空腔23深度不同的懸空薄膜結(jié)構(gòu)。
[0084]圖4e為本發(fā)明實(shí)施例二步驟S240對(duì)應(yīng)的俯視圖，圖4f為沿圖4e中A1A2方向的剖面圖，參見(jiàn)圖4e和4f。
[0085]S240、圖形化刻蝕懸空薄膜24，形成多個(gè)第一凹槽25，懸空薄膜24與襯底20通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26連接。
[0086]在懸空薄膜24上刻蝕形成多個(gè)第一凹槽25，懸空薄膜24與襯底20通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26連接。
[0087]進(jìn)一步，可選的，第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26為柱體、蛇形梁結(jié)構(gòu)或應(yīng)力釋放梁結(jié)構(gòu)中的任意一種。圖4e和圖4f示意性的設(shè)置第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26為柱體。圖4g為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4g中第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26為蛇形梁結(jié)構(gòu)，懸空薄膜24與襯底20通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26連接。圖4h為本發(fā)明實(shí)施例二提供的又一種第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4h中第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26為應(yīng)力釋放梁結(jié)構(gòu)。
[0088]需要說(shuō)明的是，第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26的數(shù)量根據(jù)具體設(shè)計(jì)確定，設(shè)計(jì)原則是經(jīng)過(guò)刻蝕以后，第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)26有足夠的剛度防止由于刻蝕可能引起或者后續(xù)工藝可能引起的懸空薄膜24與襯底20發(fā)生粘附。
[0089]S250、進(jìn)行電隔離處理，在懸空薄膜表面和襯底表面形成表面電隔離層，并使第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)絕緣化；
[0090]S260、形成掩膜層，其中，掩膜層將第一凹槽密封；
[0091]S270、圖形化刻蝕掩膜層和表面電隔離層，分別在懸空薄膜上方以及襯底上形成第二凹槽；
[0092]S280、形成導(dǎo)電層，填充并覆蓋第二凹槽；
[0093]S290、圖形化刻蝕導(dǎo)電層和掩膜層，形成電隔離溝槽；
[0094]S2100、沉積絕緣層，并在電隔離溝槽區(qū)域內(nèi)圖形化刻蝕絕緣層，形成分別并位于懸空薄膜上方以及襯底上方的第三凹槽。
[0095]S2110、形成第一電極和第二電極，用第一電極和第二電極分別填充覆蓋懸空薄膜上方以及襯底上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽。
[0096]需要說(shuō)明的是，步驟S250-S2110與上述實(shí)施例一S120-S180的過(guò)程類似，本發(fā)明實(shí)施例在此不作贅述。
[0097]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)刻蝕第一圖樣內(nèi)多個(gè)第一圖形，然后進(jìn)行無(wú)氧退火以及熱氧化處理在襯底中形成空腔和位于空腔上方的懸空薄膜，通過(guò)沉積后續(xù)各膜層以及圖形化刻蝕形成電容式壓力傳感器，本實(shí)施例方法實(shí)現(xiàn)了工藝流程簡(jiǎn)單且可以避免粘附現(xiàn)象，提高可靠性的效果。
[0098]實(shí)施例三
[0099]圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種電容式壓力傳感器的制造方法的流程圖。本發(fā)明實(shí)施例為上述實(shí)施例一基礎(chǔ)上的進(jìn)一步優(yōu)化。
[0100]圖6a為本發(fā)明實(shí)施例三步驟S310對(duì)應(yīng)的俯視圖，參見(jiàn)圖6a。
[0101]S310、在襯底30上圖形化形成的第二圖樣31，第二圖樣31邊緣包括多個(gè)第二圖形311，第二圖樣31內(nèi)部包括多個(gè)第三圖形312，第二圖形311尺寸大于第三圖形312尺寸。
[0102]在襯底30上圖形化形成第二圖樣31，第二圖樣31邊緣包括多個(gè)第二圖形311，第二圖樣31內(nèi)部包括多個(gè)第三圖形312，第二圖形311的尺寸大于第三圖形312的尺寸。圖6a示例性的設(shè)置第二圖樣31為圓形，也可以為矩形或者其他形狀，具體的取決于想要得到的懸空薄膜的形狀，第二圖形311和第三圖形312為圓形，而并非對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定，在其他實(shí)施方式中，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用。第二圖形311和第三圖形312還可以是多邊形等其他形狀，只要保證第二圖形311的尺寸大于所述第三圖形312的尺寸即可。
[0103]圖6b為本發(fā)明實(shí)施例三步驟S320對(duì)應(yīng)的剖面圖，參見(jiàn)圖6b。
[0104]S320、圖形化刻蝕第二圖樣的多個(gè)第二圖形和第三圖形分別形成第五凹槽32和第六凹槽33。
[0105]第五凹糟32和第六凹槽33的槽深均為h。
[0106]圖6c為本發(fā)明實(shí)施例三步驟S330對(duì)應(yīng)的俯視圖，圖6d為沿圖6c中A1A2方向的剖面圖，參見(jiàn)圖6c和圖6d。
[0107]S330、進(jìn)行無(wú)氧退火處理，使六凹槽33閉合，形成空腔35和位于空腔35上方的懸空薄膜36，第五凹槽32收縮形成第一凹槽34，且懸空薄膜36與襯底30通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)37連接。
[0108]具體的，在高溫?zé)o氧環(huán)境下退火，由于高溫下表面原子迀移的物理現(xiàn)象，第六凹槽33閉合，形成空腔35和位于空腔35上方的懸空薄膜36。第六凹槽32收縮形成第一凹槽34，且懸空薄膜36與襯底30通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)37連接。
[0109]通過(guò)直接高溫退火形成了懸空薄膜36和第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)37，避免了步驟S240刻蝕后可能產(chǎn)生或后續(xù)工藝可能產(chǎn)生的粘附問(wèn)題。
[0110]S340、進(jìn)行電隔離處理，在懸空薄膜表面和襯底表面形成表面電隔離層，并使第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)絕緣化；
[0111]S350、形成掩膜層，其中，掩膜層將第一凹槽密封；
[0112]S360、圖形化刻蝕掩膜層和表面電隔離層，分別在懸空薄膜上方以及襯底上形成第二凹槽；
[0113]S370、形成導(dǎo)電層，填充并覆蓋第二凹槽；
[0114]S380、圖形化刻蝕導(dǎo)電層和掩膜層，形成電隔離溝槽；
[0115]S390、沉積絕緣層，并在電隔離溝槽區(qū)域內(nèi)圖形化刻蝕絕緣層，形成分別并位于懸空薄膜上方以及襯底上方的第三凹槽；
[0116]S3100、形成第一電極和第二電極，用第一電極和第二電極分別填充覆蓋懸空薄膜上方以及襯底上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽。
[0117]需要說(shuō)明的是，步驟S340-S3100與上述實(shí)施例二 S250-S2110的過(guò)程類似，本發(fā)明實(shí)施例在此不作贅述。
[0118]本發(fā)明實(shí)施例的方法避免了第二實(shí)施例中刻蝕可能產(chǎn)生的或后續(xù)工藝可能產(chǎn)生的粘附的問(wèn)題。
[0119]實(shí)施例四
[0120]本發(fā)明實(shí)施例四提供一種電容式壓力傳感器，該電容式壓力傳感器可由上述任一實(shí)施例的方法制作獲得。如圖7所示。
[0121]該電容式壓力傳感器包括:位于襯底40中的空腔41;位于空腔40上方連接的懸空薄膜42;其中，襯底40表面和懸空薄膜42表面形成表面電隔離層43，懸空薄膜42與襯底40的連接處形成有第一凹槽44和絕緣化的第一凹槽間隙結(jié)構(gòu);位于表面電隔離層43上形成掩膜層45，掩膜層45將第一凹槽44密封，在懸空薄膜42上方以及襯底40上分別形成第二凹槽46，該第二凹槽貫穿掩膜層45和表面電隔離層43;位于掩膜層45上形成導(dǎo)電層47，填充并覆蓋第二凹槽46;電隔離溝槽48貫穿導(dǎo)電層47和掩膜層45;位于導(dǎo)電層47上形成絕緣層49，并在電隔離溝48區(qū)域內(nèi)圖形化刻蝕絕緣層49，形成分別并位于懸空薄膜42上方以及襯底40上方的第三凹槽410;第一電極420填充懸空薄膜42上方的第三凹槽410并與導(dǎo)電層47電連接，第二電極430填充襯底40上方的第三凹槽410并與導(dǎo)電層47電連接。絕緣層49上形成保護(hù)層440。
[0122]本發(fā)明實(shí)施例提供的電容式壓力傳感器使用以上任意制作方法制得，并且避免采用傳統(tǒng)利用濕法腐蝕釋放器件的表面微機(jī)械加工工藝，可靠性高。
[0123]注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電容式壓力傳感器的制造方法，其特征在于，包括: 在襯底中形成空腔和位于所述空腔上方的懸空薄膜，其中，所述懸空薄膜與所述襯底間形成第一凹槽，且通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接； 進(jìn)行電隔離處理，在所述懸空薄膜表面和所述襯底表面形成表面電隔離層，并使所述第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)絕緣化； 形成掩膜層，其中，所述掩膜層將所述第一凹槽密封； 圖形化刻蝕所述掩膜層和表面電隔離層，分別在所述懸空薄膜上方以及襯底上形成第二凹槽； 形成導(dǎo)電層，填充并覆蓋所述第二凹槽； 圖形化刻蝕所述導(dǎo)電層和所述掩膜層，形成電隔離溝槽； 沉積絕緣層，并在電隔離溝槽區(qū)域內(nèi)圖形化刻蝕所述絕緣層，形成分別并位于所述懸空薄膜上方以及襯底上方的第三凹槽； 形成第一電極和第二電極，用所述第一電極和第二電極分別填充覆蓋所述懸空薄膜上方以及襯底上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在襯底中形成空腔和位于所述空腔上方的懸空薄膜，其中，所述懸空薄膜與所述襯底通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接包括: 在襯底上圖形化形成第一圖樣，所述第一圖樣包括多個(gè)第一圖形； 刻蝕所述第一圖樣的多個(gè)第一圖形形成多個(gè)第四凹槽； 進(jìn)行無(wú)氧退火處理，使所述第四凹槽閉合，以形成所述空腔和位于所述空腔上方的懸空薄月旲; 圖形化刻蝕所述懸空薄膜，形成多個(gè)第一凹槽，所述懸空薄膜與所述襯底通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一圖形為圓形或多邊形。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)為柱體、蛇形梁結(jié)構(gòu)或應(yīng)力釋放梁結(jié)構(gòu)中的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在襯底中形成空腔和位于所述空腔上方的懸空薄膜，其中，所述懸空薄膜與所述襯底間形成第一凹槽，且通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接包括: 在襯底上圖形化形成的第二圖樣，所述第二圖樣邊緣包括多個(gè)第二圖形，所述第二圖樣內(nèi)部包括多個(gè)第三圖形，所述第二圖形尺寸大于所述第三圖形尺寸； 刻蝕所述第二圖樣的多個(gè)第二圖形和第三圖形分別形成第五凹槽和第六凹槽； 進(jìn)行無(wú)氧退火處理，使所述六凹槽閉合，形成所述空腔和位于所述空腔上方的懸空薄膜，所述第五凹槽收縮形成第一凹槽，且所述懸空薄膜與所述襯底通過(guò)第一凹槽間隙結(jié)構(gòu)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，相鄰第二圖形的間距大于相鄰第三圖形的間距。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二圖形為圓形或多邊形;所述第三圖形為圓形或多邊形。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成電極，在所述懸空薄膜上方以及襯底上方對(duì)應(yīng)的第三凹槽內(nèi)填充第一電極和第二電極之后，還包括: 形成保護(hù)層。9.一種電容式壓力傳感器，其特征在于，采用權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述電容式壓力傳感器制造方法制造而成。
【文檔編號(hào)】G01L1/14GK105890827SQ201610031110
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日
【發(fā)明人】周志健, 朱二輝, 陳磊, 楊力建, 鄺國(guó)華
【申請(qǐng)人】上海芯赫科技有限公司