压敏传感器的制备方法.pdf

上传人:大师****2 文档编号:816904 上传时间:2018-03-13 格式:PDF 页数:9 大小:897.50KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201010233560.3

申请日:

2010.07.22

公开号:

CN102336388A

公开日:

2012.02.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):B81C 1/00变更事项:申请人变更前权利人:上海华虹NEC电子有限公司变更后权利人:上海华虹宏力半导体制造有限公司变更事项:地址变更前权利人:201206 上海市浦东新区川桥路1188号变更后权利人:201203 上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号登记生效日:20140108|||实质审查的生效IPC(主分类):B81C 1/00申请日:20100722|||公开

IPC分类号:

B81C1/00

主分类号:

B81C1/00

申请人:

上海华虹NEC电子有限公司

发明人:

黄志刚; 方精训

地址:

201206 上海市浦东新区川桥路1188号

优先权:

专利代理机构:

上海浦一知识产权代理有限公司 31211

代理人:

丁纪铁

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明公开了一种压敏传感器的制备方法,为在定锚通孔氧化硅刻蚀之后,增加一步刻蚀硅衬底形成定锚底座孔的步骤,并且采用硅衬底各向同性刻蚀工艺,在后续工艺流程中形成具有定锚底座的定锚,承载压敏传感器主体。并且定锚底座深入到硅衬底中且比较宽大,从而增加压敏传感器主体结构的稳定性。

权利要求书

1: 一种压敏传感器的制备方法, 其特征在于, 在硅衬底上的第一牺牲层中刻蚀形成定 锚通孔之后, 包括如下步骤 : 1) 采用各向同性的刻蚀工艺, 刻蚀所述定锚通孔下的硅衬底至硅平面下预定深度, 形 成定锚底座孔, 而后去除光刻胶 ; 2)CMP 工艺研磨去除所述硅衬底上的第一牺牲层 ; 3) 在所述硅衬底上淀积传感薄膜, 所述传感薄膜填充硅衬底中的所述定锚底座孔, 形 成定锚底座 ; 4)CMP 工艺研磨所述传感薄膜至所述硅衬底平面 ; 5) 在硅衬底上淀积第二牺牲层 ; 6) 采用光刻工艺在所述第二牺牲层上定义出定锚通孔的位置, 而后刻蚀所述第二牺牲 层至所述硅衬底中的传感薄膜中, 形成定锚通孔, 之后去除光刻胶 ; 7) 在所述第二层牺牲层上再次淀积传感薄膜, 所述传感薄膜填充所述定锚通孔形成定 锚, 最终形成由定锚底座和定锚构成的传感薄膜支撑柱 ; 8) 紧接着进行高温退火处理, 之后进行传感薄膜图形化等常规的工艺。
2: 按照权利要求 1 所述的制备方法, 其特征在于 : 所述步骤一中刻蚀至所述硅衬底平 面下的深度为 0.05 ~ 2μm。
3: 按照权利要求 1 或 2 所述的制备方法, 其特征在于 : 所述步骤一的刻蚀在多晶硅的 刻蚀机台上完成。
4: 按照权利要求 3 所述的制备方法, 其特征在于 : 所述步骤一的刻蚀采用等离子体刻 蚀工艺, 刻蚀工艺参数可为 : 刻蚀气体 SF6 流量为 10sccm ~ 200sccm ; 刻蚀气体 O2 的流量为 10sccm ~ 150sccm ; 刻蚀设备的上部电极源功率设置为 500 ~ 2000w ; 下部电极偏置功率设 置为 0w ; 刻蚀腔体内的压力设置为 10 ~ 100mt。
5: 按照权利要求 1 或 2 所述的制备方法, 其特征在于 : 所述第一牺牲层和第二牺牲层 为氧化硅或氮化硅。

说明书


压敏传感器的制备方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种压敏传感器的制备方法。背景技术 压敏传感器是将压力转换为电信号的一种器件。 一般可用体微机械加工或表面微 机械加工两种方法来制造薄膜, 然后在薄膜中嵌入压阻器就可以测量压力所引起的应力, 同时, 电容用来测量薄膜的挠度。
     采用表面微机械加工技术制作带真空腔结构的压敏传感器方法, 在晶圆的表面刻 蚀出一个空腔 (cavity) 作为传感薄膜的伸缩空间。在空腔形成之后向空腔填充牺牲层, 其 中的牺牲层淀积工艺会保持因空腔刻蚀形成的图形间的高低差 (Step-height)。经 CMP 平 坦化之后在空腔的周围的牺牲层刻蚀一圈环绕空腔的通孔 ( 定锚通孔的形成参见图 2 和图 3, 其中 4 为光刻胶, 3 为牺牲层 ), 为用来填充固定传感薄膜的定锚通孔。之后进行定锚通 孔填充和传感薄膜淀积, 然后刻蚀出传感薄膜形状, 再通过湿法刻蚀的方法把所有牺牲层 刻蚀干净。最后淀积一层保护层把压敏传感器件密封。
     采用上述制备方法所制备出的压敏传感器主体结构如图 1 所示, 其中 3 为硅衬底, 2 为定锚通孔, 1 为传感薄膜。这种结构非常不稳定, 在外力的作用下, 如后续工艺流程中的 水洗等, 都将会破坏压敏传感器结构。
     发明内容
     本发明要解决的技术问题是提供一种压敏传感器的制备方法, 其能提供更稳定的 支撑。
     为解决上述技术问题, 本发明的压敏传感器的制备方法, 在硅衬底上的第一牺牲 层中刻蚀形成定锚通孔之后, 包括如下步骤 :
     1) 采用各向同性的刻蚀工艺, 刻蚀所述定锚通孔下的硅衬底至硅平面下预定深 度, 形成定锚底座孔, 而后去除光刻胶 ;
     2)CMP 工艺研磨去除所述硅衬底上的第一牺牲层 ;
     3) 在所述硅衬底上淀积传感薄膜, 所述传感薄膜填充硅衬底中的所述定锚底座 孔;
     4)CMP 工艺研磨所述传感薄膜至所述硅衬底平面 ;
     5) 在硅衬底上淀积第二牺牲层 ;
     6) 采用光刻工艺在所述第二牺牲层上定义出定锚通孔的位置, 而后刻蚀所述第二 牺牲层至所述硅衬底中的传感薄膜中, 形成定锚通孔, 之后去除光刻胶 ;
     7) 在所述第二层牺牲层上再次淀积传感薄膜, 所述传感薄膜填充所述定锚通孔形 成定锚, 最终形成由定锚底座和定锚构成的传感薄膜支撑柱 ;
     8) 紧接着进行高温退火处理, 之后进行传感薄膜图形化等常规的工艺。
     本发明的压敏传感器的制备方法, 在定锚通孔氧化膜刻蚀完成之后, 额外增加一步定锚底座孔的刻蚀, 在硅衬底上刻蚀形成定锚底座孔, 并且采用各向同性的刻蚀工艺。 在 后续工艺流程中形成定锚时, 作为承载压敏传感器主体的定锚可以深入到硅衬底中并且底 座比较宽大, 从而增加压敏传感器主体结构的稳定性。 附图说明
     下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明 : 图 1 为现有的压敏传感器结构示意图 ; 图 2 为现有的制备压敏传感器方法中通孔光刻示意图 ; 图 3 为现有的制备压敏传感器方法中刻蚀氧化膜形成通孔后的示意图 ; 图 4 为采用本发明的方法制备的压敏传感器结构示意图 ; 图 5 为本发明的压敏传感器制备流程示意图 ; 图 6 至图 16 为与本发明的制备方法中的步骤相应的压敏传感器结构示意图。具体实施方式
     本发明的压敏传感器的制备方法, 包括如下步骤 ( 参见图 5) : 1) 在硅衬底 3 上刻蚀形成空腔, 而后淀积第一牺牲层 51, 接着采用光刻工艺在第 一牺牲层上定义出定锚通孔的位置 ( 见图 6, 4 为光刻胶 ), 紧接着刻蚀第一牺牲层形成定锚 通孔 ( 见图 7)。上述工艺流程与原有工艺相同。而后采用各向同性的刻蚀工艺, 刻蚀定锚 通孔下的硅衬底至硅平面下预定深度 ( 可为 0.05 ~ 2μm), 形成定锚底座孔 221( 见图 8), 而后去除光刻胶 ( 见图 9) ;
     2)CMP 工艺研磨去除硅衬底 3 上的第一牺牲层 51( 见图 10) ;
     3) 在硅衬底 3 上淀积传感薄膜 1, 传感薄膜填充硅衬底中的定锚底座孔, 形成定锚 底座 22( 见图 11) ;
     4)CMP 工艺研磨传感薄膜至硅衬底平面 ( 见图 12) ;
     5) 在硅衬底上淀积第二牺牲层 52( 见图 13) ;
     6) 采用光刻工艺在第二牺牲层 52 上定义出定锚通孔的位置, 而后刻蚀第二牺牲 层至硅衬底中的传感薄膜, 形成定锚通孔 211( 见图 14), 之后去除光刻胶 ( 见图 15) ;
     7) 在第二层牺牲层 52 上再次淀积传感薄膜 1, 传感薄膜填充定锚通孔 211 形成定 锚 21, 最终形成由定锚底座 22 和定锚 21 构成的传感薄膜支撑柱 ;
     8) 紧接着进行高温退火处理, 之后进行传感薄膜图形化, 第一层牺牲层和第二层 牺牲层去除 ( 见图 4), 以及淀积保护层将压敏传感器件密封等常规的工艺。该步退火处理 的温度可设定为 700-1200℃。
     上述步骤一中刻蚀硅衬底形成定锚底座孔的刻蚀过程可在多晶硅的刻蚀机台上 完成。定锚通孔硅基底刻蚀主要采用各向同性刻蚀工艺, 主要目的为使形成的定锚底座孔 深入硅基底并且更加宽大稳定。 刻蚀可采用等离子体刻蚀工艺, 一个具体的刻蚀条件为 : 刻 蚀气体 SF6 流量为 10sccm ~ 200sccm ; 刻蚀气体 O2 的流量为 10sccm ~ 150scc m ; 刻蚀设 备的上部电极源功率设置为 500 ~ 2000w ; 下部电极偏置功率设置为 0w ; 刻蚀腔体内的压 力设置为 10 ~ 100mt( 毫托 )。第一牺牲层和第二牺牲层为氧化硅或氮化硅。
    

压敏传感器的制备方法.pdf_第1页
第1页 / 共9页
压敏传感器的制备方法.pdf_第2页
第2页 / 共9页
压敏传感器的制备方法.pdf_第3页
第3页 / 共9页
点击查看更多>>
资源描述

《压敏传感器的制备方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《压敏传感器的制备方法.pdf(9页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN102336388A43申请公布日20120201CN102336388ACN102336388A21申请号201010233560322申请日20100722B81C1/0020060171申请人上海华虹NEC电子有限公司地址201206上海市浦东新区川桥路1188号72发明人黄志刚方精训74专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人丁纪铁54发明名称压敏传感器的制备方法57摘要本发明公开了一种压敏传感器的制备方法,为在定锚通孔氧化硅刻蚀之后,增加一步刻蚀硅衬底形成定锚底座孔的步骤,并且采用硅衬底各向同性刻蚀工艺,在后续工艺流程中形成具有定锚底座的定锚,承载压。

2、敏传感器主体。并且定锚底座深入到硅衬底中且比较宽大,从而增加压敏传感器主体结构的稳定性。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图5页CN102336398A1/1页21一种压敏传感器的制备方法,其特征在于,在硅衬底上的第一牺牲层中刻蚀形成定锚通孔之后,包括如下步骤1采用各向同性的刻蚀工艺,刻蚀所述定锚通孔下的硅衬底至硅平面下预定深度,形成定锚底座孔,而后去除光刻胶;2CMP工艺研磨去除所述硅衬底上的第一牺牲层;3在所述硅衬底上淀积传感薄膜,所述传感薄膜填充硅衬底中的所述定锚底座孔,形成定锚底座;4CMP工艺研磨所述传感薄膜至所述硅衬底平面;5在。

3、硅衬底上淀积第二牺牲层;6采用光刻工艺在所述第二牺牲层上定义出定锚通孔的位置,而后刻蚀所述第二牺牲层至所述硅衬底中的传感薄膜中,形成定锚通孔,之后去除光刻胶;7在所述第二层牺牲层上再次淀积传感薄膜,所述传感薄膜填充所述定锚通孔形成定锚,最终形成由定锚底座和定锚构成的传感薄膜支撑柱;8紧接着进行高温退火处理,之后进行传感薄膜图形化等常规的工艺。2按照权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述步骤一中刻蚀至所述硅衬底平面下的深度为0052M。3按照权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于所述步骤一的刻蚀在多晶硅的刻蚀机台上完成。4按照权利要求3所述的制备方法,其特征在于所述步骤一的刻蚀采用等离子体刻。

4、蚀工艺,刻蚀工艺参数可为刻蚀气体SF6流量为10SCCM200SCCM;刻蚀气体O2的流量为10SCCM150SCCM;刻蚀设备的上部电极源功率设置为5002000W;下部电极偏置功率设置为0W;刻蚀腔体内的压力设置为10100MT。5按照权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于所述第一牺牲层和第二牺牲层为氧化硅或氮化硅。权利要求书CN102336388ACN102336398A1/2页3压敏传感器的制备方法技术领域0001本发明涉及一种压敏传感器的制备方法。背景技术0002压敏传感器是将压力转换为电信号的一种器件。一般可用体微机械加工或表面微机械加工两种方法来制造薄膜,然后在薄膜中嵌入压阻器。

5、就可以测量压力所引起的应力,同时,电容用来测量薄膜的挠度。0003采用表面微机械加工技术制作带真空腔结构的压敏传感器方法,在晶圆的表面刻蚀出一个空腔CAVITY作为传感薄膜的伸缩空间。在空腔形成之后向空腔填充牺牲层,其中的牺牲层淀积工艺会保持因空腔刻蚀形成的图形间的高低差STEPHEIGHT。经CMP平坦化之后在空腔的周围的牺牲层刻蚀一圈环绕空腔的通孔定锚通孔的形成参见图2和图3,其中4为光刻胶,3为牺牲层,为用来填充固定传感薄膜的定锚通孔。之后进行定锚通孔填充和传感薄膜淀积,然后刻蚀出传感薄膜形状,再通过湿法刻蚀的方法把所有牺牲层刻蚀干净。最后淀积一层保护层把压敏传感器件密封。0004采用上。

6、述制备方法所制备出的压敏传感器主体结构如图1所示,其中3为硅衬底,2为定锚通孔,1为传感薄膜。这种结构非常不稳定,在外力的作用下,如后续工艺流程中的水洗等,都将会破坏压敏传感器结构。发明内容0005本发明要解决的技术问题是提供一种压敏传感器的制备方法,其能提供更稳定的支撑。0006为解决上述技术问题,本发明的压敏传感器的制备方法,在硅衬底上的第一牺牲层中刻蚀形成定锚通孔之后,包括如下步骤00071采用各向同性的刻蚀工艺,刻蚀所述定锚通孔下的硅衬底至硅平面下预定深度,形成定锚底座孔,而后去除光刻胶;00082CMP工艺研磨去除所述硅衬底上的第一牺牲层;00093在所述硅衬底上淀积传感薄膜,所述传。

7、感薄膜填充硅衬底中的所述定锚底座孔;00104CMP工艺研磨所述传感薄膜至所述硅衬底平面;00115在硅衬底上淀积第二牺牲层;00126采用光刻工艺在所述第二牺牲层上定义出定锚通孔的位置,而后刻蚀所述第二牺牲层至所述硅衬底中的传感薄膜中,形成定锚通孔,之后去除光刻胶;00137在所述第二层牺牲层上再次淀积传感薄膜,所述传感薄膜填充所述定锚通孔形成定锚,最终形成由定锚底座和定锚构成的传感薄膜支撑柱;00148紧接着进行高温退火处理,之后进行传感薄膜图形化等常规的工艺。0015本发明的压敏传感器的制备方法,在定锚通孔氧化膜刻蚀完成之后,额外增加一说明书CN102336388ACN102336398。

8、A2/2页4步定锚底座孔的刻蚀,在硅衬底上刻蚀形成定锚底座孔,并且采用各向同性的刻蚀工艺。在后续工艺流程中形成定锚时,作为承载压敏传感器主体的定锚可以深入到硅衬底中并且底座比较宽大,从而增加压敏传感器主体结构的稳定性。附图说明0016下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明0017图1为现有的压敏传感器结构示意图;0018图2为现有的制备压敏传感器方法中通孔光刻示意图;0019图3为现有的制备压敏传感器方法中刻蚀氧化膜形成通孔后的示意图;0020图4为采用本发明的方法制备的压敏传感器结构示意图;0021图5为本发明的压敏传感器制备流程示意图;0022图6至图16为与本发明的制备方法。

9、中的步骤相应的压敏传感器结构示意图。具体实施方式0023本发明的压敏传感器的制备方法,包括如下步骤参见图500241在硅衬底3上刻蚀形成空腔,而后淀积第一牺牲层51,接着采用光刻工艺在第一牺牲层上定义出定锚通孔的位置见图6,4为光刻胶,紧接着刻蚀第一牺牲层形成定锚通孔见图7。上述工艺流程与原有工艺相同。而后采用各向同性的刻蚀工艺,刻蚀定锚通孔下的硅衬底至硅平面下预定深度可为0052M,形成定锚底座孔221见图8,而后去除光刻胶见图9;00252CMP工艺研磨去除硅衬底3上的第一牺牲层51见图10;00263在硅衬底3上淀积传感薄膜1,传感薄膜填充硅衬底中的定锚底座孔,形成定锚底座22见图11;。

10、00274CMP工艺研磨传感薄膜至硅衬底平面见图12;00285在硅衬底上淀积第二牺牲层52见图13;00296采用光刻工艺在第二牺牲层52上定义出定锚通孔的位置,而后刻蚀第二牺牲层至硅衬底中的传感薄膜,形成定锚通孔211见图14,之后去除光刻胶见图15;00307在第二层牺牲层52上再次淀积传感薄膜1,传感薄膜填充定锚通孔211形成定锚21,最终形成由定锚底座22和定锚21构成的传感薄膜支撑柱;00318紧接着进行高温退火处理,之后进行传感薄膜图形化,第一层牺牲层和第二层牺牲层去除见图4,以及淀积保护层将压敏传感器件密封等常规的工艺。该步退火处理的温度可设定为7001200。0032上述步骤。

11、一中刻蚀硅衬底形成定锚底座孔的刻蚀过程可在多晶硅的刻蚀机台上完成。定锚通孔硅基底刻蚀主要采用各向同性刻蚀工艺,主要目的为使形成的定锚底座孔深入硅基底并且更加宽大稳定。刻蚀可采用等离子体刻蚀工艺,一个具体的刻蚀条件为刻蚀气体SF6流量为10SCCM200SCCM;刻蚀气体O2的流量为10SCCM150SCCM;刻蚀设备的上部电极源功率设置为5002000W;下部电极偏置功率设置为0W;刻蚀腔体内的压力设置为10100MT毫托。第一牺牲层和第二牺牲层为氧化硅或氮化硅。说明书CN102336388ACN102336398A1/5页5图1图2图3图4说明书附图CN102336388ACN102336398A2/5页6图5说明书附图CN102336388ACN102336398A3/5页7图6图7图8说明书附图CN102336388ACN102336398A4/5页8图9图10图11图12说明书附图CN102336388ACN102336398A5/5页9图13图14图15图16说明书附图CN102336388A。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 作业;运输 > 微观结构技术〔7〕


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1