一种运动传感器的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种运动传感器的制备方法，包括：提供基底，所述基底上形成有CMOS器件，所述基底上还形成有底部电极、以及位于所述底部电极上的牺牲材料层；形成MEMS衬底并图案化，以形成多个第一开口，露出部分所述牺牲材料层；在所述MEMS衬底上沉积覆盖层牺牲材料层并图案化；在所述覆盖层牺牲材料层上沉积覆盖层薄层，以覆盖所述覆盖层牺牲材料层；图案化所述覆盖层薄层，以在所述覆盖层薄层中形成多个第二开口，露出部分所述覆盖层牺牲材料层；去除所述覆盖层牺牲材料层和所述牺牲材料层，以在所述底部电极上方形成空腔；再次沉积所述覆盖层薄层填充所述第二开口，以形成封闭的覆盖层。本发明专利技术所述方法使所述传感器的良率提高。

【技术实现步骤摘要】
一种运动传感器的制备方法
本专利技术涉及半导体领域，具体地，本专利技术涉及一种运动传感器的制备方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，在运动传感器（motionsensor）类产品的市场上，智能手机、集成CMOS和微机电系统（MEMS）器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。现有技术中制备所述运动传感器（motionsensor）时大多数时候需要用到深反应离子刻蚀(DRIE)系统，反应离子刻蚀是集成电路制造、MEMS加工及其他器件加工的重要工序之一。主要用于多晶硅、氮化硅、二氧化硅薄膜及金属膜等各种薄膜的刻蚀，属干法腐蚀，反应离子刻蚀是利用高频辉光放电产生的活性基团与被腐蚀材料发生化学反应，形成挥发性产物使样品表面原子从晶格中脱落，从而实现样品表面微细图形制备的设备。在半导体、MEMS、太阳能电池和光电等领域有着广泛的应用。如图1所示，首先提供形成有CMOS器件的基底101，在所述基底上形成介电层102，图案化部分所述介电层102，形成传感器底部电极层103以及用于形成电连接导电层，然后所述传感器底部电极层上形成具有沟槽的介电层，以露出所述传感器底部电极层；沉积牺牲材料层，以填充所述沟槽；沉积MEMS衬底104，以覆盖所述牺牲材料层；图案化所述MEMS衬底104，以形成开口，露出部分所述牺牲材料层；去除所述牺牲材料层，以在所述传感器底部电极层上方形成空腔，然后在所述MEMS衬底104上形成覆盖层105，以将所述空腔形成密闭的空腔。现有技术中所述覆盖层105通常选用Si，所述覆盖层105的作用是保持所述空腔真空，并保护所述传感器不会受到环境的损坏，但是对于晶圆的切割（dicing）、变薄以及测试过程中成为一个非常大的挑战，而且对器件的良率也带来影响。因此，现有技术中所述覆盖层选用Si虽然能够很好的和所述键合在一起，但是所述Si具有很大的局限性，在晶圆切割中会受到影响，因此需要对所述覆盖层的材料以及制备方法进行改进，以消除上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术为了克服目前存在问题，提供了一种运动传感器的制备方法，包括：提供基底，所述基底上形成有CMOS器件，所述基底上还形成有底部电极、以及位于所述底部电极上的牺牲材料层；形成MEMS衬底并图案化，以形成多个第一开口，露出部分所述牺牲材料层；在所述MEMS衬底上沉积覆盖层牺牲材料层并图案化；在所述覆盖层牺牲材料层上沉积覆盖层薄层，以覆盖所述覆盖层牺牲材料层；图案化所述覆盖层薄层，以在所述覆盖层薄层中形成多个第二开口，露出部分所述覆盖层牺牲材料层；去除所述覆盖层牺牲材料层和所述牺牲材料层，以在所述底部电极上方形成空腔；再次沉积所述覆盖层薄层填充所述第二开口，以形成封闭的覆盖层。作为优选，所述覆盖层薄层选用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、多晶硅、金属薄膜、硅的合金或者混合物以及有机覆盖物中的一种。作为优选，所述覆盖层牺牲材料层为无定形碳材料层，所述MEMS衬底选用Si，所述牺牲材料层选用无定形碳材料层。作为优选，在所述基底上形成底部电极的方法为：在所述基底上沉积第一介电层；图案化所述第一介电层，以在所述第一介电层中形成第三开口；在所述第三开口中填充金属材料，以形成所述底部电极。作为优选，形成所述牺牲材料层的方法为：在所述底部电极上沉积第二介电层；图案化所述第二介电层，形成沟槽，露出位于中间部分的底部电极；沉积牺牲材料，以填充所述沟槽并形成所述牺牲材料层。作为优选，在所述第二介电层上形成所述MEMS衬底的方法为：形成所述MEMS衬底；将所述MEMS衬底通过共晶结合或者热键合的方法和所述第二介电层键合，以形成一体的结构。作为优选，所述第一开口的关键尺寸小于5um。作为优选，所述方法还包括以下步骤：在所述MEMS衬底上形成第三介电层；蚀刻所述第三介电层、所述MEMS衬底、第二介电层，以在所述第一开口的一侧形成接触孔，露出所述底部电极；选用导电材料填充所述接触孔，以形成接触塞。作为优选，图案化所述覆盖层薄层，以在所述覆盖层薄层中形成第二开口，同时去除所述一开口两侧的所述覆盖层薄层，以露出所述接触塞。本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种运动传感器的制备方法，在所述方法中选用覆盖层薄层来来代替现有技术中的硅覆盖层，所述方法和现有工艺具有良好的兼容性，使得整个工艺更加简单，成本得到极大降低；同时通过所述方法还可以很好地解决晶圆的切割（dicing）、变薄以及测试过程对所述覆盖层的损坏，使所述传感器的良率提高。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的装置及原理。在附图中，图1为现有技术中所述MEMS传感器的结构示意图；图2a-2f为本专利技术一具体实施方式中所述传感器的制备过程示意图；图3为本专利技术一具体实施方式中所述传感器的制备工艺流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本专利技术所述传感器的制备方法。显然，本专利技术的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。现在，将参照附图更详细地描述根据本专利技术的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本专利技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。本专利技术中为了解决现有技术中所述运动传感器（motionsensor）的制备过程中金属填充容易出现孔洞的问题，对所述方法进行了改进，所述方法包括以下步骤：提供基底，所述基底上形成有CMOS器件，所述基底上还形成有底部电极、以及位于所述底部电极上的牺牲材料层；形成MEMS衬底并图案化，以形成开口，露出部分所述牺牲材料层；在所述MEMS衬底上沉积覆盖层牺牲材料层并图案化；在所述覆盖层牺牲材料层上沉积覆盖层薄层，以覆盖所述覆盖层牺牲材料层；图案化所述覆盖层薄层，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动传感器的制备方法，包括：提供基底，所述基底上形成有CMOS器件，所述基底上还形成有底部电极、以及位于所述底部电极上的牺牲材料层；形成MEMS衬底并图案化，以形成多个第一开口，露出部分所述牺牲材料层；在所述MEMS衬底上沉积覆盖层牺牲材料层并图案化；在所述覆盖层牺牲材料层上沉积覆盖层薄层，以覆盖所述覆盖层牺牲材料层；图案化所述覆盖层薄层，以在所述覆盖层薄层中形成多个第二开口，露出部分所述覆盖层牺牲材料层；去除所述覆盖层牺牲材料层和所述牺牲材料层，以在所述底部电极上方形成空腔；再次沉积所述覆盖层薄层填充所述第二开口，以形成封闭的覆盖层。

【技术特征摘要】
2013.12.27 CN 20131074030131.一种运动传感器的制备方法，包括：提供基底，所述基底上形成有CMOS器件，所述基底上还形成有底部电极、以及位于所述底部电极上的牺牲材料层；形成MEMS衬底并图案化，以形成多个第一开口，露出部分所述牺牲材料层；在所述MEMS衬底上沉积覆盖层牺牲材料层并图案化；在所述覆盖层牺牲材料层上沉积覆盖层薄层，以解决晶圆的切割、变薄以及测试过程对所述覆盖层薄层的损坏并覆盖所述覆盖层牺牲材料层；图案化所述覆盖层薄层，以在所述覆盖层薄层中形成多个第二开口，露出部分所述覆盖层牺牲材料层；去除所述覆盖层牺牲材料层和所述牺牲材料层，以在所述底部电极上方形成空腔；再次沉积所述覆盖层薄层填充所述第二开口，以形成封闭的覆盖层；其中，所述覆盖层薄层选用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、多晶硅、金属薄膜、硅的合金、硅的混合物以及硅的有机覆盖物中的一种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述覆盖层牺牲材料层为无定形碳材料层，所述MEMS衬底选用Si，所述牺牲材料层选用无定形碳材料层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基底上形成底部电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红梅，刘煊杰，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31