半导体压力传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体压力传感器及其制造方法，其在压力传感器区域（16）上形成有包含固定电极（18a）、空隙（50）及可动电极（30d）在内的压力传感器，在CMOS区域（17）上形成有存储器单元晶体管和场效应型晶体管。与空隙（50）连通的蚀刻孔（46b）由第1封装膜（48b）进行闭塞。空隙（50）是通过将由与存储器单元晶体管的栅极电极（23a）相同的膜构成的部分去除而形成的。可动电极（30d）由与栅极电极（30c、30a、30b）相同的膜形成。

Semiconductor pressure sensor and method of manufacturing the same

The present invention provides a semiconductor pressure sensor and its manufacturing method, the pressure sensor area (16) is formed on the fixed electrode containing (18a), gap (50) and a movable electrode (30d) pressure sensor, in the CMOS region (17) is formed on the memory cell transistor and field effect transistor. An etched hole (46b) connected with voids (50) is blocked by a first encapsulation film (48b). The gap (50) is formed by removing portions of the same film as the gate electrode (23a) of the memory cell transistor. The movable electrode (30d) is formed from the same film as the gate electrode (30C, 30a, 30b).

【技术实现步骤摘要】
半导体压力传感器及其制造方法
本专利技术涉及一种半导体压力传感器及其制造方法，特别是涉及一种具有CMOS电路的半导体压力传感器和该半导体压力传感器的制造方法。
技术介绍
近年来，在以汽车为首的各种领域中正使用着半导体压力传感器。作为半导体压力传感器，具有集成在CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）电路中的半导体压力传感器。作为这种半导体压力传感器，对在专利文献1（日本特表2004－526299号公报（日本专利第4267322号））中公开的半导体压力传感器进行说明。在该半导体压力传感器中，在半导体衬底上规定出了形成CMOS电路的区域（CMOS区域）和形成压力传感器的区域（压力传感器区域）。在CMOS区域中形成有包含n沟道型的MOS晶体管和p沟道型的MOS晶体管在内的CMOS电路。在压力传感器区域中形成有电容式的压力传感器。在电容式的压力传感器中，形成固定电极和可动电极，并在固定电极和可动电极之间设置有真空室。真空室通过封装膜进行封装。通过将可动电极和固定电极之间的距离变化作为电容值的变化进行检测，从而对压力进行测定。在现有的半导体压力传感器中，存在下述问题。在该半导体压力传感器中，将形成压力传感器的工序设为在形成CMOS电路的工序之外的另一个工序。即，形成用于形成真空室的牺牲膜的工序、形成可动电极的工序以及形成对真空室进行封装的封装膜的工序，被追加作为用于形成压力传感器的专用工序。另外，在通过蚀刻去除牺牲膜时，必须在这之前形成保护CMOS区域的保护膜，并在去除牺牲膜后将该保护膜去除。并且，配置在可动电极的下方的真空室由于在CMOS区域的工艺结束前形成，因此，例如必须采取粘附对策以不会由于湿处理等而使得可动电极发生粘接固定。因此，对于现有的半导体压力传感器，存在制造工序变长，并且变得复杂的问题。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的之一在于提供一种能够容易地制造的半导体压力传感器，另一个目的在于提供一种实现追加的工序数量的削减的半导体压力传感器的制造方法。本专利技术所涉及的半导体压力传感器具有：第1区域、第2区域及第3区域、压力传感器、存储器单元晶体管、场效应型晶体管、层间绝缘膜、孔、封装部、开口部。第1区域、第2区域及第3区域是通过元件分离绝缘膜而在半导体衬底的表面规定出的。压力传感器形成在第1区域，包含固定电极、空隙及可动电极，空隙配置在固定电极的上方，可动电极配置在空隙的上方。存储器单元晶体管形成在第2区域，包含第1电极以及配置在该第1电极上方的第2电极作为栅极电极。场效应型晶体管形成在第3区域，包含第3电极作为另一个栅极电极。层间绝缘膜以覆盖压力传感器、存储器单元晶体管以及场效应型晶体管的方式形成。孔形成在层间绝缘膜上，与空隙连通。封装部对空隙进行封装。开口部形成在层间绝缘膜上，向压力传感器开口。空隙是通过将由与成为第1电极的导电膜相同的膜构成的部分去除而形成的。可动电极由与成为第2电极及第3电极的其他导电膜相同的膜形成。本专利技术所涉及的半导体压力传感器的制造方法具有以下工序。通过形成元件分离绝缘膜，从而在半导体衬底的表面规定出第1区域、第2区域及第3区域，其中，第1区域用于形成压力传感器，第2区域用于形成存储器单元晶体管，第3区域用于形成场效应型晶体管。在第1区域形成固定电极。以覆盖固定电极的方式形成第1导电膜。通过对第1导电膜进行图案化，从而在第1区域形成成为空隙的第1导电膜图案，在第2区域形成作为存储器单元晶体管的栅极电极的第1电极。以覆盖第1电极以及成为空隙的第1导电膜图案的方式形成第2导电膜。通过对第2导电膜进行图案化，从而在第1区域，在成为空隙的第1导电膜图案的上方形成可动电极，在第2区域，在第1电极的上方形成第2电极，在第3区域形成作为场效应型晶体管的栅极电极的第3电极。以覆盖可动电极、第1电极、第2电极及第3电极的方式形成层间绝缘膜。在位于第1区域的层间绝缘膜的部分上，形成到达成为空隙的第1导电膜图案的孔。通过将成为空隙的第1导电膜图案去除，从而形成空隙。闭塞与空隙连通的孔。在位于第1区域的层间绝缘膜的部分上，朝向可动电极形成开口部。根据本专利技术所涉及的半导体压力传感器，能够容易地制造在第2区域及第3区域形成有半导体元件，在第1区域形成有压力传感器的形态的半导体压力传感器。根据本专利技术所涉及的半导体压力传感器的制造方法，与在第2区域及第3区域形成的半导体元件等的制造工序相对应，能够容易地在第1区域制造压力传感器。本专利技术的上述及其他目的、特征、方案及优点，通过与附图相关联进行理解的关于本专利技术的以下详细说明能够清楚。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的半导体压力传感器的制造方法的一个工序的剖面图。图2是表示在本实施方式中，在图1所示的工序后进行的工序的剖面图。图3是表示在本实施方式中，在图2所示的工序后进行的工序的剖面图。图4是表示在本实施方式中，在图3所示的工序后进行的工序的剖面图。图5是表示在本实施方式中，在图4所示的工序后进行的工序的剖面图。图6是表示在本实施方式中，在图5所示的工序后进行的工序的剖面图。图7是表示在本实施方式中，在图6所示的工序后进行的工序的剖面图。图8是表示在本实施方式中，在图7所示的工序后进行的工序的剖面图。图9是表示在本实施方式中，在图8所示的工序后进行的工序的剖面图。图10是表示在本实施方式中，在图9所示的工序后进行的工序的剖面图。图11是表示在本实施方式中，在图10所示的工序后进行的工序的剖面图。图12是表示在本实施方式中，在图11所示的工序后进行的工序的剖面图。图13是表示在本实施方式中，在图12所示的工序后进行的工序的剖面图。图14是在本实施方式中，图13所示的工序中的压力传感器区域的局部俯视图。图15是分别表示在本实施方式中，检测用的压力传感器区域和参照用的压力传感器区域的局部剖面图。图16是表示本专利技术的实施方式2所涉及的半导体压力传感器的制造方法的一个工序的剖面图。图17是表示在本实施方式中，在图16所示的工序后进行的工序的剖面图。图18是表示本专利技术的实施方式3所涉及的半导体压力传感器的制造方法的一个工序的剖面图。图19是表示在本实施方式中，在图18所示的工序后进行的工序的剖面图。图20是表示在本实施方式中，在图19所示的工序后进行的工序的剖面图。图21是表示在本实施方式中，在图20所示的工序后进行的工序的剖面图。图22是表示本专利技术的实施方式4所涉及的半导体压力传感器的制造方法的一个工序的局部剖面图。图23是表示在本实施方式中，在图22所示的工序后进行的工序的局部剖面图。图24是表示在本实施方式中，在图23所示的工序后进行的工序的局部剖面图。图25是表示本专利技术的实施方式5所涉及的半导体压力传感器的制造方法的一个工序的剖面图。图26是表示在本实施方式中，在图25所示的工序后进行的工序的剖面图。图27是表示在本实施方式中，在图26所示的工序后进行的工序的剖面图。图28是表示在本实施方式中，在图27所示的工序后进行的工序的剖面图。图29是表示在本实施方式中，在图28所示的工序后进行的工序的剖面图。图30是表示在本实施方式中，在图29所示的工序后进行的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体压力传感器，其具有：第1区域、第2区域及第3区域，它们是在半导体衬底的表面规定出的；压力传感器，其形成在所述第1区域，包含固定电极、空隙及可动电极，所述空隙配置在所述固定电极的上方，所述可动电极配置在所述空隙的上方；存储器单元晶体管，其形成在所述第2区域，包含第1电极以及配置在所述第1电极上方的第2电极作为栅极电极；场效应型晶体管，其形成在所述第3区域，包含第3电极作为另一个栅极电极；层间绝缘膜，其以覆盖所述压力传感器、所述存储器单元晶体管以及所述场效应型晶体管的方式形成；孔，其形成在所述层间绝缘膜上，与所述空隙连通；封装部，其对所述空隙进行封装；以及开口部，其形成在所述层间绝缘膜上，向所述压力传感器开口，所述空隙是通过将由与成为所述第1电极的导电膜相同的膜构成的部分去除而形成的，所述可动电极由与成为所述第2电极及所述第3电极的其他导电膜相同的膜同时形成，所述可动电极具有与所述第2电极的厚度及所述第3电极的厚度相同的厚度，所述孔在俯视时不与所述可动电极重叠，所述孔不穿过所述可动电极。

【技术特征摘要】
2012.12.07 JP 2012-2685391.一种半导体压力传感器，其具有：第1区域、第2区域及第3区域，它们是在半导体衬底的表面规定出的；压力传感器，其形成在所述第1区域，包含固定电极、空隙及可动电极，所述空隙配置在所述固定电极的上方，所述可动电极配置在所述空隙的上方；存储器单元晶体管，其形成在所述第2区域，包含第1电极以及配置在所述第1电极上方的第2电极作为栅极电极；场效应型晶体管，其形成在所述第3区域，包含第3电极作为另一个栅极电极；层间绝缘膜，其以覆盖所述压力传感器、所述存储器单元晶体管以及所述场效应型晶体管的方式形成；孔，其形成在所述层间绝缘膜上，与所述空隙连通；封装部，其对所述空隙进行封装；以及开口部，其形成在所述层间绝缘膜上，向所述压力传感器开口，所述空隙是通过将由与成为所述第1电极的导电膜相同的膜构成的部分去除而形成的，所述可动电极由与成为所述第2电极及所述第3电极的其他导电膜相同的膜同时形成，所述可动电极具有与所述第2电极的厚度及所述第3电极的厚度相同的厚度，所述孔在俯视时不与所述可动电极重叠，所述孔不穿过所述可动电极。2.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，该半导体压力传感器具有：第1保护膜，其覆盖所述固定电极的上表面；第2保护膜，其覆盖所述可动电极的下表面；作为栅极绝缘膜的第1绝缘膜，其存在于所述第1电极和所述半导体衬底之间；以及第2绝缘膜，其存在于所述第1电极和所述第2电极之间，所述第1保护膜由与成为所述第1绝缘膜的膜相同的膜形成，所述第2保护膜由与成为所述第2绝缘膜的膜相同的膜形成。3.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，该半导体压力传感器具有配线，该配线以与所述层间绝缘膜接触的方式形成，并与所述存储器单元晶体管或所述场效应型晶体管电连接，所述封装部包含由与成为所述配线的膜相同的膜形成的第1部分。4.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，该半导体压力传感器具有以覆盖所述层间绝缘膜的方式形成的钝化膜，所述封装部包含由与成为所述钝化膜的膜相同的膜形成的第2部分。5.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，所述层间绝缘膜包含：下层绝缘膜；以及上层绝缘膜，其以覆盖所述下层绝缘膜的方式形成，所述封装部由所述上层绝缘膜形成。6.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，所述封装部包含由铝(Al)、铝硅(Al－Si)、铝硅铜(Al－Si－Cu)及铝铜(Al－Cu)中的某一个形成的部分。7.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，该半导体压力传感器具有第3保护膜，该第3保护膜以覆盖所述可动电极的方式形成，所述开口部以露出所述第3保护膜的方式形成。8.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，所述压力传感器包含：第1压力传感器，其包含作为所述固定电极的第1固定电极、作为所述空隙的第1空隙以及作为所述可动电极的第1可动电极；以及第2压力传感器，其包含作为所述固定电极的第2固定电极、作为所述空隙的第2空隙以及作为所述可动电极的第2可动电极，所述开口部形成在位于所述第1压力传感器上方的所述层间绝缘膜的部分上，所述第2压力传感器形成为由所述层间绝缘膜覆盖的状态。9.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，具有形成在所述可动电极的侧壁面上的侧壁膜。10.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，所述固定电极是杂质扩散区域。11.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，具有：元件分离绝缘膜，其形成在所述第1区域；以及多晶硅膜，其形成在所述元件分离绝缘膜上，所述固定电极是所述多晶硅膜。12.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其中，所述固定电极是彼此隔开间隔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤公敏，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP