一种MEMS压力传感器及其制备方法、电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种MEMS压力传感器及其制备方法、电子装置。所述方法包括提供基底，在所述基底上形成有第一层间介电层以及位于所述第一层间介电层上的图案化的复合底部电极，所述复合底部电极包括依次形成的屏蔽层和电极层；在复合底部电极上沉积第二层间介电层和图案化的牺牲材料层，以覆盖所述复合底部电极；在第二层间介电层和所述牺牲材料层上形成顶部电极，以覆盖所述第二层间介电层和所述牺牲材料层；图案化所述顶部电极和所述第二层间介电层，以形成第一开口，露出位于外侧的所述复合底部电极中的电极层；在所述第一开口的侧壁和底部沉积一层与所述顶部电极相同的材料层，以形成具有凹槽的接触孔。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS压力传感器及其制备方法、电子装置
本专利技术涉及半导体领域，具体地，本专利技术涉及一种MEMS压力传感器及其制备方法、电子装置。
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。其中，MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子：如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子：如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子：如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。现有技术中压力传感器的包括变极距型电容传感器、变面积型电容传感器以及变介电常数型电容传感器，其中所述变极距型电容传感器中包括定极板(fixedplate)和动极板(movingplate)，其中在压力的作用下所述动极板(movingplate)发生移动，所述定极板和动极板之间的距离发生变化，电容发生变化，通过所述电容的变化检测得到压力的变化。在压力传感器的发展中面临着两个主要的问题：第一是压力传感器(PS)的漂移；例如压力传感器高度(Altitude)和温度(TEMP)漂移，温度和压力都会导致所述PS漂移，第二是静态工作电流(VSK)电流过低的问题，电流过低的问题有可能是因为接触电阻过高的问题。因此，现有技术中存在上述弊端，需要对现有的压力传感器结构以及制备方法进行改进，以便消除上述问题，提高器件的性能和良率。
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MEMS压力传感器的制备方法，所述方法包括：提供基底，在所述基底上形成有第一层间介电层以及位于所述第一层间介电层上的图案化的复合底部电极，所述复合底部电极包括依次形成的屏蔽层和电极层；在所述复合底部电极上沉积第二层间介电层和图案化的牺牲材料层，以覆盖所述复合底部电极；在所述第二层间介电层和所述牺牲材料层上形成顶部电极，以覆盖所述第二层间介电层和所述牺牲材料层；图案化所述顶部电极和所述第二层间介电层，以形成第一开口，露出位于外侧的所述复合底部电极中的电极层；在所述第一开口的侧壁和底部沉积一层与所述顶部电极相同的材料层，以部分填充所述第一开口，形成具有凹槽的接触孔。可选地，所述方法还进一步包括：图案化所述顶部电极，以在所述顶部电极上形成第二开口，露出所述牺牲材料层；去除所述牺牲材料层，以在所述顶部电极下方形成空腔；在所述顶部电极上方形成覆盖层，以填充所述第二开口和所述接触孔中的凹槽。可选地，形成所述复合底部电极的步骤包括：提供基底，在所述基底上形成有CMOS器件，在所述基底上沉积所述第一层间介电层、所述屏蔽层和所述电极层；图案化所述屏蔽层和所述电极层，以形成所述复合底部电极的主体和位于所述主体外侧的互连结构。可选地，沉积所述第二层间介电层和图案化的所述牺牲材料层的步骤包括：沉积所述第二层间介电层和所述牺牲材料层，以覆盖所述复合底部电极；图案化所述牺牲材料层，以去除所述复合底部电极主体上方两侧所述牺牲材料层。可选地，所述电极层和/或所述顶部电极选用SiGe。本专利技术还提供了一种MEMS压力传感器，其特征在于，所述MEMS压力传感器包括：底部电极，所述底部电极包括依次形成的屏蔽层和电极层；顶部电极，位于所述底部电极的上方，且所述顶部电极与所述底部电极之间形成有空腔；接触孔，位于所述电极层的上方并且与所述顶部电极电连接，其中所述接触孔呈凹形结构。可选地，所述底部电极包括电极主体和位于所述电极主体外侧的互连结构，其中所述接触孔位于所述互连结构的上方。可选地，所述接触孔的中心形成有凹槽，其整体呈凹形环，所述凹形环的底部连接所述电极层，所述凹形换的两端连接所述顶部电极。可选地，所述电极层、所述顶部电极和/或所述接触孔选用SiGe。本专利技术还提供了一种电子装置，包括上述的MEMS压力传感器。本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种MEMS压力传感器的制备方法，其中所述传感器选用复合底部电极，所述复合底部电极包括依次形成的屏蔽层和电极层，例如其可以选用SiGe(500A)/缓冲层(TiN:250A)/AlCu9000A/TiN250A的复合层，通过所述复合层以控制压力传感器的漂移，其中，所述顶部电极和所述底部电极进行互联时，所述接触孔并非完全填充而是部分填充以形成具有凹槽的接触孔，并且所述接触孔选用SiGe，通过所述改进降低静态工作电流(VSK)电流，进一步提高所述MEMS压力传感器的灵敏度和良率。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1a-1l为本专利技术一具体实施方式中所述传感器的结构示意图；图2为本专利技术一具体实施方式中所述MEMS压力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。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供基底，在所述基底上形成有第一层间介电层以及位于所述第一层间介电层上的图案化的复合底部电极，所述复合底部电极包括依次形成的屏蔽层和电极层；在所述复合底部电极上沉积第二层间介电层和图案化的牺牲材料层，以覆盖所述复合底部电极；在所述第二层间介电层和所述牺牲材料层上形成顶部电极，以覆盖所述第二层间介电层和所述牺牲材料层；图案化所述顶部电极和所述第二层间介电层，以形成第一开口，露出位于外侧的所述复合底部电极中的电极层；在所述第一开口的侧壁和底部沉积一层与所述顶部电极相同的材料层，以部分填充所述第一开口，形成具有凹槽的接触孔。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供基底，在所述基底上形成有第一层间介电层以及位于所述第一层间介电层上的图案化的复合底部电极，所述复合底部电极包括依次形成的屏蔽层和电极层；在所述复合底部电极上沉积第二层间介电层和图案化的牺牲材料层，以覆盖所述复合底部电极；在所述第二层间介电层和所述牺牲材料层上形成顶部电极，以覆盖所述第二层间介电层和所述牺牲材料层；图案化所述顶部电极和所述第二层间介电层，以形成第一开口，露出位于外侧的所述复合底部电极中的电极层；在所述第一开口的侧壁和底部沉积一层与所述顶部电极相同的材料层，以部分填充所述第一开口，形成具有凹槽的接触孔。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：图案化所述顶部电极，以在所述顶部电极上形成第二开口，露出所述牺牲材料层；去除所述牺牲材料层，以在所述顶部电极下方形成空腔；在所述顶部电极上方形成覆盖层，以填充所述第二开口和所述接触孔中的凹槽。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述复合底部电极的步骤包括：提供基底，在所述基底上形成有CMOS器件，在所述基底上沉积所述第一层间介电层、所述屏蔽层和所述电极层；图案化所述屏蔽层和所述电极层，以形成所述复合底部电极的主体和位于所述主体外侧的互连结构。...

【专利技术属性】
技术研发人员：伏广才，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31