【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种电容式加速度传感器及其制备方法。
技术介绍
1、加速度传感器可由制造在硅片上的微电子机械系统(mems)来实现，应用电容检测和静电力反馈电路的mems力平衡加速度器在高灵敏度、低噪声、直流响应及带宽等性能上优于其它类型的加速度传感器。
2、目前的电容式加速度传感器一般是分别制造衬底层、感应层以及封装层，并将这三层晶片通过两次键合加工制造而成的。然而，这就会存在制造出来的传感器精度难以控制的问题。
3、因而，如何提高电容式加速度传感器在制造过程中的可控性，兼顾提升传感器的精度，已成为业界目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种电容式加速度传感器及其制备方法，解决了如何提高电容式加速度传感器在制造过程中的可控性，兼顾提升传感器的精度的技术问题。
2、根据本专利技术的第一方面，本专利技术实施例提供一种电容式加速度传感器的制备方法，包括：
3、s1：提供第一衬底以及第二衬底；
4、s2：在所述第一衬底的表面依次形成第一金属层、第一介质层、牺牲层以及结构层；
5、s3：将所述第二衬底与所述第一衬底的所述结构层表面键合；
6、s4：在所述第二衬底表面形成第一支撑孔柱，所述第一支撑孔柱贯穿所述第二衬底直至所述第一介质层；
7、s5：在所述第二衬底表面形成第二支撑孔柱，所述第二支撑孔柱贯穿所述第二衬底直至所述第一金属层；
8、s6：
9、s7：以所述牺牲层为刻蚀停止层，对所述第一凹陷的底部进行刻蚀，形成所述牺牲孔；
10、s8：通过所述牺牲孔释放所述牺牲层，形成空腔。
11、可选的，在将所述第二衬底与所述第一衬底的所述结构层表面键合之后，且在所述第二衬底表面形成第一支撑孔柱之前，还包括：
12、对所述第二衬底进行减薄处理。
13、可选的，所述步骤s4包括：
14、s41：在所述第二衬底上形成第一掩膜层；
15、s42：对所述第一掩膜层进行第一次图形化，形成第一图形化的掩膜层；
16、s43：以所述第一图形化的掩膜层为掩模，以所述牺牲层和所述第一介质层的界面为刻蚀停止层，对所述第二衬底、所述结构层、所述牺牲层依次刻蚀，形成第二凹陷；
17、s44：向所述第二凹陷内填充第一支撑材料，形成所述第一支撑孔柱。
18、可选的，向所述第二凹陷内填充所述第一支撑材料的方法，包括：
19、利用化学气相沉积工艺在所述第二凹陷内沉积氧化硅，且所述氧化硅的表面与所述第一图形化掩膜层的表面平齐。
20、可选的，向所述第二凹陷内填充所述第一支撑材料的方法，包括：
21、向所述第二凹陷交替沉积氧化硅材料、氮化硅材料以及氧化硅材料，形成复合支撑材料，且所述复合支撑材料的表面与所述第一图形化掩膜层的表面平齐。
22、可选的，所述第二支撑孔柱包括第二介质层以及金属连接层，所述步骤s5包括：
23、s51：对所述第一掩膜层进行第二次图形化，形成第二图形化的掩膜层；
24、s52：以所述第二图形化的掩膜层为掩模，以所述第一金属层为刻蚀停止层，对所述第二衬底、所述结构层、所述牺牲层以及所述第一介质层进行刻蚀，形成第三凹陷；
25、s53：在所述第三凹陷的侧壁沉积所述第二介质层；
26、s54：向所述第三凹陷内填充所述金属连接层，使得所述金属连接层与所述第一金属层连接；
27、s55：去除所述第二图形化的掩膜层，使得所述金属连接层与所述第二衬底的表面平齐。
28、可选的，在所述第二衬底上形成应变结构的方法，包括：
29、s61：在所述第二衬底上形成第二掩膜层；
30、s62：对所述第二掩膜层进行第三次图形化，形成第三图形化的掩膜层，所述第三图形化的掩膜层图案包括至少一排骨架图案和至少两相对设置的梳状图案，所述排骨架图案的分支条状图案与所述梳状图案的梳齿平行交错设置；
31、s63：以所述第三图形化的掩膜层为掩模，以所述结构层为刻蚀停止层，对所述第二衬底进行刻蚀，形成第四凹陷；
32、s64：在所述第二衬底上依次沉积第二金属层以及第三介质层，所述第二金属层以及所述第三介质层覆盖所述第四凹陷表面且覆盖所述第二衬底的其他区域；
33、s65：去除第一区域的所述第二金属层以及所述第三介质层；
34、s66：去除第二区域的所述结构层，以形成应变结构，所述应变结构包括排骨状摆动梁和梳状固定梁，所述固定梁位于所述摆动梁两侧，所述固定梁的梳齿与所述摆动梁的分支平行交错设置。
35、可选的，在形成应变结构之后，且在步骤s7之前，还包括：
36、在所述第二衬底上沉积保护层，所述保护层覆盖所述第四凹陷表面且覆盖所述第二衬底的其他区域，使得所述应变结构表面具有第一凹陷。
37、可选的，所述牺牲层为无定型碳层，所述步骤s8包括：
38、氧化去除所述无定型碳层，并将生成的二氧化碳气体通过所述牺牲孔释放。
39、根据本专利技术的第二方面，本专利技术实施例提供一种电容式加速度传感器，包括：
40、第一衬底；
41、第一金属层，形成于所述第一衬底的表面；
42、第一介质层，形成于所述第一金属层的表面；
43、结构层，其通过牺牲层形成于所述第一介质层的表面，所述牺牲层为无定型碳层；
44、第二衬底，键合于所述第一衬底的所述结构层上；
45、第一支撑孔柱，贯穿所述第二衬底直至所述第一介质层，且包围所述电容式加速度传感器；
46、第二支撑孔柱，所述第二支撑孔柱贯穿所述第二衬底直至所述第一金属层；
47、第二金属层，位于所述第二衬底表面；
48、第三介质层，形成于所述第二金属层上；
49、其中，第二衬底、第二金属层以及所述第三介质层构成应变结构，且所述应变结构的中心设置在所述第二支撑孔柱上，所述应变结构表面具有若干第一凹陷，使得所述应变结构包括排骨状摆动梁和梳状固定梁，所述固定梁位于所述摆动梁两侧，所述固定梁的梳齿与所述摆动梁的分支平行交错设置；
50、其中，所述牺牲层在形成所述第一凹陷后被去除，以在所述结构层与所述第一介质层之间形成空腔。
51、与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
52、本专利技术技术方案的电容式加速度传感器及其制备方法中，该方法通过在第一衬底的表面依次形成第一金属层、第一介质层、牺牲层以及结构层，将第二衬底与第一衬底的结构层表面键合，在第二衬底表面形成贯穿第二衬底直至第一介质层的第一支撑孔柱，以及贯穿第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，在将所述第二衬底与所述第一衬底的所述结构层表面键合之后，且在所述第二衬底表面形成第一支撑孔柱之前，还包括：
3.如权利要求1所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
4.如权利要求3所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，向所述第二凹陷内填充所述第一支撑材料的方法，包括：
5.如权利要求3所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，向所述第二凹陷内填充所述第一支撑材料的方法，包括：
6.如权利要求3所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，所述第二支撑孔柱包括第二介质层以及金属连接层，所述步骤S5包括：
7.如权利要求1所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，在所述第二衬底上形成应变结构的方法，包括：
8.如权利要求7所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，在形成应变结构之后，且在步骤S7之前，还包括：
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10.一种电容式加速度传感器，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，在将所述第二衬底与所述第一衬底的所述结构层表面键合之后，且在所述第二衬底表面形成第一支撑孔柱之前，还包括：
3.如权利要求1所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤s4包括：
4.如权利要求3所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，向所述第二凹陷内填充所述第一支撑材料的方法，包括：
5.如权利要求3所述的电容式加速度传感器的制备方法，其特征在于，向所述第二凹陷内填充所述第一支撑材料的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇彬，张茜，
申请(专利权)人：广州增芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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