压力传感器及其形成方法技术

一种压力传感器及其形成方法，其中压力传感器的形成方法包括：提供基底，在基底上形成有晶体管；形成层间介质层，层间介质层覆盖基底和晶体管，在层间介质层中形成有下极板，下极板的上表面暴露；在层间介质层上形成SiGe层，在SiGe层与下极板之间形成空腔；在SiGe层上形成刻蚀停止层，在刻蚀停止层上形成第一SiN层；刻蚀第一SiN层形成按压部和包围按压部的边缘部，至刻蚀停止层上表面露出，按压部与边缘部相互隔开，按压部对应空腔位置，在刻蚀第一SiN层的过程使用的刻蚀气体包括第一含氟气体；刻蚀刻蚀停止层，至SiGe层露出。使用本技术方案形成的压力传感器，可靠性提高，性能较佳。

【技术实现步骤摘要】
压力传感器及其形成方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及压力传感器及其形成方法。
技术介绍
在半导体领域，现有的微机电系统压力传感器，是通过压力传感器开关（PressureSensorShutter）接收外界的气体压力，然后将气体压力转换成电信号，测量出具体的压力信息。现有技术中，形成压力传感器开关的方法包括：参照图1，提供基底1，在基底1上具有晶体管；在基底1上形成有层间介质层2，层间介质层2覆盖所述晶体管和基底1；在层间介质层2中形成有互连线4和下极板32，互连线4和下极板32相互隔开，并分别与晶体管电连接，所述互连线4的上表面、下极板32的上表面暴露。参照图2，在下极板32上形成无定形碳层6，所述无定形碳层6定义了空腔的高度和位置；在层间介质层2上形成SiGe层31，所述SiGe层31覆盖所述无定形碳层6、互连线4和层间介质层2。参照图3，去除无定形碳层6（参照图2），在无定形碳层的位置处形成了空腔7，则空腔7、空腔7上方的SiGe层和空腔7下方的下极板32构成了一个电容器；接着，在SiGe层31上形成SiN层50。参照图4，光刻、刻蚀SiN层50（参照图3），形成对应空腔7位置的按压部52和按压部52周围的边缘部51，按压部52作为压力传感器开关。当外界压力施加在按压部52上，改变了下极板32和与下极板32相对的SiGe层部分之间的间距，进而改变了由下极板32和SiGe层31构成的电容器的电容值。由于晶体管与所述SiGe层31和下极板32电连接，所述电容信号传递至晶体管，包括晶体管的控制电路转换成压力值。但是，现有技术形成的包括压力传感器开关的压力传感器可靠性不高，性能不佳。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，具有现有技术形成的压力传感器开关的压力传感器可靠性不高，性能不佳。为解决上述问题，本专利技术提供一种压力传感器的形成方法，该压力传感器的形成方法包括：提供基底，在所述基底上形成有晶体管；形成层间介质层，所述层间介质层覆盖所述基底和晶体管，在所述层间介质层中形成有下极板，所述下极板的上表面暴露；在所述层间介质层上形成SiGe层，在所述SiGe层与下极板之间形成空腔；在所述SiGe层上形成刻蚀停止层，在所述刻蚀停止层上形成第一SiN层；刻蚀所述第一SiN层形成按压部和包围按压部的边缘部，至所述刻蚀停止层上表面露出，所述按压部与边缘部相互隔开，所述按压部对应所述空腔位置，在刻蚀所述第一SiN层的过程使用的刻蚀气体包括第一含氟气体；刻蚀所述刻蚀停止层，至SiGe层露出。可选地，所述刻蚀停止层为第一金属层。可选地，所述第一金属层的材料为Ti、TiN、TaN或Ta。可选地，在形成所述刻蚀停止层之前，在所述SiGe层上形成第二SiN层，在所述第二SiN层上形成缓冲层；在刻蚀第一SiN层后，刻蚀所述刻蚀停止层、缓冲层和部分厚度的第二SiN层，缓冲层的材料使刻蚀所述刻蚀停止层的刻蚀速率和刻蚀所述缓冲层的刻蚀速率相同，刻蚀缓冲层的刻蚀速率大于刻蚀第二SiN层的刻蚀速率；刻蚀剩余的第二SiN层，至SiGe层露出，刻蚀剩余的第二SiN层过程中使用的刻蚀气体包括第二含氟气体，所述第二含氟气体的含氟量小于第一含氟气体的含氟量。可选地，在形成所述缓冲层之前，在所述第二SiN层上形成第二金属层；或者，在形成所述缓冲层之前，在所述第二SiN层上形成第二金属层、在所述第二金属层上形成第三SiN层。可选地，所述缓冲层的材料为SiGe、多晶硅或光刻胶。可选地，刻蚀所述刻蚀停止层、缓冲层和部分厚度的第二SiN层过程，使用的刻蚀气体为Cl2、HBr、O2的混合气体。可选地，刻蚀所述刻蚀停止层、缓冲层和部分厚度的第二SiN层过程，射频功率范围为450～550W，压强范围为9.5～10.5mTorr，偏置功率范围为54～66W，Cl2的流量范围为105～132sccm，O2的流量范围为3～5sccm，HBr的流量范围为105～132sccm。可选地，所述第一含氟气体为SF6、CF4、CHF3中的一种或多种。可选地，刻蚀所述第一SiN层过程中，射频功率范围为1500～1900W，压强范围为130～210mTorr，偏置功率范围为90～110W，所述第一含氟气体的流量范围为20～45sccm。可选地，所述第二含氟气体为CH3F。可选地，刻蚀剩余的第二SiN层的过程中，射频功率范围为200～250W，压强范围为45～55mTorr，CH3F的流量范围为35～45sccm。可选地，刻蚀剩余的第二SiN层的过程中，使用的刻蚀气体还包括O2，所述O2的流量范围为30～45sccm。可选地，在所述层间介质层上形成SiGe层和空腔的方法包括：在所述下极板上形成无定形碳层；形成SiGe层，所述SiGe层覆盖无定形碳层和层间介质层；在所述SiGe层上表面形成孔，所述孔暴露无定形碳层；使用灰化工艺去除无定形碳层，在对应无定形碳层的位置形成空腔。可选地，所述第一SiN层的厚度范围为本专利技术还提供一种压力传感器，该压力传感器包括：基底，在所述基底上形成有晶体管；层间介质层，所述层间介质层覆盖所述基底和晶体管，在所述层间介质层中形成有下极板，所述下极板的上表面暴露；SiGe层，所述SiGe层位于所述层间介质层上，在所述下极板与所述SiGe之间具有空腔；位于所述SiGe层上的刻蚀停止层、位于刻蚀停止层上的第一SiN层，第一SiN层包括对应空腔位置的按压部和包围所述按压部的边缘部，所述按压部与边缘部相互隔开，所述按压部与边缘部之间的SiGe层暴露。可选地，所述刻蚀停止层的材料为第一金属层。可选地，在所述刻蚀停止层与SiGe层之间具有缓冲层、位于所述缓冲层上的第二SiN层；或者，在所述刻蚀停止层与SiGe层之间具有第二SiN层、位于所述第二SiN层上的第二金属层、位于所述第二金属层上的缓冲层；或者，在所述刻蚀停止层与SiGe层之间具有第二SiN层、位于所述第二SiN层上的第二金属层、位于所述第二金属层上的第三SiN层、位于所述第三SiN层上的缓冲层。可选地，所述缓冲层的材料为SiGe、多晶硅或光刻胶。可选地，所述第一SiN层的厚度范围为与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：在SiGe层与第一SiN层之间形成刻蚀停止层。刻蚀第一SiN层至刻蚀停止层暴露停止，刻蚀所述刻蚀停止层至SiGe层为止，基本不会过刻蚀SiGe层。也就是，刻蚀停止层使得：在刻蚀所述刻蚀停止层条件下，刻蚀停止层相比于SiGe层具有很高的刻蚀选择比，在刻蚀全部厚度的刻蚀停止层后，基本不会过刻蚀SiGe层。这样，作为上极板的SiGe层不会遭到损伤、厚度符合预期定义。下极板和SiGe层构成的电容器的电容值符合预期，测量得到的外界压力值准确，压力传感器的可靠性提高，性能较佳。附图说明图1～图4是现有技术的压力传感器开关的形成过程中的剖面结构示意图图5～图11是本专利技术第一实施例的压力传感器的形成过程中的剖面结构示意图；图12是对应图11的俯视图；图13～图14是本专利技术第二实施例的压力传感器的形成过程中的剖面结构示意图。具体实施方式针对现有技术存在的问题进行分析，参照图4，在刻蚀SiN层时使用高含氟气体，如CF4、CHF3、SF6等含氟量较高气体，可以对SiN层具有较快的刻蚀速率。但是，在相同的刻蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，在所述基底上形成有晶体管；形成层间介质层，所述层间介质层覆盖所述基底和晶体管，在所述层间介质层中形成有下极板，所述下极板的上表面暴露；在所述层间介质层上形成SiGe层，在所述SiGe层与下极板之间形成空腔；在所述SiGe层上形成刻蚀停止层，在所述刻蚀停止层上形成第一SiN层；刻蚀所述第一SiN层形成按压部和包围按压部的边缘部，至所述刻蚀停止层上表面露出，所述按压部与边缘部相互隔开，所述按压部对应所述空腔位置，在刻蚀所述第一SiN层的过程使用的刻蚀气体包括第一含氟气体；刻蚀所述刻蚀停止层，至SiGe层露出。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，在所述基底上形成有晶体管；形成层间介质层，所述层间介质层覆盖所述基底和晶体管，在所述层间介质层中形成有下极板，所述下极板的上表面暴露；在所述层间介质层上形成SiGe层，在所述SiGe层与下极板之间形成空腔；在所述SiGe层上形成刻蚀停止层，在所述刻蚀停止层上形成第一SiN层，其中，刻蚀停止层比SiGe层的刻蚀选择比高；刻蚀所述第一SiN层形成按压部和包围按压部的边缘部，至所述刻蚀停止层上表面露出，所述按压部与边缘部相互隔开，所述按压部对应所述空腔位置，在刻蚀所述第一SiN层的过程使用的刻蚀气体包括第一含氟气体；刻蚀所述刻蚀停止层，至SiGe层露出。2.如权利要求1所述的压力传感器的形成方法，其特征在于，所述刻蚀停止层为第一金属层。3.如权利要求2所述的压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第一金属层的材料为Ti、TiN、TaN或Ta。4.如权利要求2所述的压力传感器的形成方法，其特征在于，在形成所述刻蚀停止层之前，在所述SiGe层上形成第二SiN层，在所述第二SiN层上形成缓冲层；在刻蚀第一SiN层后，刻蚀所述刻蚀停止层、缓冲层和部分厚度的第二SiN层，缓冲层的材料使刻蚀所述刻蚀停止层的刻蚀速率和刻蚀所述缓冲层的刻蚀速率相同，刻蚀缓冲层的刻蚀速率大于刻蚀第二SiN层的刻蚀速率；刻蚀剩余的第二SiN层，至SiGe层露出，刻蚀剩余的第二SiN层过程中使用的刻蚀气体包括第二含氟气体，所述第二含氟气体的含氟量小于第一含氟气体的含氟量。5.如权利要求4所述的压力传感器的形成方法，其特征在于，在形成所述缓冲层之前，在所述第二SiN层上形成第二金属层；或者，在形成所述缓冲层之前，在所述第二SiN层上形成第二金属层、在所述第二金属层上形成第三SiN层。6.如权利要求4所述的压力传感器的形成方法，其特征在于，所述缓冲层的材料为SiGe、多晶硅或光刻胶。7.如权利要求6所述的压力传感器的形成方法，其特征在于，刻蚀所述刻蚀停止层、缓冲层和部分厚度的第二SiN层过程，使用的刻蚀气体为Cl2、HBr、O2的混合气体。8.如权利要求7所述的压力传感器的形成方法，其特征在于，刻蚀所述刻蚀停止层、缓冲层和部分厚度的第二SiN层过程，射频功率范围为450～550W，压强范围为9.5～10.5mTorr，偏置功率范围为54～66W，Cl2的流量范围为105～132sccm，O2的流量范围为3～5sccm，HBr的流量范围为105～132sccm。9.如权利要求1所述的压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第一含氟气体为SF6、CF4、CHF3中的一种或多种。10.如权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伏广才，汪新学，倪梁，
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