一种集成传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种集成传感器及其制备方法，其方法主要包括：提供一衬底，在所述衬底依次形成加速度传感器、压力传感器；其中，所述加速度传感器垂直位于所述衬底之上，且所述压力传感器垂直位于所述加速度传感器之上，形成CMOS-MEMS电路垂直整合的压力传感器以及加速度计，减小了1/2的芯片面积，极大提高了传感器芯片的集成化程度，并降低了生产成本，从而提高经济效益；同时本发明专利技术所提供的传感器为目前主流的三轴加速度传感器和电容式压力传感器，可广泛应用于航天领域及各种电子设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体传感器制备领域，具体涉及一种集成MEMS传感器及其制备方法。
技术介绍
随着技术的不断发展，对芯片的集成化程度要求越来越高。MEMS传感器已经在汽车电子、工业控制、环境监测、生物医学等领域得到广泛的应用。传感器的物理量变化需要通过控制电路转化成电信号的变化。传统的做法是把独立的传感器和控制电路通过封装的形式集成在一起。这种封装体的体积相对很大，而且整体的可靠性也相对较差。目前一些新的做法是在IC控制电路完成后继续在晶片上制作传感器，这种垂直整合的传感器相对于封装形式的传感器来说拥有更小的体积和更高的可靠性。但通常的多功能组合CMOS-MEMS芯片仍然是CMOS+压力传感+加速度计的形式。其中压力传感器(Pressure，P-Sensor)和加速度计(Acceleration，ACC)仍然是相对独立的两套平行系统，这种多功能组合的芯片总体面积仍然相当的大。参照图1所示，传统技术虽然可以将加速度计和压力传感器集成在一芯片上，但是压力传感器与三轴加速度计并不是堆叠设置，进而
使得集成有该两种器件的MEMS传感器芯片表面积较大；进一步的，由于集成传感器面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成传感器制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：提供一半导体结构，所述半导体结构包括一衬底，所述衬底之上设置有第一介电层，所述第一介电层中嵌入设置有第一金属电极；在所述第一金属电极上制备加速度传感器后，继续在该加速度传感器的上方制备压力传感器；沉积一钝化层并形成金属互连结构。

【技术特征摘要】
1.一种集成传感器制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：提供一半导体结构，所述半导体结构包括一衬底，所述衬底之上设置有第一介电层，所述第一介电层中嵌入设置有第一金属电极；在所述第一金属电极上制备加速度传感器后，继续在该加速度传感器的上方制备压力传感器；沉积一钝化层并形成金属互连结构。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述半导体结构的步骤如下：提供一所述衬底，并对所述衬底进行平坦化处理后，继续于所述衬底之上依次沉积一层氧化物和第一金属层；图案化所述第一金属层形成第一金属电极，继续沉积一层所述氧化物并进行平坦化处理至所述第一金属电极的上表面，以形成嵌入设置有所述第一金属电极的所述第一介电层。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述加速度传感器的步骤如下：制备第一MEMS材料层覆盖在所述第一金属电极的部分上表面；沉积第二介电层，且该第二介电层的顶部平面低于所述第一MEMS材料层的顶部平面；沉积第一牺牲材料层将两侧第一金属电极之上的第一MEMS材料之间的沟槽进行填充；在所述第一MEMS材料层正上方继续制备第二MEMS材料层，且该第二MEMS材料层同时将第一牺牲材料层的上表面予以覆盖；沉积第三介电层并抛光至所述第二MEMS材料层的上表面；图案化所述第二MEMS材料层，形成加速度传感器的固定感测块及位于固定感测块之间的质量块；其中，所述第一金属电极作为所述加速度传感器的底部电极。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一MEMS材料层及第二MEMS材料层均为SiGe。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，制备所述压力传感器的步骤如下：形成所述固定感测块及质量块后，沉积第二牺牲材料层将所述固定感测块及所述质量块的侧壁进行包覆；沉积第四介电层并保留覆盖在两侧加速度传感器底部电极之间的第四介电层，制备第二金属电极覆盖在第四介电层及两侧固定感测块的上表面；沉积第三牺牲材料层并进行图案化工艺，保留位于两侧第二金属电极之间的第三牺牲材料层；在两侧第二金属电极的上表面制备第五介电层后，制备一压力传
\t感膜将所述第三牺牲材料层及第五介电层进行覆盖，进行图案化工艺于所述压力传感膜中形成若干开口；移除第一牺牲材料层、第二牺牲材料层和第三牺牲材料层，形成所述加速度传感器和压力传感器的空腔；沉积第六介电层覆盖在器件的表面并将所述开口进行填充；其中，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，刘国安，吴萍，
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