用于电容式压力传感器的悬置膜制造技术

一种用于形成悬置膜的方法的实施方式包括在牺牲层上方和边界沟槽内沉积第一导电材料。第一导电材料在边界沟槽上方形成角过渡部。该方法还包括去除第一导电材料的一部分，所述去除将第一导电材料的不平坦形貌的至少一部分去除。该方法还包括沉积第二导电材料。第二导电材料延伸到边界沟槽之外。该方法还包括通过蚀刻开口去除牺牲层并且在第二导电材料下方形成腔。第一导电材料限定腔的侧壁边界的一部分。

Suspension film for capacitive pressure sensor

An embodiment of a method for forming a suspension film includes depositing a first conductive material over a sacrificial layer and in a boundary trench. The first conductive material forms an angle transition portion above the boundary groove. The method also includes removing a portion of the first conductive material that removes at least a portion of the uneven shape of the first conductive material. The method also includes depositing second conductive material. The second conductive material extends beyond the boundary groove. The method also includes removing the sacrificial layer through an etching opening and forming a cavity below the second conductive material. The first conductive material defines a portion of the side wall boundary of the cavity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电容式压力传感器的悬置膜MEMS传感器用于汽车、消费、工业、医疗以及许多其他应用中。此外，压力传感器具有许多应用。许多应用利用压阻式压力传感器来测量压力。利用硅膜的压阻式传感器周向锚定至硅衬底，并利用衬底的更大区域。经由由于外部压力而引起的膜的偏转来测量压力。大的偏转或温度差引起压阻式读出元件的显著非线性，这给多种应用提出了挑战。膜和压力传感器的精确且可重复的制造工艺允许在一定温度和压力范围内的更精确的压力读数，并且允许在更多种应用中使用。此外，受益于占用空间减小的半导体器件具有各种应用。随着电子器件的尺寸持续减小，减小半导体器件的占用空间会是有利的。公开了一种用于形成悬置膜的方法的实施方式。该方法的一种实施方式包括在牺牲层上方和边界沟槽内沉积第一导电材料。第一导电材料在边界沟槽上方形成角过渡部。该方法还包括去除第一导电材料的一部分，所述去除将第一导电材料的不平坦形貌的至少一部分去除。该方法还包括沉积第二导电材料。第二导电材料延伸到边界沟槽之外。该方法还包括通过蚀刻开口去除牺牲层，并且在第二导电材料下方形成腔。第一导电材料限定腔的侧壁边界的一部分。一些实施方式包括保形地沉积第一导电材料和/或第二导电材料。在一些实施方式中，悬置膜形成为电容式压力传感器的一部分。在一些实施方式中，在集成电路的顶部上形成电容式压力传感器。在一些实施方式中，在集成读出电路的顶部形成电容式压力传感器。压阻式压力传感器未被集成在集成电路的顶部上。压阻材料如多晶硅和单晶硅不能在低温(即低于400℃)下沉积，并且因此不能沉积在CMOS器件的顶部上。利用由钨制成的悬置膜允许利用标准CMOS制造技术和工具在集成电路的顶部上制造电容式压力传感器。由于电容式压力传感器形成在集成电路的顶部上，因此当不使用双管芯封装解决方案时可以减小器件的整体占用空间。可以实现单管芯方法，这比双管芯封装成本更低，并且可以减小昂贵的硅区域的使用。此外，钨对HF蒸气是惰性的，这可以用于去除牺牲层以及将膜悬置。HF蒸气不会在蚀刻牺牲层期间侵蚀钨膜。钨还具有低热膨胀系数，这使得悬置膜不会对不同应用的温度变化过度敏感。然而，钨具有相对高的应力，这可能导致在蚀刻牺牲层以及释放膜期间膜出现失效。一些实施方式包括在悬置膜下方形成底电极，该电极包括导电金属。悬置膜形成第二电极的一部分。在一些实施方式中，该方法还包括在底电极上方形成隔离层或蚀刻停止层。在一些实施方式中，隔离层/蚀刻停止层可以包括富硅氮化硅。在一些实施方式中，该方法包括去除边界沟槽上方的第一导电材料的角过渡部。在去除第一导电材料的一部分之后，可以在沉积第二导电材料之前沉积粘合层。在一些实施方式中，粘合层改善对下层的粘附性从而避免在CVD钨沉积期间蚀刻下面的氧化物，减小第二导电材料上的应力，并产生与下面的第一导电材料的良好欧姆电接触。可以通过物理气相沉积施加粘合层。在一些实施方式中，粘合层包括钛、氮化钛，或它们的组合。在一些实施方式中，粘合层形成在第二导电材料的顶部上并且可以起到与第二导电材料下方的粘合层类似的功能。一些实施方式包括第二导电材料下方的第一粘合层以及第二导电材料顶部上的第二粘合层。一些实施方式包括仅一个粘合层。除了改善粘附性之外，粘合层还可以减小悬置膜上的总应力。去除牺牲层以将膜悬置可能导致高局部应力区域中的高应力和应力失效。粘合层可以减少和抵消当膜被释放时膜中的应力。公开了一种用于在集成电路顶部上形成电容式压力传感器的方法的实施方式。该方法的一种实施方式包括：形成底电极，在底电极上方形成牺牲层。边界沟槽限定牺牲层的侧边界的一部分。该方法还包括在牺牲层上方和边界沟槽内保形地沉积第一层材料。第一层材料在边界沟槽上方形成角过渡部。该方法还包括去除第一层材料的一部分和沉积第二层材料。所述去除将第一层材料的不平坦形貌的至少一部分去除，并且第二层延伸到边界沟槽之外。该方法还包括：通过蚀刻开口去除牺牲层，在底电极与第二层材料之间形成腔，以及密封蚀刻开口。沉积在边界沟槽内的第一层材料限定腔的侧壁边界的一部分。在一些实施方式中，在集成电路的顶部上形成电容式压力传感器。在一些实施方式中，在集成读出电路的顶部上形成电容式压力传感器。由于在集成电路的顶部上形成电容式压力传感器，所以与双管芯解决方案或压力传感器紧邻于CMOS被集成的解决方案相比，器件的占用空间显著减少。公开了一种半导体器件的实施方式。半导体器件的一种实施方式包括：悬置在底电极上方的顶电极，以及使底电极和顶电极分离的腔。顶电极包括第一导电材料。第一导电材料形成腔的侧壁边界的一部分。顶电极还包括在腔上方的第二导电材料。第二导电材料延伸到第一导电材料之外。第一导电材料的一部分用作第二导电材料的支撑锚定件。第二导电材料包括在腔和支撑锚定件上基本上平坦的形貌。第一导电材料用作使第二导电材料悬置在腔上方的支撑件。还公开了半导体器件的其他实施方式。根据以下结合附图以举例方式说明本专利技术的原理的详细描述，根据本专利技术的其他方面将变得明显。图1描绘了半导体器件的悬置膜的实施方式的剖视图。图2描绘了在沉积牺牲层之后半导体器件的实施方式的剖视图。图3A描绘了与图2的半导体器件类似的半导体器件的实施方式的一部分的剖视图。图3B描绘了在沉积粘合层之后图3A的半导体器件的实施方式。图3C描绘了在牺牲层上方保形沉积第一导电材料并且第一导电材料进入侧壁边界沟槽之后图3B的半导体器件的实施方式。图3D描绘了在去除第一导电材料的一部分之后图3C的半导体器件的实施方式。图3E描绘了在沉积粘合层之后图3D的半导体器件的实施方式。图3F描绘了在牺牲层上方保形沉积第二导电材料并且第二导电材料延伸到第一导电材料和边界沟槽之外之后图3E的半导体器件的实施方式。图3G描绘了在第二导电材料上方沉积粘合层并在牺牲层上方产生蚀刻开口之后图3F的半导体器件的实施方式。图3H描绘了在去除牺牲层并释放半导体器件的膜之后图3G的半导体器件的实施方式。图3I描绘了在第二导电材料上方沉积密封层并且将腔上方的蚀刻开口密封之后图3H的半导体器件的实施方式。在整个说明书中，相同的附图标记可以用于标识相同的元件。将容易理解，可以以各种各样的不同配置来布置和设计本文概括地描述和附图中所示的各实施方式的部件。因此，如图所示的各种实施方式的以下更详细的描述不旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施方式。虽然在附图中示出了各实施方式的各个方面，但是除非特别指出，否则附图不一定按比例绘制。本专利技术可以在不脱离其精神或必要特征的情况下以其他具体形式实施。所描述的实施方式在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本专利技术的范围由所附权利要求而不是由该详细描述来指示。落入权利要求的等同方案的含义和范围内的所有改变将被包括在其范围内。在整个本说明书中对特征、优点或类似语言的提及并不意味着可以通过本专利技术实现的所有特征和优点应当存在于或存在于本专利技术的任何单个实施方式中。相反，涉及特征和优点的语言被理解为表示结合实施方式描述的具体特征、优点或特性被包括在本专利技术的至少一个实施方式中。因此，在整个本说明书中对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定指代同一实施方式。此外，所描述的本专利技术的特征、优点和特性可以以任何合适的方式结合在一种或更多种实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成悬置膜的方法，所述方法包括：在牺牲层上方和边界沟槽内沉积第一导电材料，其中，所述第一导电材料在所述边界沟槽上方形成角过渡部；去除所述第一导电材料的一部分，其中，所述去除将所述第一导电材料的不平坦形貌的至少一部分去除；沉积第二导电材料，所述第二导电材料延伸到所述边界沟槽之外；通过蚀刻开口去除所述牺牲层并且在所述第二导电材料下方形成腔，其中，所述第一导电材料限定所述腔的侧壁边界的一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 US 14/444,9211.一种用于形成悬置膜的方法，所述方法包括：在牺牲层上方和边界沟槽内沉积第一导电材料，其中，所述第一导电材料在所述边界沟槽上方形成角过渡部；去除所述第一导电材料的一部分，其中，所述去除将所述第一导电材料的不平坦形貌的至少一部分去除；沉积第二导电材料，所述第二导电材料延伸到所述边界沟槽之外；通过蚀刻开口去除所述牺牲层并且在所述第二导电材料下方形成腔，其中，所述第一导电材料限定所述腔的侧壁边界的一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述悬置膜形成为电容式压力传感器的一部分。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在集成电路的顶部形成所述悬置膜。4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在形成所述悬置膜之前形成底电极，其中所述底电极在所述悬置膜的下方，其中所述悬置膜形成第二电极；以及在所述底电极上方形成隔离层，其中所述隔离层包括氮化硅。5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中，去除所述第一导电材料的一部分去除所述边界沟槽上方的所述角过渡部。6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其中，去除所述第一导电材料的一部分去除所述牺牲层上方和所述边界沟槽上方的不平坦形貌。7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中，所述方法还包括在沉积所述第二导电材料之前沉积粘合层，其中所述粘合层包括钛或氮化钛中的一个。8.根据权利要求1至7中的一项所述的方法，其中，所述方法还包括在所述第二导电材料的顶部上沉积粘合层，其中所述粘合层包括钛或氮化钛中的一个。9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法，所述方法还包括在所述悬置膜下方形成底电极，其中所述底电极形成在集成电路的钝化层的顶部上。10.根据权利要求1至9中的一项所述的方法，其中，所述第二导电材料包括钨，其中通过化学气相沉积来沉积所述第二导电材料。11.根据权利要求1至10中的一项所述的方法，其中，所述第二导电材料具有大于600MPa的拉伸应力。12.根据权利要求1至11中的一项所述的方法，其中，所述悬置膜形成为电容式压力传感器的一部分，其中在集成电路的顶部上形成所述电容式压力传感器，并且其中所述方法还包括：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·弗雷德里克·阿德里亚努斯·贝斯林，雷莫科·亨里卡斯·威廉默斯·皮嫩伯格，卡斯珀·万德尔阿武特，马滕·奥尔德森，马丁·古森斯，
申请(专利权)人：ams国际有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH