传感器及其制备方法技术

本发明专利技术的传感器及其制备方法，包括：提供第一半导体衬底，在第一半导体衬底中形成多个第一离子注入区构成的第一离子注入区阵列和位于第一离子注入区上的凹槽构成的凹槽阵列；在第一半导体衬底上形成感应层，感应层覆盖凹槽，感应层暴露出凹槽外围的部分第一半导体衬底，感应层对应于凹槽上方的部分为第二离子注入区，感应层对应于凹槽上方的部分具有背离第一半导体衬底方向的突出部，第一离子注入区形成传感器的下电极，凹槽形成感应腔，第二离子注入区形成传感器的上电极；在暴露出的第一半导体衬底上形成第一电极，在突出部一侧的感应层上形成第二电极，在剩余第一半导体衬底及剩余感应层上形成介质层。本发明专利技术的传感器制备方法简单、成本低。

Sensors and their preparation methods

Including method, sensor and its preparation of the present invention to provide a semiconductor substrate: first, into the area in the first array and ion implantation on the groove groove array consisting of the first ion zone consisting of a plurality of first ion implantation is formed on the first semiconductor substrate; forming induction layer in the semiconductor substrate, the induction layer covering the groove. The induction layer exposed part of the first semiconductor substrate groove periphery, sensing layer part corresponding to the groove above the injection area of the second ion sensing layer part corresponding to the upper part of the groove has a protrusion deviate from the first semiconductor substrate region is formed under the direction of the first sensor electrode ion implantation, grooves are formed on the electrode forming region of induction cavity the second sensor ion implantation; a first electrode formed on the first semiconductor substrate exposed on the side of the induction of the projection A second electrode is formed on the layer, and a dielectric layer is formed on the remaining first semiconductor substrate and the residual induction layer. The method of preparing the sensor of the invention is simple and low in cost.

【技术实现步骤摘要】
传感器及其制备方法
本专利技术涉及传感器
，特别是涉及一种传感器及其制备方法。
技术介绍
随着终端产品的智能化程度不断提高，各种传感器芯片层出不穷。传感芯片扩展了智能手机、平板电脑等产品的应用领域，例如，指纹识别芯片的出现就大大提高了上述产品的安全性。目前典型的指纹识别传感器芯片，包括半导体芯片，其上形成有用于感测的传感器元件阵列作为感应区域，其最大的特征在于其芯片表面的感应区域与用户手指发生作用，产生芯片可以感测的电信号。电容式指纹传感器是通过测量指纹谷线、脊线与平面传感电极阵列单元之间形成的耦合电容的大小差异来对指纹成像。现有技术中的指纹传感器的工艺复杂，单位面积上的传感器元件多，需采用高端的芯片设计技术、大规模集成电路制造技术以及芯片封装技术等，技术难度较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种传感器及其制备方法，解决现有技术中工艺复杂、技术难度大的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种传感器的制备方法，包括：提供一第一半导体衬底，在所述第一半导体衬底中形成多个第一离子注入区构成的第一离子注入区阵列和位于所述第一离子注入区上的凹槽构成的凹槽阵列，所述第一离子注入区与所述凹槽一一对应；在所述第一半导体衬底上形成一感应层，所述感应层覆盖所述凹槽，使凹槽位置形成封闭的空腔，并且所述感应层暴露出所述凹槽外围的部分所述第一半导体衬底，所述感应层对应于凹槽上方的部分为第二离子注入区，且所述感应层对应于所述凹槽上方的部分具有背离第一半导体衬底方向的突出部，在所述第一离子注入区形成传感器的下电极，所述凹槽形成感应腔，在所述第二离子注入区形成传感器的上电极；在暴露出的所述第一半导体衬底上形成第一电极，在所述突出部一侧的所述感应层上形成第二电极，且在剩余的所述第一半导体衬底以及剩余的所述感应层上形成介质层。可选的，所述凹槽的深度为50nm～500nm，宽度为50nm～500nm。可选的，所述第一离子注入区为硼离子注入区或磷离子注入区。可选的，形成所述感应层的具体步骤包括：提供一第二半导体衬底，对部分所述第二半导体衬底的正面进行离子注入，形成多个所述第二离子注入区构成的第二离子注入区阵列；将所述第二半导体衬底的正面面向所述凹槽与所述第一半导体衬底进行键合，且所述第二离子注入区与所述第一离子注入区一一对应；背面减薄所述第二半导体衬底；刻蚀所述第二半导体衬底，暴露出所述凹槽两侧的部分所述第一半导体衬底，且在所述凹槽的上方形成所述突出部，剩余的所述第二半导体衬底形成所述感应层。可选的，所述第二离子注入区为硼离子注入区或磷离子注入区。可选的，背面减薄所述第二半导体衬底之后，形成所述突出部的步骤包括：在所述第二半导体衬底上形成图案化的光阻；刻蚀所述第二半导体衬底以及所述图案化的光阻，覆盖所述图案化的光阻的所述第二半导体衬底形成所述突出部。可选的，所述突出部的高度为50nm～500nm，宽度为50nm～500nm。可选的，形成所述第一电极和所述第二电极的具体步骤包括：在暴露出的所述第一半导体衬底上形成一第一焊垫，在所述突出部一侧的所述感应层上形成一第二焊垫；形成介质层，所述介质层覆盖所述第一焊垫、所述第二焊垫、剩余的所述第一半导体衬底以及所述感应层；刻蚀所述介质层，暴露出所述第一焊垫以及所述第二焊垫；在所述第一焊垫上形成第一引出电极，在所述第二焊垫上形成所述第二引出电极，所述第一焊垫与所述第一引出电极形成所述第一电极，所述第二焊垫与所述第二引出电极形成所述第二电极。可选的，所述第一半导体衬底中形成阵列的所述第一离子注入区以及位于所述第一离子注入区上的阵列的所述凹槽，所述感应层中具有与阵列的所述凹槽相对应的阵列的所述突出部。相应的，本专利技术还提供一种传感器，其特征在于，包括：第一半导体衬底，位于所述第一半导体衬底中的多个第一离子注入区构成的第一离子注入区阵列和位于所述第一离子注入区上的凹槽构成的凹槽阵列，所述第一离子注入区与所述凹槽一一对应；位于所述第一半导体衬底上的感应层，所述感应层覆盖所述凹槽，使凹槽位置形成封闭的空腔，并且所述感应层暴露出所述凹槽外围的部分所述第一半导体衬底，所述感应层对应于凹槽上方的部分为第二离子注入区，且所述感应层对应于所述凹槽上方的部分具有背离第一半导体衬底方向的突出部，在所述第一离子注入区形成传感器的下电极，所述凹槽形成感应腔，在所述第二离子注入区形成传感器的上电极；位于暴露的所述第一半导体衬底上的第一电极；位于所述突出部一侧的所述感应层上的第二电极；以及覆盖剩余的所述第一半导体衬底以及剩余的所述感应层的介质层。与现有技术相比，本专利技术提供的传感器的制备方法具有以下优点：在所述第一半导体衬底中形成第一离子注入区和凹槽，在第一半导体衬底上形成感应层，所述感应层上形成一具有第二离子注入区的突出部，第一离子注入区作为传感器单元的下电极，凹槽作为感应腔，突出部中的第二离子注入区作为传感器单元的上电极，从而形成电容式的传感器，当指纹按压在传感器上时，感应腔产生形变，引起传感器的电容变化，从而检测指纹。本专利技术中传感器的制备方法简单，并降低了制备成本。附图说明图1为本专利技术一实施例中传感器制备方法的流程图；图2为本专利技术一实施例中第一半导体衬底的结构示意图；图3为本专利技术一实施例中第一半导体衬底与第二半导体衬底键合的结构示意图；图4为本专利技术一实施例中形成传感器单元的结构示意图；图5为本专利技术一实施例中形成第一焊垫和第二焊垫的结构示意图；图6为本专利技术一实施例中形成介质层的结构示意图；图7为本专利技术一实施例中第一引出电极和第二引出电极的结构示意图；图8为本专利技术一实施例中形成传感器单元阵列的结构示意图。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的传感器及其制备方法进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于提供一种传感器及其制备方法，在所述第一半导体衬底中形成第一离子注入区和凹槽，在第一半导体衬底上形成感应层，所述感应层上形成一具有第二离子注入区的突出部，第一离子注入区作为传感器单元的下电极，凹槽作为感应腔，突出部中的第二离子注入区作为传感器单元的上电极，从而形成电容式的传感器，当指纹按压在传感器上时，感应腔产生形变，引起传感器的电容变化，从而检测指纹。本专利技术中传感器的制备方法简单，并降低了制备成本。根据上述核心思想，本专利技术提供的传感器制备方法的流程图如图1所示，具体包括如下步骤：步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供一第一半导体衬底，在所述第一半导体衬底中形成多个第一离子注入区构成的第一离子注入区阵列和位于所述第一离子注入区上的凹槽构成的凹槽阵列，所述第一离子注入区与所述凹槽一一对应；在所述第一半导体衬底上形成一感应层，所述感应层覆盖所述凹槽，使凹槽位置形成封闭的空腔，并且所述感应层暴露出所述凹槽外围的部分所述第一半导体衬底，所述感应层对应于凹槽上方的部分为第二离子注入区，且所述感应层对应于所述凹槽上方的部分具有背离第一半导体衬底方向的突出部，在所述第一离子注入区形成传感器的下电极，所述凹槽形成感应腔，在所述第二离子注入区形成传感器的上电极；在暴露出的所述第一半导体衬底上形成第一电极，在所述突出部一侧的所述感应层上形成第二电极，且在剩余的所述第一半导体衬底以及剩余的所述感应层上形成介质层。

【技术特征摘要】
1.一种传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供一第一半导体衬底，在所述第一半导体衬底中形成多个第一离子注入区构成的第一离子注入区阵列和位于所述第一离子注入区上的凹槽构成的凹槽阵列，所述第一离子注入区与所述凹槽一一对应；在所述第一半导体衬底上形成一感应层，所述感应层覆盖所述凹槽，使凹槽位置形成封闭的空腔，并且所述感应层暴露出所述凹槽外围的部分所述第一半导体衬底，所述感应层对应于凹槽上方的部分为第二离子注入区，且所述感应层对应于所述凹槽上方的部分具有背离第一半导体衬底方向的突出部，在所述第一离子注入区形成传感器的下电极，所述凹槽形成感应腔，在所述第二离子注入区形成传感器的上电极；在暴露出的所述第一半导体衬底上形成第一电极，在所述突出部一侧的所述感应层上形成第二电极，且在剩余的所述第一半导体衬底以及剩余的所述感应层上形成介质层。2.如权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，所述凹槽的深度为50nm～500nm，宽度为50nm～500nm。3.如权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，所述第一离子注入区为硼离子注入区或磷离子注入区。4.如权利要求1所述的传感器的制备方法，其特征在于，形成所述感应层的具体步骤包括：提供一第二半导体衬底，对部分所述第二半导体衬底的正面进行离子注入，形成多个所述第二离子注入区构成的第二离子注入区阵列；将所述第二半导体衬底的正面面向所述凹槽与所述第一半导体衬底进行键合，且所述第二离子注入区与所述第一离子注入区一一对应；背面减薄所述第二半导体衬底；刻蚀所述第二半导体衬底，暴露出所述凹槽两侧的部分所述第一半导体衬底，且在所述凹槽的上方形成所述突出部，剩余的所述第二半导体衬底形成所述感应层。5.如权利要求4所述的传感器的制备方法，其特征在于，所述第二离子注入区为硼离子注入区或磷离子注入区。6.如权利要求4所述的传感器的制备方法，其特征在于，背面减薄所述第二半导体衬底之后，形成所述突出部的步骤包括：在所述第二半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟彬，毛剑宏，
申请(专利权)人：上海丽恒光微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31