压力传感器的制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种压力传感器的制备方法，包括：提供半导体基底，所述半导体基底的上表面形成有底部电极；在所述半导体基底的上形成一介电层，在所述介电层中形成第一开口，所述第一开口暴露出所述底部电极；在所述介电层上键合一晶圆，所述晶圆覆盖所述第一开口，并形成一空腔；减薄所述晶圆至一预定厚度；在减薄后的所述晶圆上形成一钝化层；以及选择性刻蚀所述钝化层，以暴露出所述空腔上的部分所述晶圆。本发明专利技术的压力传感器的制备方法中，顶部电极以晶圆方式键合到所述半导体基底上，避免在所述半导体基底上淀积多晶硅，从而避免使用高温。

Preparation method of pressure sensor

The invention discloses a pressure sensor preparation method includes: providing a semiconductor substrate, a bottom electrode is formed on the surface of the semiconductor substrate; forming a dielectric layer on the semiconductor substrate, a first opening is formed in the dielectric layer, the first opening exposing the the bottom electrode; in the dielectric layer on a wafer bonding, the wafer covers the first opening, and a cavity is formed; the thinning of the wafer to a predetermined thickness; forming a passivation layer on the wafer after thinning; and selectively etching the passivation layer to expose. The portion of the cavity on the wafer. In the preparation method of the pressure sensor, the top electrode is bonded to the semiconductor substrate by wafer mode, avoiding the deposition of polycrystalline silicon on the semiconductor substrate, thereby avoiding the use of high temperature.

【技术实现步骤摘要】
压力传感器的制备方法
本专利技术涉及微机电系统
，特别是涉及一种压力传感器的制备方法。
技术介绍
微机电系统(MicroelectroMechanicalSystems，简称MEMS)是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域，是一种采用半导体工艺制造微型机电器件的技术。与传统机电器件相比，MEMS器件在耐高温、小体积、低功耗方面具有十分明显的优势。经过几十年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一，它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。压力传感器是一种将压力信号转换为电信号的换能器。根据工作原理的不同分为电阻式压力传感器和电容式压力传感器。其中，电容式压力传感器的原理为通过压力改变顶部电极和底部电极之间的电容，以此来测量压力。在现有技术中，一般会在CMOS器件制备完成后，在所述CMOS器件上制备MEMS器件，在制备MEMS器件时会用到多晶硅等材料，多晶硅等材料的淀积需要高温(一般高于500℃)，高温会导致CMOS器件中金属铝等材料融化，从而影响CMOS器件的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种压力传感器的制备方法，使用晶圆作为感应膜，避免使用高温，可以提高器件的性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种压力传感器的制备方法，包括：提供半导体基底，所述半导体基底的上表面形成有底部电极；在所述半导体基底的上形成一介电层，在所述介电层中形成第一开口，所述第一开口暴露出所述底部电极；在所述介电层上键合一晶圆，所述晶圆覆盖所述第一开口，并形成一空腔；减薄所述晶圆至一预定厚度；在减薄后的所述晶圆上形成一钝化层；以及选择性刻蚀所述钝化层，以暴露出所述空腔上的部分所述晶圆。进一步的，所述晶圆为低阻晶圆，或向所述晶圆进行离子注入以调节所述晶圆的电阻。进一步的，所述晶圆包括自下至上依次层叠的第一层、第二层和第三层，所述第二层的材料与所述第一层和第三层的材料均不同。进一步的，所述减薄所述晶圆至一预定厚度的步骤包括：对所述第三层进行研磨；刻蚀去除剩余的所述第三层；刻蚀所述第二层，使剩余的所述晶圆的厚度至所述预定厚度。进一步的，所述第一层和第三层均为半导体材料层，所述第二层为氧化物层。进一步的，所述半导体基底还包括控制电路、第一互连结构和第二互连结构，所述第一互连结构和第二互连结构分别与所述控制电路电连接，所述第一互连结构与底部电极电连接，所述半导体基底的上表面暴露出所述第二互连结构的顶部。进一步的，在所述减薄所述晶圆至一预定厚度的步骤和在减薄后的所述晶圆上形成一钝化层的步骤之间，还包括：在所述晶圆和介质层中形成通孔结构，所述通过结构导通所述第二互连结构的顶部；在所述晶圆上形成金属层，所述金属层导通所述通孔结构，所述金属层至少暴露出部分所述空腔上的所述晶圆。进一步的，采用熔融工艺在所述介电层上键合所述晶圆。进一步的，所述熔融工艺的温度为250℃～350℃。进一步的，所述预定厚度为与现有技术相比，本专利技术提供的压力传感器的制备方法具有以下优点：在所述压力传感器的制备方法中，先提供半导体基底，所述半导体基底的上表面形成有底部电极；然后在所述半导体基底的上形成一介电层，在所述介电层中形成第一开口，所述第一开口暴露出所述底部电极；接着在所述介电层上键合一晶圆，所述晶圆覆盖所述第一开口，并形成一空腔，所述空腔作为感应腔；之后减薄所述晶圆至一预定厚度，减薄后的所述晶圆作为感应膜；随后在减薄后的所述晶圆上形成一钝化层；最后选择性刻蚀所述钝化层，以暴露出所述空腔上的部分所述晶圆，以形成感应窗。通过键合所述晶圆作为感应膜，避免在所述半导体基底上淀积多晶硅(需要较高的沉积温度)等膜层，从而避免所述半导体基底中的互连结构在高温下熔化，以提高器件的性能。进一步的，所述晶圆包括自下至上依次层叠的第一层、第二层和第三层，所述第二层的材料与所述第一层和第三层的材料均不同。所述减薄所述晶圆至一预定厚度的步骤包括：对所述第三层进行研磨；刻蚀去除剩余的所述第三层；刻蚀所述第二层，使剩余的所述晶圆的厚度至所述预定厚度，可以精确地控制减薄后的所述晶圆的厚度，提高感应膜的性能，附图说明图1为本专利技术一实施例中压力传感器的制备方法的流程图；图2至图12为本专利技术一实施例的压力传感器的制备方法中器件结构的示意图。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的压力传感器的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。本专利技术提供一种压力传感器的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：步骤S11，提供半导体基底，所述半导体基底的上表面形成有底部电极；步骤S12，在所述半导体基底的上形成一介电层，在所述介电层中形成第一开口，所述第一开口暴露出所述底部电极；步骤S13，在所述介电层上键合一晶圆，所述晶圆覆盖所述第一开口，并形成一空腔；步骤S14，减薄所述晶圆至一预定厚度；步骤S15，在减薄后的所述晶圆上形成一钝化层；以及步骤S16，选择性刻蚀所述钝化层，以暴露出所述空腔上的部分所述晶圆。其中，通过键合所述晶圆作为感应膜，可以避免在制备感应膜时使用高温，从而提高器件的性能。以下结合图2至图12，具体说明本专利技术的压力传感器的制备方法，图2至图12为本专利技术一实施例的压力传感器的制备方法中器件结构的示意图。首先，进行步骤S11，如图2所示，提供半导体基底100，所述半导体基底100的上表面形成有底部电极130。在本实施例中，所述半导体基底100用于提供CMOS器件，所述半导体基底100还包括控制电路101、第一互连结构102和第二互连结构103，所述第一互连结构102和第二互连结构103分别与所述控制电路101电连接，所述第一互连结构102与底部电极130电连接，所述半导体基底100的上表面暴露出所述第二互连结构103的顶部。较佳的，所述半导体基底100包括衬底110以及位于所述衬底110上的层间介质层120，所述控制电路101为CMOS电路，CMOS电路包括位于所述衬底110中的源极、漏极以及位于所述衬底110上的栅极，此为本领域的技术人员可以理解的，在此不作赘述。另外，在半导体基底100内还可以形成有其他器件结构，例如放大器、数/模转换器、模拟处理电路和/或数字处理电路、接口电路等，形成这些器件结构的方法均可以为CMOS工艺。其中，所述第一互连结构102、第二互连结构103可以包括栓塞V1、V2和互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供半导体基底，所述半导体基底的上表面形成有底部电极；在所述半导体基底的上形成一介电层，在所述介电层中形成第一开口，所述第一开口暴露出所述底部电极；在所述介电层上键合一晶圆，所述晶圆覆盖所述第一开口，并形成一空腔；减薄所述晶圆至一预定厚度；在减薄后的所述晶圆上形成一钝化层；以及选择性刻蚀所述钝化层，以暴露出所述空腔上的部分所述晶圆。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供半导体基底，所述半导体基底的上表面形成有底部电极；在所述半导体基底的上形成一介电层，在所述介电层中形成第一开口，所述第一开口暴露出所述底部电极；在所述介电层上键合一晶圆，所述晶圆覆盖所述第一开口，并形成一空腔；减薄所述晶圆至一预定厚度；在减薄后的所述晶圆上形成一钝化层；以及选择性刻蚀所述钝化层，以暴露出所述空腔上的部分所述晶圆。2.如权利要求1所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述晶圆为低阻晶圆，或向所述晶圆进行离子注入以调节所述晶圆的电阻。3.如权利要求1所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述晶圆包括自下至上依次层叠的第一层、第二层和第三层，所述第二层的材料与所述第一层和第三层的材料均不同。4.如权利要求3所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述减薄所述晶圆至一预定厚度的步骤包括：对所述第三层进行研磨；刻蚀去除剩余的所述第三层；刻蚀所述第二层，使剩余的所述晶圆的厚度至所述预定厚度。5.如权利要求3所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述第一层...

【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