一种高灵敏度压阻敏感单元及其制造方法技术

本发明专利技术属于传感器技术领域，涉及敏感单元及其制备，具体为一种高灵敏度敏感单元及其制造方法，其包括半导体衬底、N阱和至少一块LDD超浅结，半导体衬底向上延伸有外延层，外延层进行轻的P型杂质掺杂，N阱位于外延层上，LDD超浅结位于N阱上，LDD超浅结的两端设有p+有源区，外延层表面覆盖有氧化层，氧化层上开有暴露p+有源区的窗口，窗口处暴露的p+有源区通过合金层连接有金属引线。本发明专利技术所述方法采用CMOS工艺中的超浅结漏注入方式在压阻区进行低能离子注入，使之产生LDD超浅结硅纳米膜；利用硅纳米膜的巨压阻效应敏感机制，可以大幅提高传感器的灵敏度。高传感器的灵敏度。高传感器的灵敏度。

A high sensitivity piezoresistive sensitive unit and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种高灵敏度压阻敏感单元及其制造方法


[0001]本专利技术属于传感器
，涉及敏感单元及其制备，具体为一种高灵敏度压阻敏感单元及其制造方法。

技术介绍

[0002]基于压阻效应的压阻式传感器，由于其低频特性好、分辨率高、频率响应高等优点广泛应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。
[0003]一般意义上压阻式传感器的敏感单元是利用MEMS工艺通过传统的离子注入或扩散的方式形成的方块电阻，其工作机制是应变引起的晶格形变，进而引起多子迁移率的变化产生电阻率的变化。但由于多子迁移率的变化量有限，而且MEMS工艺的特征尺寸在微米量级，生产的敏感单元一致性和频率响应都较差，所以通过MEMS工艺制备的敏感单元具有灵敏度低的缺点。而基于巨压阻效应的压阻式传感器的工作机制是应变引起表面势的变化，进而引起多子浓度的变化产生电阻率的变化。多子浓度的变化相比于多子迁移率的变化可以高出几个量级，所以基于巨压阻效应的压阻式传感器具有很高的灵敏度。因此如何制备一种基于巨压阻效应的敏感单元是目前需要克服的难题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度压阻敏感单元，其特征在于，包括半导体衬底（1）、N阱（4）和至少一块LDD超浅结（5），半导体衬底（1）向上延伸有外延层（2），外延层（2）进行轻的P型杂质掺杂，N阱（4）位于外延层（2）上，LDD超浅结（5）位于N阱（4）上，LDD超浅结（5）的两端设有p+有源区（6），外延层（2）表面覆盖有氧化层（3），氧化层（3）上开有暴露p+有源区（6）的窗口，窗口处暴露的p+有源区（6）通过合金层（7）连接有金属引线（8）。2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度压阻敏感单元，其特征在于，半导体衬底（1）采用晶向为<100>，电阻率为1~20Ω
·
cm的P型单晶硅制成。3.根据权利要求1所述的一种高灵敏度压阻敏感单元，其特征在于，外延层（2）的厚度为5~6um，外延层（2）中的P型杂质为硼杂质；N阱（4）是通过向外延层（2）中注入磷杂质而形成的，N阱（4）的深度为1um。4.根据权利要求1所述的一种高灵敏度压阻敏感单元，其特征在于，LDD超浅结（5）是通过向N阱（4）注入BF2杂质而形成的，LDD超浅结（5）的深度为200
Åꢀ
。5.根据权利要求1所述的一种高灵敏度压阻敏感单元，其特征在于，p+有源区（6）是通过向LDD超浅结（5）注入硼杂质而形成的，p+有源区（6）的深度为500
Å
。6.一种高灵敏度压阻敏感单元的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在半导体衬底（1）上向上生长外延层（2）并在外延层（2）进行轻的P型杂质掺杂；S2、在外延层（2）表面生长一层氧化层（3）；S3、在氧化层（3）上设置用于制作N阱（4）的第一掩膜版，第一掩膜版的未覆盖区域为N阱（4）所在区域，在外延层（2）的未覆盖区域中高能注入N型杂质形成N阱（4）；之后再进行去胶处理，清洗后进行高温退火；S4、接着在氧化层（3）上设置用于制作LDD超浅结（5）的第二掩膜版，第二掩膜版的未覆盖区域位于N阱（4）之内，利用轻掺杂漏注入的方式在未覆盖区域中注入BF2杂质形成LDD超浅结（5）；之后进行去胶处理；S5、继续在氧化层（3）上设置用于制作p+有源区（6）的第三掩膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王任鑫，张文栋，刘国昌，谭皓宇，李皓璇，乔庆宇，张国军，杨玉华，何常德，崔建功，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：