CN105203235A - 一种mems压力传感器的制造方法和电子装置 - Google Patents

一种mems压力传感器的制造方法和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105203235A
CN105203235A CN201410276142.0A CN201410276142A CN105203235A CN 105203235 A CN105203235 A CN 105203235A CN 201410276142 A CN201410276142 A CN 201410276142A CN 105203235 A CN105203235 A CN 105203235A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure sensor
manufacture method
overlayer
pressure
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410276142.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105203235B (zh
Inventor
伏广才
倪海勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN201410276142.0A priority Critical patent/CN105203235B/zh
Priority to US14/713,946 priority patent/US9573805B2/en
Publication of CN105203235A publication Critical patent/CN105203235A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105203235B publication Critical patent/CN105203235B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
    • B81C1/00523—Etching material
    • B81C1/00531—Dry etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0064—Constitution or structural means for improving or controlling the physical properties of a device
    • B81B3/0067—Mechanical properties
    • B81B3/007—For controlling stiffness, e.g. ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0058—Packages or encapsulation for protecting against damages due to external chemical or mechanical influences, e.g. shocks or vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00777—Preserve existing structures from alteration, e.g. temporary protection during manufacturing
    • B81C1/00785—Avoid chemical alteration, e.g. contamination, oxidation or unwanted etching
    • B81C1/00801—Avoid alteration of functional structures by etching, e.g. using a passivation layer or an etch stop layer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0264—Pressure sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00841—Cleaning during or after manufacture
    • B81C1/00849—Cleaning during or after manufacture during manufacture

Abstract

本发明提供一种MEMS压力传感器的制造方法和电子装置，涉及半导体技术领域。本发明的MEMS压力传感器的制造方法，包括在压力传感膜上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件的步骤以及去除蚀刻停止组件的步骤，因此可以避免在对覆盖层进行刻蚀以形成压力沟槽的过程中对压力传感膜造成不当刻蚀，并且可以防止覆盖层以及压力传感膜发生形变，因而可以提高MEMS压力传感器的可靠性和敏感度，避免压力传感器漂移。本发明的电子装置，使用了根据该MEMS压力传感器的制造方法制造的MEMS压力传感器，因而同样具有上述优点。

Description

一种MEMS压力传感器的制造方法和电子装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种MEMS压力传感器的制造方法和电子装置。
背景技术
随着半导体技术的不断发展，MEMS(微机电系统)压力传感器得到了广泛的应用。在一种MEMS压力传感器的制造方法中，包括如下步骤：在设置于基底上的压力传感膜(通常为SiGe)上形成覆盖层(通常为氮化硅)，通过图案化工艺在覆盖层内形成压力沟槽(pressuretrench)以露出压力传感膜。其中，所述压力沟槽用于传感外界的压力，因此被称为快门(Shutter)，形成压力沟槽的工艺被称为快门蚀刻工艺(Shutter-ETprocess)。在图形化工艺的过程中，往往会对形成的压力沟槽底部的压力传感膜造成不当刻蚀，从而影响到MEMS压力传感器的WAT(电性测试)结果，导致MEMS压力传感器的可靠性下降。
为改善快门蚀刻工艺，在另一种MEMS压力传感器的制造方法中，通过在压力传感膜与覆盖层之间设置材料为氧化物的刻蚀阻挡层来避免在图形化工艺中对压力传感膜的不当刻蚀。然而，在通过图形化工艺形成压力沟槽之后，在覆盖层与压力传感膜之间还存在的刻蚀阻挡层由于应力(主要是压应力)的作用会导致覆盖层以及压力感应膜发生形变(distort)，而覆盖层以及压力感应膜的形变会导致压力传感器的敏感度下降，造成压力传感器漂移。
因此，为解决上述问题，有必要提出一种新的MEMS压力传感器的制造方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种MEMS压力传感器的制造方法和电子装置，可以减小对位于压力沟槽底部的压力传感膜的不当刻蚀，并防止覆盖层以及压力感应膜发生形变，从而提高MEMS压力传感器的可靠性和敏感度。
本发明的一个实施例提供一种MEMS压力传感器的制造方法，所述方法包括：
步骤S101：提供形成有底部电极和压力传感膜的基底，在所述压力传感膜上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件；
步骤S102：形成覆盖所述蚀刻停止组件、所述压力传感膜以及所述基底的覆盖层；
步骤S103：在所述覆盖层上形成在所述蚀刻停止组件的上方具有开口的掩膜层，利用所述掩膜层对所述覆盖层进行刻蚀以在所述覆盖层内形成压力沟槽；
步骤S104：去除位于所述压力沟槽底部的所述蚀刻停止组件，并去除所述掩膜层。
示例性地，在所述步骤S101中，形成所述蚀刻停止组件的方法包括：
步骤S1011：形成覆盖所述压力传感膜与所述基底的蚀刻停止层；
步骤S1012：在所述蚀刻停止层上形成掩膜层，其中所述掩膜层覆盖所述蚀刻停止层的与拟形成的压力沟槽相对应的区域；
步骤S1013：利用所述掩膜层对所述蚀刻停止层进行刻蚀以去除所述蚀刻停止层未被所述掩膜层覆盖的部分，从而形成蚀刻停止组件；
步骤S1014：去除所述掩膜层。
示例性地，在所述步骤S1013中，对所述蚀刻停止层进行刻蚀的方法为干法刻蚀，其所采用的刻蚀气体包括Ar、O2和C4F8。
示例性地，在所述步骤S1013中，所述干法刻蚀的工艺条件包括：Ar、O2和C4F8的气体流速分别为150sccm、17sccm和15sccm，工艺的压强为80mtorr，源功率为1600W，偏置功率为800W。
示例性地，所述蚀刻停止组件的材料包括氧化硅或无定形碳。
示例性地，所述压力传感膜的材料包括SiGe。
示例性地，所述覆盖层的材料包括氮化硅。
示例性地，在所述步骤S103中，对所述覆盖层进行刻蚀的方法包括干法刻蚀，其中所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、O2、CF4和CHF3。
示例性地，在所述步骤S103中，所述干法刻蚀的工艺条件包括：Ar、O2、CF4和CHF3的气体流速分别为200sccm、18sccm、80sccm和25sccm，工艺的压强为125mtorr，源功率为1000W，偏置功率为1000W。
示例性地，在所述步骤S103中，对所述覆盖层进行刻蚀的方法包括干法刻蚀，其中所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括SF6、CF4、CHF3和Ar。
示例性地，在所述步骤S103中，所述干法刻蚀的工艺条件包括：SF6、CF4、CHF3和Ar的气体流速分别为25sccm、40sccm、25sccm和300sccm，工艺的压强为140mtorr，源功率为1700W，偏置功率为500W。
示例性地，在所述步骤S104中，去除所述蚀刻停止组件的方法包括干法刻蚀，其中所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、CF4和CHF3。
示例性地，在所述步骤S104中，所述干法刻蚀的工艺条件包括：Ar、CF4和CHF3的气体流速分别为200sccm、15sccm和45sccm，工艺的压强为95mtorr，源功率为300W。
示例性地，在所述步骤S104中，在所述干法刻蚀之后，还包括进行湿法清洗的步骤。
本发明的另一个实施例提供一种电子装置，包括电子组件以及与所述电子组件相连的MEMS压力传感器，其中所述MEMS压力传感器根据如下方法制造：
步骤S101：提供形成有底部电极和压力传感膜的基底，在所述压力传感膜上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件；
步骤S102：形成覆盖所述蚀刻停止组件、所述压力传感膜以及所述基底的覆盖层；
步骤S103：在所述覆盖层上形成在所述蚀刻停止组件的上方具有开口的掩膜层，利用所述掩膜层对所述覆盖层进行刻蚀以在所述覆盖层内形成压力沟槽；
步骤S104：去除位于所述压力沟槽底部的所述蚀刻停止组件，并去除所述掩膜层。
本发明的MEMS压力传感器的制造方法，包括在压力传感膜上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件的步骤以及去除蚀刻停止组件的步骤，因此可以避免在对覆盖层进行刻蚀以形成压力沟槽的过程中对压力传感膜造成不当刻蚀，并且可以防止覆盖层以及压力传感膜发生形变，因而可以提高MEMS压力传感器的可靠性和敏感度，避免压力传感器漂移。本发明的电子装置，使用了根据该MEMS压力传感器的制造方法制造的MEMS压力传感器，因而同样具有上述优点。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1A、图1B、图1C、图1D、图1E和图1F为现有的一种MEMS压力传感器的制造方法的关键步骤形成的结构的剖视图；
图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G和图2H为本发明的一个实施例的一种MEMS压力传感器的制造方法的关键步骤形成的结构的剖视图；
图3为本发明的一个实施例的压力传感器的制造方法的一种流程图；
图4A为现有的一种MEMS压力传感器的制造方法形成的MEMS压力传感器的一种SEM图；
图4B为本发明的一个实施例的一种MEMS压力传感器的制造方法形成的MEMS压力传感器的一种SEM图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。
然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
实施例一
如图1A至图1F所示，为改善快门蚀刻工艺，一种MEMS压力传感器的制造方法包括如下步骤：
步骤E1：提供形成有底部电极1001和压力传感膜102的基底101，如图1A所示。
示例性地，如图1A所示，压力传感器的底部电极1001形成于基底101的内部，压力传感膜102形成于基底101上。在压力传感膜102和基底101之间形成有压力传感器空腔1002，该压力传感器空腔1002位于压力传感器的底部电极1001的上方。此外，基底101内还形成有晶体管、互联结构等组件。
步骤E2：形成覆盖所述压力传感膜102与所述基底101的刻蚀阻挡层103，如图1B所示。然后，形成覆盖刻蚀阻挡层103的覆盖层104，如图1C所示。
其中，压力传感膜102的材料通常为SiGe。刻蚀阻挡层103的材料通常为氧化硅。覆盖层104的材料通常为氮化硅。示例性地，所述覆盖层104的厚度通常为
步骤E3：在覆盖层104上形成图形化的光刻胶层105，其中该图形化的光刻胶层105在拟形成压力沟槽的位置具有开口1051，如图1D所示。然后，利用该图形化的光刻胶层105对覆盖层104进行刻蚀，在覆盖层104内形成压力沟槽1041；接着，去除刻蚀阻挡层103位于压力沟槽1041底部的部分，如图1E所示。最后，去除图形化的光刻胶层105，如图1F所示。
其中，压力沟槽1041用于传感外界的压力，因此被称为快门(Shutter)，对覆盖层104进行刻蚀形成压力沟槽1041的工艺通常称为快门蚀刻工艺(Shutter-ETprocess)。
在上述的MEMS压力传感器的制造方法中，由于在压力传感膜102与覆盖层104之间设置了刻蚀阻挡层103，因此可以避免在对覆盖层104进行图形化形成压力沟槽的过程中对压力传感膜102造成不当刻蚀。然而，采用该制造方法制造的MEMS压力传感器，由于在覆盖层104与压力传感膜102之间还存在刻蚀阻挡层103，该刻蚀阻挡层103产生的应力往往会导致覆盖层104以及压力传感膜102发生形变(distort)。而覆盖层104以及压力传感膜102的形变会导致压力传感器的敏感度下降，造成压力传感器漂移。
为解决上述的MEMS压力传感器的制造方法所存在的上述技术问题，本发明实施例提供一种新的MEMS压力传感器的制造方法，该方法不仅可以减小对位于压力沟槽底部的压力传感膜的不当刻蚀，而且可以防止覆盖层以及压力传感膜发生形变，从而可以提高MEMS压力传感器的可靠性和敏感度。
下面，参照图2A至图2H以及图3来描述本发明实施例的MEMS压力传感器的制造方法。其中，图2A至图2H为本发明实施例的一种MEMS压力传感器的制造方法的关键步骤形成的结构的剖视图；图3为本发明实施例的压力传感器的制造方法的一种流程图。
本发明实施例的MEMS压力传感器的制造方法，主要包括如下步骤：
步骤A1：提供形成有底部电极2001和压力传感膜202的基底201，如图2A所示。
示例性地，如图2A所示，压力传感器的底部电极2001形成于基底201的内部，压力传感膜202形成于基底201上。在压力传感膜202和基底201之间形成有压力传感器空腔2002，该压力传感器空腔2002位于压力传感器的底部电极2001的上方。此外，基底201内还形成有晶体管、互联结构等组件。
其中，压力传感膜202用于形成顶部电极，其结合压力传感器的底部电极2001形成压力传感器电容，当顶部电极受到压力发生形变之后，顶部电极和底部电极2001之间的距离发生改变，从而电容发生改变，实现压力的传感。
其中，压力传感膜202的材料可以为SiGe或其他合适的材料。
需要说明的是，上述结构可以采用现有的各种方法来实现，此处并不进行限定。
步骤A2：在压力传感膜202上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件2031，如图2D所示。
示例性地，蚀刻停止组件2031的材料可以为氧化硅、无定形碳或其他合适的材料。蚀刻停止组件2031与拟形成的压力沟槽的底部的形状一致、大小也一致。其中，形状一致是指蚀刻停止组件2031与拟形成的压力沟槽的底部的形状相同或相近。大小一致是指蚀刻停止组件2031的面积等于或稍大于拟形成的压力沟槽的底部的面积。
在一个具体实例中，步骤A2包括如下步骤：
步骤A21：形成覆盖压力传感膜202与基底201的蚀刻停止层203，如图2B所示。
其中，蚀刻停止层203的材料为氧化硅。形成蚀刻停止层203的方法为沉积法或其他合适的方法。
步骤A22：在蚀刻停止层203上形成掩膜层300，其中掩膜层300覆盖蚀刻停止层203的与拟形成的压力沟槽相对应的区域而暴露出蚀刻停止层203的其他区域，如图2C所示。
其中，掩膜层300的材料可以为光刻胶或其他合适的材料。
步骤A23：利用掩膜层300对蚀刻停止层203进行刻蚀以去除蚀刻停止层203未被掩膜层300覆盖的部分，从而在压力传感膜202上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件2031，然后去除掩膜层300，如图2D所示。
也就是说，经过步骤A23将掩膜层300的图案转移到了蚀刻停止层203之上。
其中，刻蚀可以采用干法刻蚀或其他合适的方法。应保证该刻蚀工艺对蚀刻停止层203与压力传感膜202具有较大的选择比，以避免对压力传感膜202的不当刻蚀。
示例性地，对蚀刻停止层203进行刻蚀的方法为干法刻蚀，其所采用的刻蚀气体包括Ar、O2和C4F8。其具体工艺条件如下：Ar、O2和C4F8的气体流速分别为150sccm、17sccm和15sccm，压强为80mtorr，源功率为1600W，偏置功率为800W。
步骤A3：形成覆盖蚀刻停止组件2031、压力传感膜202以及基底201的覆盖层204，如图2E所示。
其中，覆盖层204的材料可以为氮化硅或其他合适的材料。示例性地，覆盖层204的厚度为3um。形成覆盖层204的方法可以为沉积法或其他合适的方法。
步骤A4：在覆盖层204上形成在蚀刻停止组件2031的上方具有开口的掩膜层205，如图2F所示。也就是说，掩膜层205在覆盖层204的拟形成压力沟槽的位置具有开口。
其中，掩膜层205可以为图形化的光刻胶层，也可以为其他类型的掩膜。
步骤A5：利用掩膜层205对覆盖层204进行刻蚀以在覆盖层204内形成压力沟槽2041，如图2G所示。
其中，所述刻蚀可以为干法刻蚀或湿法刻蚀。所述刻蚀停止于蚀刻停止组件2031上，以避免对压力传感膜202造成不当刻蚀。
在本实施例中，压力沟槽2041用于传感外界的压力，因此被称为快门(Shutter)，对覆盖层204进行刻蚀形成压力沟槽2041的工艺通常称为快门蚀刻工艺(Shutter-ETprocess)。
示例性地，在本步骤中的刻蚀方法为干法刻蚀，其所采用的刻蚀气体包括Ar、O2、CF4和CHF3。其具体工艺条件如下：Ar、O2、CF4和CHF3的气体流速分别为200sccm、18sccm、80sccm和25sccm，工艺的压强为125mtorr，源功率为1000W，偏置功率为1000W。在另一个实例中，所采用的刻蚀气体包括SF6、CF4、CHF3和Ar，具体工艺条件如下：SF6、CF4、CHF3和Ar的气体流速分别为25sccm、40sccm、25sccm和300sccm，工艺的压强为140mtorr，源功率为1700W，偏置功率为500W。步骤A6：去除位于压力沟槽2041底部的蚀刻停止组件2031，并去除掩膜层205，如图2H所示。
其中，去除蚀刻停止组件2031的方法可以为干法刻蚀或湿法刻蚀以及其他合适的方法。在通过刻蚀来去除蚀刻停止组件2031时应保证该刻蚀工艺对蚀刻停止组件2031与压力传感膜202具有较大的选择比，以避免对压力传感膜202造成不当刻蚀。
示例性地，去除蚀刻停止组件2031的方法包括干法刻蚀，其所采用的刻蚀气体包括Ar、CF4和CHF3，具体工艺条件如下：Ar、CF4和CHF3的气体流速分别为200sccm、15sccm和45sccm，工艺的压强为95mtorr，源功率为300W。在该干法刻蚀之后，还可以包括进行湿法清洗的步骤，以去除之前的干法刻蚀产生的大分子。
至此，完成了本实施例的MEMS压力传感器的制造方法的关键步骤的介绍。其中，在步骤A6之后以及步骤A1至步骤A6之间还可以包括其他步骤，在此不再赘述。
本发明实施例的MEMS压力传感器的制造方法，包括在压力传感膜202上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件2031的步骤以及去除蚀刻停止组件2031的步骤，因此可以避免在对覆盖层204进行刻蚀以形成压力沟槽的过程中对压力传感膜202位于压力沟槽2041底部的部分造成不当刻蚀，从而可以提高MEMS压力传感器的可靠性；并且，由于形成的MEMS压力传感器在覆盖层204与压力感应膜202之间不存在蚀刻停止组件2031(也不存在刻蚀阻挡层)，因此可以防止覆盖层以及压力传感膜202发生形变，从而可以提高MEMS压力传感器的敏感度，避免压力传感器漂移。
为了对比本实施例的包括步骤A1至步骤A6的MEMS压力传感器的制造方法与上述的包括步骤E1至步骤E3的MEMS压力传感器的制造方法，发明人通过实验获得了两种方法制得的MEMS压力传感器的SEM图。其中，图4A为包括步骤E1至步骤E3的MEMS压力传感器的制造方法形成的MEMS压力传感器的一种SEM图，图4B为包括步骤A1至步骤A6的MEMS压力传感器的制造方法形成的MEMS压力传感器的一种SEM图。显然，图4A中的压力传感膜102和覆盖层104发生了较大的形变，而图4B中的压力传感膜202和覆盖层204几乎没有发生形变。由此可见，本实施例的MEMS压力传感器的制造方法，可以防止覆盖层204以及压力传感膜202发生形变，从而提高MEMS压力传感器的敏感度，避免压力传感器漂移。
其中，图3示出了本发明实施例的MEMS压力传感器的制造方法的一种流程图，具体包括：
在步骤S101中，提供形成有底部电极和压力传感膜的基底，在所述压力传感膜上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件；
在步骤S102中，形成覆盖所述蚀刻停止组件、所述压力传感膜以及所述基底的覆盖层；
在步骤S103中，在所述覆盖层上形成在所述蚀刻停止组件的上方具有开口的掩膜层，利用所述掩膜层对所述覆盖层进行刻蚀以在所述覆盖层内形成压力沟槽；
在步骤S104中，去除位于所述压力沟槽底部的所述蚀刻停止组件，并去除所述掩膜层。
实施例二
本发明实施例提供一种电子装置，其包括电子组件以及与该电子组件相连的MEMS压力传感器。其中，该电子组件可以为任何合适的组件。该MEMS压力传感器根据实施例一所述的MEMS压力传感器的制造方法所制造。示例性地，该MEMS压力传感器的制造方法包括如下步骤：
步骤S101：提供形成有底部电极和压力传感膜的基底，在所述压力传感膜上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件；
步骤S102：形成覆盖所述蚀刻停止组件、所述压力传感膜以及所述基底的覆盖层；
步骤S103：在所述覆盖层上形成在所述蚀刻停止组件的上方具有开口的掩膜层，利用所述掩膜层对所述覆盖层进行刻蚀以在所述覆盖层内形成压力沟槽；
步骤S104：去除位于所述压力沟槽底部的所述蚀刻停止组件，并去除所述掩膜层。
本实施例的电子装置，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、VCD、DVD、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可为任何包括所述MEMS压力传感器的中间产品。
本发明实施例的电子装置，由于使用了上述的MEMS压力传感器，因而具有更好的性能。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (15)

1.一种MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S101：提供形成有底部电极和压力传感膜的基底，在所述压力传感膜上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件；
步骤S102：形成覆盖所述蚀刻停止组件、所述压力传感膜以及所述基底的覆盖层；
步骤S103：在所述覆盖层上形成在所述蚀刻停止组件的上方具有开口的掩膜层，利用所述掩膜层对所述覆盖层进行刻蚀以在所述覆盖层内形成压力沟槽；
步骤S104：去除位于所述压力沟槽底部的所述蚀刻停止组件，并去除所述掩膜层。
2.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S101中，形成所述蚀刻停止组件的方法包括：
步骤S1011：形成覆盖所述压力传感膜与所述基底的蚀刻停止层；
步骤S1012：在所述蚀刻停止层上形成掩膜层，其中所述掩膜层覆盖所述蚀刻停止层的与拟形成的压力沟槽相对应的区域；
步骤S1013：利用所述掩膜层对所述蚀刻停止层进行刻蚀以去除所述蚀刻停止层未被所述掩膜层覆盖的部分，从而形成蚀刻停止组件；
步骤S1014：去除所述掩膜层。
3.如权利要求2所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1013中，对所述蚀刻停止层进行刻蚀的方法为干法刻蚀，其所采用的刻蚀气体包括Ar、O2和C4F8。
4.如权利要求3所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1013中，所述干法刻蚀的工艺条件包括：Ar、O2和C4F8的气体流速分别为150sccm、17sccm和15sccm，工艺的压强为80mtorr，源功率为1600W，偏置功率为800W。
5.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，所述蚀刻停止组件的材料包括氧化硅或无定形碳。
6.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，所述压力传感膜的材料包括SiGe。
7.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，所述覆盖层的材料包括氮化硅。
8.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中，对所述覆盖层进行刻蚀的方法包括干法刻蚀，其中所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、O2、CF4和CHF3。
9.如权利要求8所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中，所述干法刻蚀的工艺条件包括：Ar、O2、CF4和CHF3的气体流速分别为200sccm、18sccm、80sccm和25sccm，工艺的压强为125mtorr，源功率为1000W，偏置功率为1000W。
10.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中，对所述覆盖层进行刻蚀的方法包括干法刻蚀，其中所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括SF6、CF4、CHF3和Ar。
11.如权利要求10所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中，所述干法刻蚀的工艺条件包括：SF6、CF4、CHF3和Ar的气体流速分别为25sccm、40sccm、25sccm和300sccm，工艺的压强为140mtorr，源功率为1700W，偏置功率为500W。
12.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S104中，去除所述蚀刻停止组件的方法包括干法刻蚀，其中所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、CF4和CHF3。
13.如权利要求12所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S104中，所述干法刻蚀的工艺条件包括：Ar、CF4和CHF3的气体流速分别为200sccm、15sccm和45sccm，工艺的压强为95mtorr，源功率为300W。
14.如权利要求12所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S104中，在所述干法刻蚀之后，还包括进行湿法清洗的步骤。
15.一种电子装置，其特征在于，包括电子组件以及与所述电子组件相连的MEMS压力传感器，其中所述MEMS压力传感器根据如下方法制造：
步骤S101：提供形成有底部电极和压力传感膜的基底，在所述压力传感膜上与拟形成的压力沟槽相对应的位置形成蚀刻停止组件；
步骤S102：形成覆盖所述蚀刻停止组件、所述压力传感膜以及所述基底的覆盖层；
步骤S103：在所述覆盖层上形成在所述蚀刻停止组件的上方具有开口的掩膜层，利用所述掩膜层对所述覆盖层进行刻蚀以在所述覆盖层内形成压力沟槽；
步骤S104：去除位于所述压力沟槽底部的所述蚀刻停止组件，并去除所述掩膜层。
CN201410276142.0A 2014-06-19 2014-06-19 一种mems压力传感器的制造方法和电子装置 Active CN105203235B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410276142.0A CN105203235B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种mems压力传感器的制造方法和电子装置
US14/713,946 US9573805B2 (en) 2014-06-19 2015-05-15 MEMS pressure sensor and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410276142.0A CN105203235B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种mems压力传感器的制造方法和电子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105203235A true CN105203235A (zh) 2015-12-30
CN105203235B CN105203235B (zh) 2018-04-13

Family

ID=54869016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410276142.0A Active CN105203235B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种mems压力传感器的制造方法和电子装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9573805B2 (zh)
CN (1) CN105203235B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106932138A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems压力传感器及其制备方法、电子装置
CN108037183A (zh) * 2017-12-12 2018-05-15 杭州电子科技大学 一种基于电容式电桥结构的超声阵列气体传感器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107941861B (zh) * 2017-11-15 2020-04-24 江西师范大学 纳米级气敏传感器的形成方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW488025B (en) * 2000-02-09 2002-05-21 Infineon Technologies Corp Self-aligned dual damascene etch using a polymer
US20040053434A1 (en) * 2001-09-13 2004-03-18 Silicon Light Machines Microelectronic mechanical system and methods
CN102468217A (zh) * 2010-11-03 2012-05-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 接触孔的形成方法
CN102515090A (zh) * 2011-12-21 2012-06-27 上海丽恒光微电子科技有限公司 压力传感器及其形成方法
CN102998037A (zh) * 2012-09-15 2013-03-27 华东光电集成器件研究所 介质隔离压阻式压力传感器及其制备方法
CN105092104A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种压力传感器及其制备方法、电子装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4036866B2 (ja) * 2004-07-30 2008-01-23 三洋電機株式会社 音響センサ
DE102006055147B4 (de) * 2006-11-03 2011-01-27 Infineon Technologies Ag Schallwandlerstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Schallwandlerstruktur
JP2010091467A (ja) * 2008-10-09 2010-04-22 Rohm Co Ltd 圧力センサおよび圧力センサの製造方法
JP5454345B2 (ja) * 2010-05-11 2014-03-26 オムロン株式会社 音響センサ及びその製造方法
CN102348155B (zh) * 2010-07-30 2014-02-05 上海丽恒光微电子科技有限公司 微机电麦克风及其制造方法
US8575037B2 (en) * 2010-12-27 2013-11-05 Infineon Technologies Ag Method for fabricating a cavity structure, for fabricating a cavity structure for a semiconductor structure and a semiconductor microphone fabricated by the same
JP5267627B2 (ja) * 2011-08-30 2013-08-21 オムロン株式会社 音響センサ及びその製造方法
US9002037B2 (en) * 2012-02-29 2015-04-07 Infineon Technologies Ag MEMS structure with adjustable ventilation openings

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW488025B (en) * 2000-02-09 2002-05-21 Infineon Technologies Corp Self-aligned dual damascene etch using a polymer
US20040053434A1 (en) * 2001-09-13 2004-03-18 Silicon Light Machines Microelectronic mechanical system and methods
CN102468217A (zh) * 2010-11-03 2012-05-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 接触孔的形成方法
CN102515090A (zh) * 2011-12-21 2012-06-27 上海丽恒光微电子科技有限公司 压力传感器及其形成方法
CN102998037A (zh) * 2012-09-15 2013-03-27 华东光电集成器件研究所 介质隔离压阻式压力传感器及其制备方法
CN105092104A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种压力传感器及其制备方法、电子装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106932138A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems压力传感器及其制备方法、电子装置
CN106932138B (zh) * 2015-12-31 2019-09-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems压力传感器及其制备方法、电子装置
CN108037183A (zh) * 2017-12-12 2018-05-15 杭州电子科技大学 一种基于电容式电桥结构的超声阵列气体传感器
CN108037183B (zh) * 2017-12-12 2020-06-05 杭州电子科技大学 一种基于电容式电桥结构的超声阵列气体传感器

Also Published As

Publication number Publication date
CN105203235B (zh) 2018-04-13
US9573805B2 (en) 2017-02-21
US20150368096A1 (en) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140197502A1 (en) Comb MEMS Device and Method of Making a Comb MEMS Device
US9090452B2 (en) Mechanism for forming MEMS device
CN107226453B (zh) 一种mems器件及其制备方法、电子装置
CN105448898A (zh) 一种半导体器件及其制造方法和电子装置
CN105480936B (zh) 一种半导体器件及其制作方法和电子装置
JP2007033355A (ja) 半導体センサの製造方法及び半導体センサ
CN105203235A (zh) 一种mems压力传感器的制造方法和电子装置
CN105336847A (zh) 一种三维磁阻传感器的制造方法和电子装置
US9606081B2 (en) Method for fabricating a micro-well of a biosensor
CN106098706B (zh) 一种阵列基板及其制作方法、显示装置
US20110117747A1 (en) Method of fabricating single chip for integrating field-effect transistor into mems structure
CN108117043B (zh) 一种半导体器件及制备方法、电子装置
CN105428256A (zh) 一种半导体器件及其制造方法和电子装置
CN108083225A (zh) 一种mems器件及其制备方法、电子装置
CN103730463A (zh) 具有光感测器的薄膜晶体管基板及其制作方法
JP2010012534A (ja) デバイス及びその製造方法
CN106032267A (zh) 一种mems器件及其制作方法和电子装置
CN108124227A (zh) 麦克风及其制造方法
CN105092104A (zh) 一种压力传感器及其制备方法、电子装置
US20210199524A1 (en) Sensor membrane structure and method for forming the same
CN107658268B (zh) 一种半导体器件及制备方法、电子装置
TWI430424B (zh) 微機電系統聲壓感測元件及其製作方法
CN104053082A (zh) 集成麦克风的结构和方法
CN105097696B (zh) 一种半导体器件及其制造方法、电子装置
CN105984836B (zh) 一种mems器件及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant