CN118145588A - Mems传感器及mems传感器的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种MEMS传感器及MEMS传感器的制造方法。本发明提供一种能够良好地检测压力的静电电容型的MEMS传感器。MEMS传感器包含：半导体衬底，具有第1面及第2面，且具有模腔；薄膜，在第1面上，将模腔密闭；第1导电型的第1区域，形成在模腔的底部；以及第2导电型的第2区域，形成在薄膜，且隔着模腔而与第1区域对向。半导体衬底为第2导电型。第1区域不仅形成在模腔的底部，而且也形成在模腔的侧部。

Description

MEMS传感器及MEMS传感器的制造方法

技术领域

本发明涉及一种MEMS(micro electro mechanical system，微机电系统)传感器及MEMS传感器的制造方法。

背景技术

专利文献1公开了具备模腔、及堵塞模腔上的可动部的MEMS传感器。基于伴随模腔内的压力变动而产生的可动部的移动，检测MEMS传感器上产生的压力。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2021-025966号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

本发明的一实施方式提供一种能够良好地检测压力的静电电容型的MEMS传感器及MEMS传感器的制造方法。

[解决问题的技术手段]

本发明的一实施方式提供一种MEMS传感器，包含：半导体衬底，具有第1面及所述第1面的相反侧的第2面，且具有模腔；薄膜，在所述第1面上，将所述模腔密闭；第1导电型的第1区域，形成在所述模腔的底部；以及第2导电型的第2区域，形成在所述薄膜，且隔着所述模腔而与所述第1区域对向。

本发明的一实施方式提供一种MEMS传感器的制造方法，包含：第1扩散层形成工序，通过对具有第1面及所述第1面的相反侧的第2面的半导体衬底的所述第1面导入第1导电型杂质，而形成第1导电型的第1扩散层；模腔形成工序，在所述第1扩散层的内部，形成由所述第1扩散层包围周围的模腔，且形成将所述模腔密闭的薄膜；以及第2扩散层形成工序，通过对所述薄膜导入第2导电型杂质，而以与所述模腔的底部的所述第1扩散层对向的方式，形成第2导电型的扩散层。

[发明的效果]

根据本发明的一实施方式的MEMS传感器，形成在薄膜的第2导电型的第2区域与形成在模腔的底部的第1导电型的第1区域隔着模腔对向。当薄膜从第1面侧受到压力时，由于在模腔的内部与外部之间产生差压而使薄膜在半导体衬底的厚度方向上变形。因薄膜的变形而使第1区域与第2区域的间隔变化，第1区域与第2区域之间的静电电容变化。由于利用薄膜将模腔密闭，所以能够将模腔内保持为真空，能够防止水分等湿气向模腔内部渗入。因此，能够防止因水分等引起的第1区域与第2区域的贴附。通过将导电型互不相同的第1区域及第2区域用作电极部，能够基于这些电极部之间的静电电容的变化，良好地检测压力。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的MEMS传感器的示意性的俯视图。

图2是本发明的第1实施方式的MEMS传感器的示意性的剖视图，是表示图1的II-II截面的图。

图3A是表示本发明的第1实施方式的MEMS传感器的制造工序的一部分的图。

图3B是表示图3A的下一工序的图。

图3C是表示图3B的下一工序的图。

图3D是表示图3C的下一工序的图。

图3E是表示图3D的下一工序的图。

图3F是表示图3E的下一工序的图。

图3G是表示图3F的下一工序的图。

图3H是表示图3G的下一工序的图。

图4是本发明的第2实施方式的MEMS传感器的示意性的剖视图。

图5A是表示本发明的第2实施方式的MEMS传感器的制造工序的一部分的图。

图5B是表示图5A的下一工序的图。

图5C是表示图5B的下一工序的图。

图5D是表示图5C的下一工序的图。

图5E是表示图5D的下一工序的图。

图5F是表示图5E的下一工序的图。

图5G是表示图5F的下一工序的图。

图5H是表示图5G的下一工序的图。

图5I是表示图5H的下一工序的图。

图5J是表示图5I的下一工序的图。

图6是本发明的第3实施方式的MEMS传感器的示意性的剖视图。

图7是用来说明本发明的变化例的剖视图。

具体实施方式

图1是本发明的一实施方式的MEMS传感器1的示意性的俯视图。图2是本发明的一实施方式的MEMS传感器1的示意性的剖视图，是表示图1的II－II截面的图。

MEMS传感器1为静电电容型的传感器。MEMS传感器1例如能够应用于气压传感器、压力传感器等各种传感器。MEMS传感器1具备半导体衬底2。在本实施方式中，半导体衬底2为p型(第2导电型)半导体衬底。在本实施方式中，半导体衬底2为硅衬底。半导体衬底2具有第1面3及其相反侧的第2面4。半导体衬底2的第1面3及第2面4也可以分别称为半导体衬底2的正面及背面。另外，半导体衬底2具有端面5。在本实施方式中，半导体衬底2形成为俯视四边形状。端面5在俯视时包含形成半导体衬底2的4边的4个端面5。半导体衬底2的端面5也可以称为半导体衬底2的侧面，也可以称为第3面。另外，半导体衬底2的厚度例如为100μm以上775μm以下。

半导体衬底2具有模腔6、形成在第1面3的薄膜7、及固定部8。模腔6为形成在半导体衬底2的内部的空腔。薄膜7例如为膜状，配置在模腔6的开口部，将模腔6密闭。固定部8为支撑薄膜7的部位。在本实施方式中，半导体衬底2中除了模腔6及薄膜7以外的部位为固定部8。

如图1所示，模腔6形成为俯视大致四边形状。模腔6在俯视时，具有第1边6A、第2边6B、第3边6C及第4边6D。模腔6的深度D例如为0.5μm以上20μm以下。模腔6的深度D也可以为从薄膜7的对向面7a到模腔6的底部6e为止的距离。

薄膜7具有固定的厚度。薄膜7的厚度例如为1μm以上30μm以下。更优选为，薄膜7的厚度例如为7μm。薄膜7具有与模腔6的底部6e对向的对向面7a。薄膜7能够相对于模腔6而变形。薄膜7与固定部8的交界线为俯视大致四边形状，在俯视时与模腔6的4条边6A～6D对齐。模腔6由于通过薄膜7来密闭，所以模腔6内保持为真空。薄膜7随着相对于真空周围的大气压的差的变动而在半导体衬底2的厚度方向上变形。

半导体衬底2具备n型(第1导电型)的第1区域11、p型(第2导电型)的第2区域12、及p型的第3区域61。第2区域12相对于第1区域11，在半导体衬底2的厚度方向隔着模腔6而对向。第3区域61由在半导体衬底2中除了第1区域11及第2区域12以外的p型区域形成。在本实施方式中，p型的第3区域61从半导体衬底2的第1面3到第2面4为止遍及厚度方向的整体而形成。第1区域11以包围模腔6的方式选择性地形成在第3区域61的表层部，进而第2区域12在比第1区域11更靠内侧的区域中选择性地形成在第1区域11的表层部。

第1区域11包含形成模腔6的底部6e的第1部分11a、及形成模腔6的侧部6f的第2部分11b。第1部分11a形成为俯视四边形状，第2部分11b遍及第1部分11a的周缘部的整体而俯视环状地形成，且包围模腔6。第2部分11b以第1部分11a的周缘部为起点延伸到第1面3为止。第1部分11a的下表面(第2面4侧的端面)与第2部分11b的下表面(第2面4侧的端面)在沿着第2面4的横方向为同一面。第1部分11a及第2部分11b均由n型的扩散层形成。第1部分11a及第2部分11b的n型杂质浓度也可以为1.0×10¹⁵cm^－3以上1.0×10¹⁹cm^－3以下。

第2区域12在薄膜7的厚度方向上从对向面7a形成到第1面3为止，且为在对向面7a及第1面3露出的面。第2区域12在沿着第1面3的横方向上，从薄膜7的中心到薄膜7的周缘(薄膜7与固定部8的交界14)为止遍及薄膜7的整体而延伸。第2区域12的周围由第1区域11的第2部分11b包围。换句话说，第1区域11的第2部分11b包围第2区域12的周围。第2区域12的外周与第2部分11b相接。如图1所示，第2区域12与第2部分11b的交界13比薄膜7与固定部8的交界14(也就是模腔6的外周缘)更偏靠外侧(4个端面5侧)。

由此，第2区域12具有比模腔6的4条边6A～6D更向横方向外侧拉出的拉出部62。拉出部62如图1所示，遍及4条边6A～6D的全周而形成为环状。拉出部62的一部分在比对向面7a更靠模腔6的底部6e侧沿着模腔6的侧部6f突出，形成模腔6的侧部6f的上端部。

第2区域12由p型的扩散层形成。第2区域12形成在薄膜7的全域。第2区域12的p型杂质浓度也可以为1.0×10¹⁵cm^－3以上1.0×10²¹cm^－3以下。

第3区域61包含形成半导体衬底2的第2面4的第1部分61a、及形成半导体衬底2的端面5的第2部分61b。第1部分61a形成为俯视四边形状，第2部分61b遍及第1部分61a的周缘部的整体而形成为俯视环状，且包围第1区域11。第2部分61b从第2面4延伸到第1面3为止。第1部分61a的下表面及第2部分61b的下表面形成为同一面且形成第2面4。

参照图2，在半导体衬底2的第1面3，形成着绝缘层15。绝缘层15例如也可以包含氧化硅(SiO₂)或氮化硅(SiN)。绝缘层15覆盖薄膜7及固定部8。更具体来说，绝缘层15一体地覆盖第1面3的整体。

参照图1，MEMS传感器1还包含金属端子16、17、及触点18、19。金属端子16、17具备第1金属端子16、及第2金属端子17。金属端子16、17形成在绝缘层15上。金属端子16、17在俯视时，沿着半导体衬底2的端面5相互空开间隔而配置。触点18、19具备第1触点18、及第2触点19。第1触点18的一端经由形成在绝缘层15的触点孔20(参照图2)，在第1面3上连接于第1区域11的第2部分11b。第1触点18的另一端连接于第1金属端子16。第2触点19的一端经由形成在绝缘层15的触点孔21(参照图2)，在第1面3上连接于第2区域12。第2触点19的另一端连接于第2金属端子17。

此外，虽然未图示，但是也可以在绝缘层15上形成覆盖第1及第2金属端子16、17以及第1及第2触点18、19的钝化膜。

如上所述，MEMS传感器1为静电电容型的传感器。当对第1及第2金属端子16、17施加偏压电压时，对第1触点18及第2触点19赋予偏压电压。由此，第1区域11的第1部分11a与第2区域12的电位差变得固定，导电型互不相同的第1区域11及第2区域12作为电极部而发挥功能。

图3A～图3H是表示本发明的第1实施方式的MEMS传感器1的制造工序的一部分的图。

为了制造MEMS传感器1，例如，如图3A所示，准备包括硅衬底的半导体衬底2。半导体衬底2为p型的半导体晶圆。

对半导体衬底2的第1面3，选择性地导入n型杂质。由此，在半导体衬底2的第1面3，形成n型的第1扩散层31(第1扩散层形成工序)。

接下来，如图3B所示，在第1扩散层31，形成从第1面3凹陷的多个孔32(孔形成工序)。多个孔32的形成例如通过深挖蚀刻(波希法等)来进行。在波希法中，所形成的多个孔32的深度方向的直角的截面面积固定。

接下来，如图3C所示，通过CVD(chemical vapor deposition，化学气相沉积)等方法，在第1面3、多个孔32的侧壁33、及多个孔32的底壁34，形成保护膜35(保护膜形成工序)。由此，第1面3、多个孔32的侧壁33及多个孔32的底壁34由保护膜35覆盖。保护膜35例如为氧化硅(SiO₂)。

接下来，从多个孔32的底壁34去除保护膜35(保护膜去除工序)。由此，成为在多个孔32的内部，从保护膜35露出底壁34的状态。

接下来，如图3D所示，对第1扩散层31各向同性地进行蚀刻。该蚀刻通过使蚀刻气体经过多个孔32作用于多个孔32的底壁34周围的半导体材料而进行(蚀刻工序)。由此，在多个孔32的下方，形成连结模腔36(连结模腔形成工序)。

接下来，如图3E所示，通过蚀刻，去除保护膜35的全部。也就是说，也从多个孔32的侧壁33，去除保护膜35(第2保护膜去除工序)。该蚀刻例如为可选择性地去除氧化硅(SiO₂)的蚀刻。

接下来，如图3F所示，堵塞多个孔32(孔堵塞工序)。具体来说，使用热迁移，使多个孔32周围的第1扩散层31的半导体材料即Si局部地移动，由此堵塞多个孔32。由此，形成由第1扩散层31包围周围的模腔6，且形成将该模腔6密闭的薄膜7(模腔形成工序)。薄膜7为仅由Si构成的部位，且成为与同样包含Si的固定部8不经由接合部而一体地相连的构成。

通过在热处理(热迁移)之前实施各向同性蚀刻，能够使形成后的模腔6的深度D(参照图2)为所期望的深度，能够使薄膜7的厚度为所期望的厚度。

此外，也可以省略图3C～图3E所示的工序，对在图3B的孔形成工序中形成的多个孔32实施热迁移。通过利用热迁移使多个孔32周围的第1扩散层31的半导体材料即Si局部地移动，来堵塞多个孔32，且形成由第1扩散层31包围周围的模腔6(模腔形成工序)。

接下来，如图3G所示，对薄膜7选择性地导入p型杂质。由此，p型的第2扩散层37以与模腔6的底部6e的第1扩散层31对向的方式形成在薄膜7(第2扩散层形成工序)。第2扩散层37成为第2区域12。第1扩散层31中未导入p型杂质的其余的区域成为第1区域11。

接下来，如图3H所示，例如，利用CVD法，在半导体衬底2的第1面3上形成绝缘层15。接下来，例如，利用溅镀法及图案化，在绝缘层15上，形成金属端子16、17及触点18、19。然后，经过将半导体衬底2切开为个别的芯片尺寸的工序，而获得MEMS传感器1。

参照图1及图2，在MEMS传感器1中，形成在薄膜7的p型的第2区域12与形成在模腔6的底部6e的n型的第1区域11的第1部分11a隔着模腔6而对向。当薄膜7从第1面3侧受到压力时，由于在模腔6的内部与外部之间产生差压而使薄膜7在半导体衬底2的厚度方向上变形。因薄膜7的变形而使第1部分11a与第2区域12的间隔变化，且使第1部分11a与第2区域12之间的静电电容变化。例如，当对第1触点18及第2触点19赋予偏压电压时，第1区域11的第1部分11a与第2区域12的电位差变得固定，导电型互不相同的第1区域11及第2区域12作为电极部而发挥功能。基于作为电极部的第1区域11与第2区域12之间的静电电容的变化，能够检测MEMS传感器1上产生的压力。

另外，由于利用薄膜7将模腔6密闭，所以能够将模腔6内保持为真空，且在模腔内不存在水等。因此，能够防止作为电极部而发挥功能的第1区域11与第2区域12贴附。另外，由于水等其它异物不会渗入到模腔6内，所以模腔6内的介电常数保持为固定。由此，能够精度良好地检测MEMS传感器1上产生的压力。

另外，静电电容型的MEMS传感器1由于向电极部的通电时间有限，所以消耗电力较少。利用消耗电力较少的静电电容型的MEMS传感器1，能够精度良好地检测压力。

另外，在p型的半导体衬底2，形成包括扩散层的n型的第1区域11。由于从半导体衬底2分离第1区域11，所以能够使第1区域11的电位与半导体衬底2独立地固定，由此，能够使第1区域11的浓度规定为适合作为电极部而发挥功能的浓度。

图4是本发明的第2实施方式的MEMS传感器201的剖视图。另外，在第2实施方式中，仅说明与第1实施方式主要不同的部分，对与第1实施方式中所说明的构成要素相同的构成要素标注相同的参照符号，而省略其说明。

MEMS传感器201代替第1区域11(参照图2)而具备第1区域211。第1区域211包含形成模腔6的底部6e的俯视四边形状的第1部分211a、及形成模腔6的侧部6f的环状的第2部分211b。第2部分11b露出在第1面3。第3区域61由在半导体衬底2中除了第1区域111及第2区域12以外的p型区域形成。第1区域111以包围模腔6的方式选择性地形成在第3区域61的表层部，进而第2区域12在比第1区域111更靠内侧的区域中选择性地形成在第1区域111的表层部。

第1部分211a及第2部分211b均由n型的扩散层形成。第1部分211a的n型杂质的浓度为第1浓度。第2部分211b的n型杂质的浓度为第2浓度。第2浓度低于第1浓度。第1浓度也可以为1.0×10¹⁶cm^－3以上1.0×10²¹cm^－3以下。第2浓度也可以为1.0×10¹⁵cm^－3以上1.0×10¹⁹cm^－3以下。

第1部分211a遍及模腔6的底部6e的整体而形成。第1部分211a也形成在模腔6的侧部6f的下端部。第1部分211a与第2部分211b的交界212比在模腔6的底部6e中与薄膜7的对向面7a隔着模腔6对向的面(也就是模腔6的底面)更偏靠薄膜7侧。第1部分211a的外周缘213比第2部分211b的外周缘214更偏靠外侧(4个端面5侧)。换句话说，第1部分211a的外周缘213也可以为比第2部分211b的外周缘214更向横方向外侧拉出的拉出部。

图5A～图5J是表示本发明的第2实施方式的MEMS传感器201的制造工序的一部分的图。

为了制造MEMS传感器201，例如，如图5A所示，准备包括硅衬底的基底衬底40。基底衬底40为p型(第2导电型)的半导体晶圆。基底衬底40具有正面41。对基底衬底40的正面41选择性地导入n型(第1导电型)的杂质。由此，在基底衬底40的正面41，形成具有第1浓度的第1浓度扩散层51A。第1浓度也可以为1.0×10¹⁶cm^－3以上1.0×10²¹cm^－3以下。

接下来，如图5B所示，通过从形成着第1浓度扩散层51A的正面41使p型硅外延生长，而以覆盖第1浓度扩散层51A的方式，形成p型的外延层42。

接下来，如图5C所示，通过对外延层42的正面43选择性地导入n型杂质，形成具有第2浓度的第2浓度扩散层51B。第2浓度低于第1浓度。第2浓度也可以为1.0×10¹⁵cm^－3以上1.0×10¹⁹cm^－3。

由此，在半导体衬底2的第1面3形成n型的第2浓度扩散层51B，相对于第2浓度扩散层51B在第2面4侧形成第1浓度扩散层51A。第1浓度扩散层51A及第2浓度扩散层51B包含在n型的第1扩散层51中(扩散层形成工序)。

接下来，如图5D所示，在第2浓度扩散层51B，形成从第1面3凹陷的多个孔52(孔形成工序)。多个孔52的底壁54处于第2浓度扩散层51B内。多个孔52例如通过深挖蚀刻(波希法等)而形成。在波希法中，所形成的多个孔52的深度方向的直角的截面面积固定。

接下来，如图5E所示，通过CVD等方法，在第1面3、多个孔52的侧壁53、及多个孔52的底壁54，形成保护膜55(保护膜形成工序)。由此，第1面3、多个孔52的侧壁53及多个孔52的底壁54由保护膜55覆盖。保护膜55例如为氧化硅(SiO₂)。

接下来，从多个孔52的底壁54去除保护膜55(保护膜去除工序)。由此，成为在多个孔52的内部中从保护膜55露出底壁54的状态。

接下来，如图5F所示，对第2浓度扩散层51B及第1浓度扩散层51A各向同性地进行蚀刻。该蚀刻通过使蚀刻气体经过多个孔52作用于多个孔52的底壁54周围的半导体材料而进行(蚀刻工序)。由此，在多个孔52的下方，形成连结模腔56(连结模腔形成工序)。连结模腔56的底部56a处于比第1浓度扩散层51A与第2浓度扩散层51B的交界44更靠第2面4侧。

接下来，如图5G所示，通过蚀刻，去除保护膜55的全部。也就是说，也从多个孔52的侧壁53去除保护膜55(第2保护膜去除工序)。该蚀刻例如可将氧化硅(SiO₂)选择性地去除。

接下来，如图5H所示，堵塞多个孔52(孔堵塞工序)。具体来说，使用热迁移，使作为多个孔52周围的第1浓度扩散层51A的半导体材料的Si局部地移动，由此堵塞多个孔52。由此，形成由第1扩散层51包围周围的模腔6，且形成将该模腔6密闭的薄膜7(模腔形成工序)。薄膜7为仅由Si构成的部位，且成为与同样包含Si的固定部8不经由接合部而一体地相连的构成。另外，在所形成的模腔6，在底部6e形成第1浓度扩散层51A，且在顶部6g及侧部6f形成第2浓度扩散层51B。

通过在热处理(热迁移)之前实施各向同性蚀刻，能够使形成后的模腔6的深度(从薄膜7的对向面7a到模腔6的底部6e为止的距离)为所期望的深度，能够使薄膜7的厚度为所期望的厚度。

接下来，如图5I所示，对薄膜7选择性地导入p型杂质。由此，p型的第2扩散层57以与模腔6的底部6e的第1浓度扩散层51A对向的方式形成在薄膜7(第2扩散层形成工序)。第2扩散层57成为第2区域12。第1浓度扩散层51A成为第1区域211的第1部分211a。第2浓度扩散层51B中未导入p型杂质的其余的区域成为第1区域211的第2部分211b。

接下来，如图5J所示，例如，利用CVD法，在半导体衬底2的第1面3上形成绝缘层15。接下来，例如，利用溅镀法及图案化，在绝缘层15上，形成金属端子16、17及触点18、19。然后，经过将半导体衬底2切开为个别的芯片尺寸的工序，而获得MEMS传感器201。

当对第1触点18及第2触点19分别赋予偏压电压时，第1部分211a作为电极部而发挥功能。由于n型杂质浓度较高，所以能够降低第1部分211a的电阻。由此，与第1实施方式的MEMS传感器1相比，能够降低消耗电力。

另一方面，n型杂质浓度较低的第2部分211b作为将第1部分211a与第1触点18电连接的导通路径而发挥功能。

图6是本发明的第3实施方式的MEMS传感器301的剖视图。另外，在第3实施方式中，仅说明与第1实施方式主要不同的部分，对与第1实施方式中所说明的构成要素相同的构成要素标注相同的参照符号，而省略其说明。

在MEMS传感器301中，半导体衬底2并非p型(第2导电型)半导体衬底，而是n型(第1导电型)半导体衬底。在包含模腔6的底部6e的区域，形成由半导体衬底2的n型半导体材料形成的第1区域311，来代替包括扩散层的第1区域11。

以上，对本发明的多个实施方式进行了说明，但是本发明也能够进而以其它的方式实施。

例如，也可以采用使MEMS传感器1、201、301的各半导体部分的导电型反转的构成。也就是说，在MEMS传感器1、201、301中，也可以为，p型的部分为n型，n型的部分为p型。图7所示的MEMS传感器351为使本发明的第3实施方式的MEMS传感器301的导电型反转而成的MEMS传感器。

根据该说明书及附图的记载可抽出以下附记的特征。

[附记1－1]

一种MEMS传感器(1、201、301、351)，包含：

半导体衬底(2)，具有第1面(3)及所述第1面(3)的相反侧的第2面(4)，且具有模腔(6)；

薄膜(7)，在所述第1面(3)中，将所述模腔(6)密闭；

第1导电型的第1区域(11、211、311)，形成在所述模腔(6)的底部(6e)；以及

第2导电型的第2区域(12)，形成在所述薄膜(7)，且隔着所述模腔(6)而与所述第1区域(11、211、311)对向。

根据该构成，形成在薄膜(7)的第2导电型的第2区域(12)与形成在模腔(6)的底部(6e)的第1导电型的第1区域(11、211、311)隔着模腔(6)而对向。当薄膜(7)从第1面(3)侧受到压力时，由于在模腔(6)的内部与外部之间产生差压而使薄膜(7)在半导体衬底(2)的厚度方向上变形。通过薄膜(7)的变形而第1区域(11、211、311)与第2区域(12)的间隔变化，且第1区域(11、211、311)与第2区域(12)之间的静电电容变化。由于利用薄膜(7)将模腔(6)密闭，所以能够将模腔(6)内保持为真空，能够防止水分等湿气向模腔(6)内部渗入。因此，能够防止因水分等引起的第1区域(11、211、311)与第2区域(12)的贴附。通过将导电型互不相同的第1区域(11、211、311)及第2区域(12)用作电极部，能够基于这些电极部之间的静电电容的变化，良好地检测压力的变化。

[附记1－2]

根据附记1－1中所记载的MEMS传感器(1、201)，其中所述半导体衬底(2)为第2导电型，

所述第1区域(11、211、311)包含形成在所述模腔(6)的所述底部(6e)及所述模腔的侧部(6f)的区域。

[附记1－3]

根据附记1－2中所记载的MEMS传感器(1)，其中在所述第1区域(11)中，形成所述模腔(6)的所述底部(6e)的部分(11a)的浓度、与形成所述模腔的所述侧部(6f)的部分(11b)的浓度相等。

[附记1－4]

根据附记1－2中所记载的MEMS传感器(201)，其中所述第1区域(211)包含形成所述模腔(6)的所述底部(6e)的第1浓度的第1部分(211a)、及形成在所述模腔(6)的所述侧部(6f)且比所述第1浓度更低浓度的第2部分(211b)。

[附记1－5]

根据附记1－2～附记1－4中任一项所记载的MEMS传感器(1、201)，其中在所述第1区域(11、211)中形成所述模腔的所述侧部(6f)的部分(11b、211b)包围所述第2区域(12)的周围。

[附记1－6]

根据附记1－2～附记1－5中任一项所记载的MEMS传感器(1、201)，其中所述第2区域(12)在所述第1面(3)露出，

所述第1区域(11、211)在所述第1面(3)露出。

[附记1－7]

根据附记1－6中所记载的MEMS传感器(1、201)，其中还包含：

第1触点(18)，在所述第1面(3)中连接于所述第1区域(11、211)；以及

第2触点(19)，在所述第1面(3)中连接于所述第2区域(12)。

[附记1－8]

根据附记1－1中所记载的MEMS传感器(301、351)，其中所述半导体衬底(2)为第1导电型。

[附记1－9]

一种MEMS传感器(1、201)的制造方法，包含：

第1扩散层形成工序，通过对具有第1面(3)及所述第1面(3)的相反侧的第2面(4)的半导体衬底(2)的所述第1面(3)导入第1导电型杂质，而形成第1导电型的第1扩散层(31、51)；

模腔形成工序，在所述第1扩散层(31、51)的内部，形成由所述第1扩散层(31、51)包围周围的模腔(6)，且形成将所述模腔(6)密闭的薄膜(7)；以及

第2扩散层形成工序，通过对所述薄膜(7)导入第2导电型杂质，而以与所述模腔的底部(6e)的所述第1扩散层(31、51)对向的方式，形成第2导电型的扩散层(37、57)。

[附记1－10]

根据附记1－9中所记载的MEMS传感器(1、201)的制造方法，其中所述模腔形成工序包含：

孔形成工序，在所述第1扩散层(31、51)，形成从所述第1面(3)凹陷的多个孔(32、52)；

连结模腔形成工序，通过经过所述多个孔(32、52)对所述第1扩散层(31、51)各向同性地进行蚀刻，在所述多个孔(32、52)的下方形成连结模腔(36、56)；以及

孔堵塞工序，通过使所述多个孔(32、52)周围的所述第1扩散层(31、51)的半导体材料局部地移动，堵塞所述多个孔(32、52)且将所述连结模腔(36、56)密闭，由此形成所述薄膜(7)，形成所述模腔(6)。

[附记1－11]

根据附记1－10中所记载的MEMS传感器(1、201)的制造方法，其中还包含：

保护膜形成工序，在所述多个孔(32、52)的侧壁(33、53)及所述多个孔的底壁(34、54)形成保护膜(35、55)；以及

保护膜去除工序，从所述多个孔(32、52)的所述底壁(34、54)去除所述保护膜(35、55)；

所述连结模腔形成工序包含蚀刻工序，该蚀刻工序通过经由所述多个孔(32、52)进行蚀刻而形成所述连结模腔(36、56)。

[附记1－12]

根据附记1－11中所记载的MEMS传感器(1、201)的制造方法，其中在所述蚀刻工序之后，还包含第2保护膜去除工序，该第2保护膜去除工序从所述多个孔(32、52)的所述侧壁(33、53)去除所述保护膜(35、55)。

[附记1－13]

根据附记1－9～附记1－12中任一项所记载的MEMS传感器(201)的制造方法，其中

所述第1扩散层形成工序包含以下工序：通过对第2导电型的基底衬底(40)的正面选择性地导入第1导电型杂质，而形成具有第1浓度的第1浓度扩散层(51A)；以覆盖所述第1浓度扩散层(51A)的方式形成第2导电型的外延层(42)；以及通过对所述外延层(42)的正面(43)导入第1导电型杂质，而形成具有低于所述第1浓度的第2浓度的第2浓度扩散层(51B)；

所述模腔形成工序包含以下工序：在底部(6e)形成所述第1浓度扩散层(51A)，且在顶部(6g)及侧部(6f)形成具有所述第2浓度扩散层(51B)的所述模腔(6)。

[附记1－14]

根据附记1－13中所记载的MEMS传感器(201)的制造方法，其中所述模腔形成工序包含：

孔形成工序，在所述第2浓度扩散层(51B)，形成从所述第1面(3)凹陷且在所述第2浓度扩散层(51B)内具有底壁(54)的多个孔(52)；

连结模腔形成工序，通过经由所述多个孔(52)而对所述第2浓度扩散层(51B)及第1浓度扩散层(51A)各向同性地进行蚀刻，而在所述多个孔(52)的下方形成在比所述第1浓度扩散层(51A)与所述第2浓度扩散层(51B)的交界更靠第2面(4)侧具有底部(56e)的连结模腔(56)；以及

孔堵塞工序，通过使所述多个孔(52)周围的所述第1扩散层(51)的半导体材料局部地移动，而堵塞所述多个孔(52)且将所述连结模腔(56)密闭，由此形成所述薄膜(7)，形成所述模腔(6)。

[附记1－15]

根据附记1－9中所记载的MEMS传感器(1)的制造方法，其中所述模腔形成工序包含：

孔形成工序，在所述第1扩散层(31)，形成从所述第1面(3)凹陷的多个孔(32)；以及

孔堵塞工序，通过使所述多个孔(32)周围的所述第1扩散层(31)的半导体材料局部地移动，而堵塞所述多个孔(32)，形成所述模腔(6)。

[符号的说明]

1:MEMS传感器

2:半导体衬底

3:第1面

4:第2面

5:端面

6:模腔

6A:第1边

6B:第2边

6C:第3边

6D:第4边

6e:底部

6f:侧部

7:薄膜

7a:对向面

8:固定部

11:第1区域

11a:第1部分

11b:第2部分

12:第2区域

13:交界

14:交界

15:绝缘层

16:第1金属端子

17:第2金属端子

18:第1触点

19:第2触点

20:触点孔

21:触点孔

31:第1扩散层

32:孔

33:侧壁

34:底壁

35:保护膜

36:连结模腔

37:第2扩散层

40:基底衬底

41:正面

42:外延层

43:正面

44:交界

51:第1扩散层

51A:第1浓度扩散层

51B:第2浓度扩散层

52:孔

53:侧壁

54:底壁

55:保护膜

56:连结模腔

56a:底部

57:第2扩散层

61:第3区域

61a:第1部分

61b:第2部分

62:拉出部

201:MEMS传感器

211:第1区域

211a:第1部分

211b:第2部分

212:交界

213:外周缘

214:外周缘

301:MEMS传感器

311:第1区域

351:MEMS传感器。

Claims (15)

1.一种MEMS传感器，包含：

半导体衬底，具有第1面及所述第1面的相反侧的第2面，且具有模腔；

薄膜，在所述第1面上，将所述模腔密闭；

第1导电型的第1区域，形成在所述模腔的底部；以及

第2导电型的第2区域，形成在所述薄膜，且隔着所述模腔而与所述第1区域对向。

2.根据权利要求1所述的MEMS传感器，其中所述半导体衬底为第2导电型，

所述第1区域包含形成在所述模腔的所述底部及所述模腔的侧部的区域。

3.根据权利要求2所述的MEMS传感器，其中在所述第1区域中，形成所述模腔的所述底部的部分的浓度、与形成所述模腔的所述侧部的部分的浓度相等。

4.根据权利要求2所述的MEMS传感器，其中所述第1区域包含形成所述模腔的所述底部的第1浓度的第1部分、及形成在所述模腔的所述侧部且比所述第1浓度更低浓度的第2部分。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的MEMS传感器，其中在所述第1区域中形成所述模腔的所述侧部的部分包围所述第2区域的周围。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的MEMS传感器，其中所述第2区域在所述第1面露出，

所述第1区域在所述第1面露出。

7.根据权利要求6所述的MEMS传感器，其中还包含：

第1触点，在所述第1面上连接于所述第1区域；以及

第2触点，在所述第1面上连接于所述第2区域。

8.根据权利要求1所述的MEMS传感器，其中所述半导体衬底为第1导电型。

9.一种MEMS传感器的制造方法，包含：

第1扩散层形成工序，通过对具有第1面及所述第1面的相反侧的第2面的半导体衬底的所述第1面导入第1导电型杂质，而形成第1导电型的第1扩散层；

模腔形成工序，在所述第1扩散层的内部，形成由所述第1扩散层包围周围的模腔，且形成将所述模腔密闭的薄膜；以及

第2扩散层形成工序，通过对所述薄膜导入第2导电型杂质，而以与所述模腔的底部的所述第1扩散层对向的方式，形成第2导电型的扩散层。

10.根据权利要求9所述的MEMS传感器的制造方法，其中所述模腔形成工序包含：

孔形成工序，在所述第1扩散层，形成从所述第1面凹陷的多个孔；

连结模腔形成工序，通过经过所述多个孔对所述第1扩散层各向同性地进行蚀刻，在所述多个孔的下方形成连结模腔；以及

孔堵塞工序，通过使所述多个孔周围的所述第1扩散层的半导体材料局部地移动，堵塞所述多个孔且将所述连结模腔密闭，由此形成所述薄膜，形成所述模腔。

11.根据权利要求10所述的MEMS传感器的制造方法，其中还包含：

保护膜形成工序，在所述多个孔的侧壁及所述多个孔的底壁形成保护膜；以及

保护膜去除工序，从所述多个孔的所述底壁去除所述保护膜；

所述连结模腔形成工序包含蚀刻工序，该蚀刻工序通过经由所述多个孔进行蚀刻而形成所述连结模腔。

12.根据权利要求11所述的MEMS传感器的制造方法，其中在所述蚀刻工序之后，还包含第2保护膜去除工序，该第2保护膜去除工序从所述多个孔的所述侧壁去除所述保护膜。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的MEMS传感器的制造方法，其中

第1扩散层形成工序包含以下工序：所述通过对第2导电型的基底衬底的正面选择性地导入第1导电型杂质，而形成具有第1浓度的第1浓度扩散层；以覆盖所述第1浓度扩散层的方式形成第2导电型的外延层；以及通过对所述外延层的正面导入第1导电型杂质，而形成具有低于所述第1浓度的第2浓度的第2浓度扩散层；

所述模腔形成工序包含以下工序：在底部形成所述第1浓度扩散层，且在顶部及侧部形成具有所述第2浓度扩散层的所述模腔。

14.根据权利要求13所述的MEMS传感器的制造方法，其中所述模腔形成工序包含：

孔形成工序，在所述第2浓度扩散层，形成从所述第1面凹陷且在所述第2浓度扩散层内具有底壁的多个孔；

连结模腔形成工序，通过经由所述多个孔而对所述第2浓度扩散层及第1浓度扩散层各向同性地进行蚀刻，而在所述多个孔的下方形成在比所述第1浓度扩散层与所述第2浓度扩散层的交界更靠第2面侧具有底部的连结模腔；以及

孔堵塞工序，通过使所述多个孔周围的所述第1扩散层的半导体材料局部地移动，而堵塞所述多个孔且将所述连结模腔密闭，由此形成所述薄膜，形成所述模腔。

15.根据权利要求9所述的MEMS传感器的制造方法，其中所述模腔形成工序包含：

孔形成工序，在所述第1扩散层，形成从所述第1面凹陷的多个孔；以及

孔堵塞工序，通过使所述多个孔周围的所述第1扩散层的半导体材料局部地移动，而堵塞所述多个孔，形成所述模腔。