微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)±或，特別是涉及一種微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))壓力傳感器可以用類似集成電路(IC)設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝，進(jìn)行高精度、低成本的大批量生產(chǎn)，從而為消費(fèi)電子和工業(yè)過程控制產(chǎn)品用低廉的成本大量使用MEMS傳感器打開方便之門，使壓力控制變得簡(jiǎn)單易用和智能化。
[0003]傳統(tǒng)的機(jī)械量壓力傳感器是基于金屬彈性體受力變形，由機(jī)械量彈性變形到電量轉(zhuǎn)換輸出，因此它不可能如MEMS壓力傳感器那樣做得像IC那么微小，成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MEMS壓力傳感器。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械量傳感器，MEMS壓力傳感器的尺寸更小，最大的不超過1cm，使性價(jià)比相對(duì)于傳統(tǒng)“機(jī)械”制造技術(shù)大幅度提高。
[0004]目前，微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造流程為:襯底平坦，接觸孔刻蝕，氧氣去膠，犧牲層沉積和刻蝕，SiGe (鍺硅)沉積和刻蝕，氧氣去膠形成空腔。一般采用無定形碳作為犧牲層來形成空腔，在犧牲層沉積之前襯底已有高度差存在，所以在犧牲層沉積后發(fā)生了犧牲層開裂，導(dǎo)致后續(xù)SiGe沉積嵌入到犧牲層開裂區(qū)域，影響器件的性能和良品率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能避免犧牲層開裂造成SiGe沉積嵌入到犧牲層開裂區(qū)域的微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法，包括:
[0007]步驟I)對(duì)硅襯底進(jìn)行表面平坦；
[0008]步驟2)在預(yù)形成空腔的位置，沉積形成犧牲層；
[0009]步驟3)在犧牲層上沉積形成保護(hù)層；
[0010]步驟4)光刻形成接觸孔；
[0011]步驟5)進(jìn)行SiGe淀積；
[0012]步驟6) SiGe刻蝕形成釋放孔；
[0013]步驟7)去除犧牲層。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)化，步驟2)和步驟3)之間增加步驟A)在N2環(huán)境進(jìn)行熱退火。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)化，步驟A)熱退火的溫度是350°C -450°C。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)化，步驟A)熱退火的溫度是420°C。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)化，步驟2)中犧牲層采用無定形碳。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)化，步驟3)中保護(hù)層采用抗反射材料制作。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)化，步驟3)中保護(hù)層采用DARC(Si0N+Si02)或SRO (富硅氧化物)。
[0020]本發(fā)明的制造方法空腔的犧牲層材料采用無定形碳，保護(hù)層材料可選DARC或者SR0，在微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造過程中無定型碳易吸收空氣中的水分，所以在無定型碳沉積完成，優(yōu)選先經(jīng)過隊(duì)退火處理，退火處理對(duì)無定型碳可同時(shí)產(chǎn)生兩種作用:1.減少碳膜中的氫；2.碳膜應(yīng)力減少30%?70% ;使無定型碳與保護(hù)層緊密結(jié)合，不再有開裂發(fā)生。SiGe沉積不會(huì)嵌入到犧牲層開裂區(qū)域，能提高器件的性能和產(chǎn)品的良品率。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0022]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例示意圖一，其顯示步驟I)形成結(jié)構(gòu)。
[0023]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例示意圖二，其顯示步驟2)形成結(jié)構(gòu)。
[0024]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例示意圖三，其顯示步驟3)形成結(jié)構(gòu)。
[0025]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例示意圖四，其顯示步驟4)形成結(jié)構(gòu)。
[0026]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例示意圖五，其顯示步驟5)形成結(jié)構(gòu)。
[0027]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例示意圖六，其顯示步驟6)形成結(jié)構(gòu)。
[0028]圖7是本發(fā)明一實(shí)施例示意圖七，其顯示步驟7)形成結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法一實(shí)施例，包括:
[0030]如圖1所示，步驟I)對(duì)硅襯底進(jìn)行表面平坦；
[0031]如圖2所示，步驟2)在預(yù)形成空腔的位置，沉積無定形碳形成犧牲層，并在隊(duì)環(huán)境進(jìn)行熱退火，退火溫度為350°C _450°C，優(yōu)選420°C ;
[0032]如圖3所示，步驟3)在犧牲層上采用DARC(Si0N+Si02)或SRO(富硅氧化物)沉積形成保護(hù)層；
[0033]如圖4所示，步驟4)對(duì)硅襯底光刻形成接觸孔；
[0034]如圖5所示，步驟5)在保護(hù)層和硅襯底上(含接觸孔)淀積SiGe ；
[0035]如圖6所示，步驟6) SiGe刻蝕形成釋放孔，釋放孔要穿過SiGe層和保護(hù)層達(dá)到犧牲層；
[0036]如圖7所示，步驟7)通過氧氣去除犧牲層形成空腔。
[0037]本發(fā)明的制造方法空腔犧牲層材料采用無定形碳，保護(hù)層材料可選DARC或者SRO，在微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造過程中無定型碳易吸收空氣中的水分，所以在無定型碳沉積完成，優(yōu)選先經(jīng)過隊(duì)退火處理，退火處理對(duì)無定型碳可同時(shí)產(chǎn)生兩種作用:1.減少碳膜中的氫；2.碳膜應(yīng)力減少30%?70% ;使無定型碳與保護(hù)層緊密結(jié)合，不再有開裂發(fā)生，SiGe沉積不會(huì)嵌入到犧牲層開裂區(qū)域。
[0038]以上通過【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器的制造方法，其特征是，包括: 步驟I)對(duì)硅襯底進(jìn)行表面平坦； 步驟2)在預(yù)形成空腔的位置，沉積形成犧牲層； 步驟3)在犧牲層上沉積形成保護(hù)層； 步驟4)光刻形成接觸孔； 步驟5)進(jìn)行SiGe淀積； 步驟6) SiGe刻蝕形成釋放孔； 步驟7)去除犧牲層。
2.如權(quán)利要求1所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法，其特征是:步驟2)和步驟3)之間增加步驟A)在N2環(huán)境進(jìn)行熱退火。
3.如權(quán)利要求2所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法，其特征是:步驟A)熱退火的溫度是350 °C -450 °C。
4.如權(quán)利要求3所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法，其特征是:步驟A)熱退火的溫度是420 °C。
5.如權(quán)利要求1所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法，其特征是:步驟2)中犧牲層采用無定形碳。
6.如權(quán)利要求1所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法，其特征是:步驟3)中保護(hù)層采用抗反射材料制作。
7.如權(quán)利要求6所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器制造方法，其特征是:步驟3)中保護(hù)層采用DARC或SRO富硅氧化物；其中，DARC是S1N加Si02;SR0是富硅氧化物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器的制造方法，包括：對(duì)硅襯底進(jìn)行表面平坦；沉積形成犧牲層；沉積形成保護(hù)層；光刻形成接觸孔；進(jìn)行SiGe淀積；SiGe刻蝕形成釋放孔；去除犧牲層。本發(fā)明電子機(jī)械系統(tǒng)壓力傳感器的制造方法能避免犧牲層開裂造成SiGe沉積嵌入到犧牲層開裂區(qū)域，提高器件的性能和產(chǎn)品良品率。
【IPC分類】G01L1-00, G01L23-08, B81C1-00, G01L9-00
【公開號(hào)】CN104787719
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510107047
【發(fā)明人】曹苗苗, 馮凱, 季偉
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日