一種運動傳感器的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種運動傳感器的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,在運動傳感器(mot1n sensor)類產(chǎn)品的市場上,智能手機、集成CMOS和微機電系統(tǒng)(MEMS)器件日益成為最主流、最先進的技術(shù)，并且隨著技術(shù)的更新，這類傳動傳感器產(chǎn)品的發(fā)展方向是規(guī)模更小的尺寸，高質(zhì)量的電學(xué)性能和更低的損耗。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中制備所述運動傳感器(mot1n sensor)時大多數(shù)時候需要用到深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)系統(tǒng)，反應(yīng)離子刻蝕是集成電路制造、MEMS加工及其他器件加工的重要工序之一。主要用于多晶硅、氮化硅、二氧化硅薄膜及金屬膜等各種薄膜的刻蝕，屬干法腐蝕，反應(yīng)離子刻蝕是利用高頻輝光放電產(chǎn)生的活性基團與被腐蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成揮發(fā)性產(chǎn)物使樣品表面原子從晶格中脫落，從而實現(xiàn)樣品表面微細圖形制備的設(shè)備。在半導(dǎo)體、MEMS、太陽能電池和光電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0004]如圖1所示，首先提供形成有CMOS器件的基底101，在所述基底上形成介電層102，圖案化部分所述介電層102，形成傳感器底部電極層103以及用于形成電連接導(dǎo)電層，然后所述傳感器底部電極層上形成具有溝槽的介電層，以露出所述傳感器底部電極層；沉積犧牲材料層，以填充所述溝槽；沉積MEMS襯底104，以覆蓋所述犧牲材料層；圖案化所述MEMS襯底104，以形成開口，露出部分所述犧牲材料層；去除所述犧牲材料層，以在所述傳感器底部電極層上方形成空腔，然后在所述MEMS襯底104上形成覆蓋層105，以將所述空腔形成密閉的空腔。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中所述覆蓋層105通常選用Si，所述覆蓋層105的作用是保持所述空腔真空，并保護所述傳感器不會受到環(huán)境的損壞，但是對于晶圓的切割(dicing)、變薄以及測試過程中成為一個非常大的挑戰(zhàn)，而且對器件的良率也帶來影響。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)中所述覆蓋層選用Si雖然能夠很好的和所述鍵合在一起，但是所述Si具有很大的局限性，在晶圓切割中會受到影響，因此需要對所述覆蓋層的材料以及制備方法進行改進，以消除上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。
[0008]本發(fā)明為了克服目前存在問題，提供了一種運動傳感器的制備方法，包括:
[0009]提供基底，所述基底上形成有CMOS器件，所述基底上還形成有底部電極、以及位于所述底部電極上的犧牲材料層；
[0010]形成MEMS襯底并圖案化，以形成多個第一開口，露出部分所述犧牲材料層；
[0011]在所述MEMS襯底上沉積覆蓋層犧牲材料層并圖案化；
[0012]在所述覆蓋層犧牲材料層上沉積覆蓋層薄層，以覆蓋所述覆蓋層犧牲材料層；
[0013]圖案化所述覆蓋層薄層，以在所述覆蓋層薄層中形成多個第二開口，露出部分所述覆蓋層犧牲材料層；
[0014]去除所述覆蓋層犧牲材料層和所述犧牲材料層，以在所述底部電極上方形成空腔；
[0015]再次沉積所述覆蓋層薄層填充所述第二開口，以形成封閉的覆蓋層。
[0016]作為優(yōu)選，所述覆蓋層薄層選用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、多晶硅、金屬薄膜、硅的合金或者混合物以及有機覆蓋物中的一種。
[0017]作為優(yōu)選，所述覆蓋層犧牲材料層為無定形碳材料層，所述MEMS襯底選用Si，所述犧牲材料層選用無定形碳材料層。
[0018]作為優(yōu)選，在所述基底上形成底部電極的方法為:
[0019]在所述基底上沉積第一介電層；
[0020]圖案化所述第一介電層，以在所述第一介電層中形成第三開口 ；
[0021]在所述第三開口中填充金屬材料，以形成所述底部電極。
[0022]作為優(yōu)選，形成所述犧牲材料層的方法為:
[0023]在所述底部電極上沉積第二介電層；
[0024]圖案化所述第二介電層，形成溝槽，露出位于中間部分的底部電極；
[0025]沉積犧牲材料，以填充所述溝槽并形成所述犧牲材料層。
[0026]作為優(yōu)選，在所述第二介電層上形成所述MEMS襯底的方法為:
[0027]形成所述MEMS襯底；
[0028]將所述MEMS襯底通過共晶結(jié)合或者熱鍵合的方法和所述第二介電層鍵合，以形成一體的結(jié)構(gòu)。
[0029]作為優(yōu)選，所述第一開口的關(guān)鍵尺寸小于5um。
[0030]作為優(yōu)選，所述方法還包括以下步驟:
[0031 ] 在所述MEMS襯底上形成第三介電層；
[0032]蝕刻所述第三介電層、所述MEMS襯底、第二介電層，以在所述第一開口的一側(cè)形成接觸孔，露出所述底部電極；
[0033]選用導(dǎo)電材料填充所述接觸孔，以形成接觸塞。
[0034]作為優(yōu)選，圖案化所述覆蓋層薄層，以在所述覆蓋層薄層中形成第二開口，同時去除所述一開口兩側(cè)的所述覆蓋層薄層，以露出所述接觸塞。
[0035]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種運動傳感器的制備方法，在所述方法中選用覆蓋層薄層來來代替現(xiàn)有技術(shù)中的硅覆蓋層，所述方法和現(xiàn)有工藝具有良好的兼容性，使得整個工藝更加簡單，成本得到極大降低；同時通過所述方法還可以很好地解決晶圓的切割(dicing)、變薄以及測試過程對所述覆蓋層的損壞，使所述傳感器的良率提聞。
【附圖說明】
[0036]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，
[0037]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中所述MEMS傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2a_2f為本發(fā)明一【具體實施方式】中所述傳感器的制備過程示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明一【具體實施方式】中所述傳感器的制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0040]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。
[0041]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的描述，以說明本發(fā)明所述傳感器的制備方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0042]應(yīng)予以注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施例，而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0043]現(xiàn)在，將參照附圖更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例。然而，這些示例性實施例可以多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實施例是為了使得本發(fā)明的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施例的構(gòu)思充分傳達給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，因而將省略對它們的描述。
[0044]本發(fā)明中為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所述運動傳感器(mot1n sensor)的制備過程中金屬填充容易出現(xiàn)孔洞的問題，對所述方法進行了改進，所述方法包括以下步驟:
[0045]提供基底，所述基底上形成有CMOS器件，所述基底上還形成有底部電極、以及位于所述底部電極上的犧牲材料層；
[0046]形成MEMS襯底并圖案化，以形成開口，露出部分所述犧牲材料層；
[0047]在所述MEMS襯底上沉積覆蓋層犧牲材料層并圖案化；
[0048]在所述覆蓋層犧牲材料層上沉積覆蓋層薄層，以覆蓋所述覆蓋層犧牲材料層；
[0049]圖案化所述覆蓋層薄層，以在所述覆蓋層薄層中形成第二開口，露出部分所述覆蓋層犧牲材料層；
[0050]去除所述覆蓋層犧牲材料層和所述犧牲材料層，以在所述底部電極的上下均形成空腔；
[0051]繼續(xù)沉積覆蓋層薄層填充第二開口，以形成封閉的覆蓋層。
[0052]在本發(fā)明中改變現(xiàn)有技術(shù)中首先制備好所述覆蓋層，然后通過共晶結(jié)合或者熱鍵合的方法，將所述覆蓋層和所述MEMS襯底結(jié)合在一起的方法，通過在制備過程中首先形成覆蓋層犧牲材料層，用于在后續(xù)的步驟中去除形成空腔，然后在所述覆蓋層犧牲材料層上形成覆蓋層薄層，圖案化形成開口，去除所述覆蓋層犧牲材料層，最后形成完整的覆蓋層，在所