一種壓力傳感器及電子裝置的制造方法
【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)明涉及一種壓力傳感器及電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，在傳感器(mot1n sensor)類產(chǎn)品的市場(chǎng)上,智能手機(jī)、集成CMOS和微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)器件日益成為最主流、最先進(jìn)的技術(shù)，并且隨著技術(shù)的更新，這類傳感器產(chǎn)品的發(fā)展方向是更小的尺寸，高質(zhì)量的電學(xué)性能和更低的損耗。
[0003]微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)在體積、功耗、重量以及價(jià)格方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，至今已經(jīng)開發(fā)出多種不同的傳感器，例如壓力傳感器、加速度傳感器、慣性傳感器以及其他的傳感器。
[0004]其中，壓力傳感器在得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)也存在一些問(wèn)題，在所述壓力傳感器在傳感壓力的過(guò)程中，當(dāng)壓力較小時(shí)，覆蓋層受到的力和檢測(cè)壓力之間的響應(yīng)具有良好的線性關(guān)系，但是隨著壓力的變大，壓力響應(yīng)變的不可重復(fù)，覆蓋層受到的力并沒有隨著壓力大增加恒定的變大，壓力響應(yīng)沒有良好的線性關(guān)系，如圖lc所示，從而影響了壓力傳感器的靈敏度和準(zhǔn)確度。
[0005]因此，需要對(duì)壓力傳感器作進(jìn)一步的改進(jìn)，以便消除上述問(wèn)題，進(jìn)一步提高壓力傳感器的靈敏度和準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)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(hù)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(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0007]本發(fā)明為了克服目前存在問(wèn)題，提供了一種壓力傳感器，包括壓力傳感單元，所述壓力傳感單元包括若干間隔設(shè)置的線狀開口，以露出壓力傳感膜；
[0008]其中，若干所述線狀開口排列成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以形成壓力傳感區(qū)域。
[0009]可選地，所述壓力傳感單元包括:
[0010]基底，在所述基底中形成有壓力傳感器底部電極；
[0011]壓力傳感膜，位于所述壓力傳感器底部電極的上方；
[0012]壓力傳感器空腔，位于所述壓力傳感器底部電極和所述壓力傳感膜之間；
[0013]覆蓋層，位于所述壓力傳感膜上方；
[0014]其中，所述覆蓋層中形成有若干所述線狀開口，以形成所述壓力傳感區(qū)域。
[0015]可選地，所述線狀開口呈長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)。
[0016]可選地，所述壓力傳感器還包括壓力參照單元。
[0017]可選地，所述壓力參照單元中不包含壓力傳感器空腔。
[0018]可選地，所述壓力參照單元包括:
[0019]基底，在所述基底中形成有壓力傳感器底部電極；
[0020]壓力傳感膜，位于所述壓力傳感器底部電極的上方；
[0021]填充材料層，位于所述壓力傳感器底部電極和所述壓力傳感膜之間；
[0022]覆蓋層，位于所述壓力傳感膜上方，以完全覆蓋所述壓力傳感膜。
[0023]可選地，所述填充材料層選用無(wú)定形碳。
[0024]可選地，所述基底中還形成有金屬互連結(jié)構(gòu)，以連接所述壓力傳感膜。
[0025]可選地，所述覆蓋層選用等離子增強(qiáng)氮化硅。
[0026]本發(fā)明還提供了一種電子裝置，包括上述的壓力傳感器。
[0027]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種新的壓力傳感器，所述壓力傳感器包括壓力傳感單元和壓力參照單元，其中所述壓力傳感單元中所述壓力傳感區(qū)域由常規(guī)的矩形改進(jìn)為由若干間隔設(shè)置的線狀開口形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述線狀開口具有更小的關(guān)鍵尺寸，同時(shí)所述壓力參照單元中沒有壓力傳感器空腔，所述壓力傳感器空腔的位置填充有填充材料層，通過(guò)上述改進(jìn)可以進(jìn)一步提高壓力傳感器的靈敏度、準(zhǔn)確度以及穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0028]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(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，
[0029]圖la-lb為現(xiàn)有技術(shù)中所述壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖lc-ld為現(xiàn)有技術(shù)中所述壓力傳感器的壓力響應(yīng)曲線圖；
[0031]圖2a_2c為本發(fā)明實(shí)施例中所述壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)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(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0034]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接至『或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由稀⑴c之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
[0035]空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀?。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。
[0036]在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。
[0037]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0038]目前壓力傳感器通常包括壓力傳感單元和壓力參照單元，其中壓力傳感單元如圖la所示，包括基底101，在所述基底101中形成有CMOS器件或者其他有源器件等，在所述基底中還形成有金屬互連結(jié)構(gòu)以及壓力傳感器底部電極104，在所述壓力傳感器底部電極104的上方形成有壓力傳感器空腔11和壓力傳感膜103，在所述壓力傳感膜103的上方還形成有覆蓋層102，其中所述覆蓋層102中形成有開口 10，以露出部分所述壓力傳感膜103，形成壓力傳感區(qū)域，其中所述開口 10通常為方形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，例如長(zhǎng)方形或者正方形，如圖la右圖所示。
[0039]其中，所述壓力參照單元的結(jié)構(gòu)如圖lb所示，其結(jié)構(gòu)與壓力傳感單元相似，不同之處在于在壓力參照單元中位于所述壓力傳感膜103上方的所述覆蓋層102中不會(huì)形成開□。
[0040]選用如圖la-lb所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓力測(cè)試的時(shí)，當(dāng)壓力較小時(shí)，覆蓋層受到的力和檢測(cè)壓力之間的響應(yīng)具有良好的線性關(guān)系，如圖lc所示，但是隨著壓力的變大，壓力響應(yīng)變的不可重復(fù)，覆蓋層受到的力并沒有隨著壓力大增加恒定的變大，壓力響應(yīng)沒有良好的線性關(guān)系，從而影響了壓力傳感器的靈敏度和準(zhǔn)確度。
[0041]對(duì)此發(fā)明人進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因是由于壓力傳感單元中的傳感電容和壓力參照單元中的參照電容之間存在差異，從圖1d的線性圖中可以看出，壓力傳感單元中的傳感電容和壓力參照單元中的參照電容的線性性能存在差異，而引起所述差異的原因在于所述壓力傳感單元中具有開口的壓力傳感區(qū)域，而在所