本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制備領(lǐng)域，尤其涉及一種降低壓力傳感器制造成本的方法及壓力傳感器。

背景技術(shù)：

1、mems(微電子機(jī)械系統(tǒng))壓力傳感器的制備通常涉及多個(gè)復(fù)雜的工藝步驟，包括光刻、蝕刻、薄膜沉積、封裝等，其中需要用到多道光罩。

2、然而，在當(dāng)前mems壓力傳感器的制造過程中，由于制備流程復(fù)雜和生產(chǎn)成本高昂，因此，嚴(yán)重制約了其市場(chǎng)推廣和應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種降低壓力傳感器的制備方法，通過有效利用器件自身結(jié)構(gòu)，節(jié)省一道光罩進(jìn)而降低了壓力傳感器的制備成本。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種降低壓力傳感器制造成本的方法，包括：

3、提供第一襯底，包括依次堆疊的底硅層、埋氧層和頂硅層；

4、自所述頂硅層的頂面一側(cè)，在所述頂硅層的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)形成第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)；

5、在所述底硅層的底面形成圖形化的掩膜層，所述掩膜層包括空腔凹槽窗口圖形和阻擋區(qū)，所述空腔凹槽窗口圖形和所述預(yù)設(shè)區(qū)域上下對(duì)應(yīng)，且所述空腔凹槽窗口圖形的尺寸大于所述預(yù)設(shè)區(qū)域的尺寸；

6、以所述圖形化的掩膜層為掩膜，對(duì)所述空腔凹槽窗口圖形內(nèi)的所述底層硅進(jìn)行刻蝕，刻蝕終點(diǎn)停留在所述埋氧層的表面；

7、以所述圖形化的掩膜層為掩膜，自所述底硅層的底面一側(cè)，對(duì)所述頂硅層的預(yù)設(shè)阱區(qū)位置進(jìn)行離子注入以形成阱區(qū)，所述預(yù)設(shè)阱區(qū)位置與所述空腔凹槽上下對(duì)應(yīng)；

8、提供第二襯底，并將所述第二襯底和所述第一襯底的底硅層的底面進(jìn)行鍵合，以形成壓力傳感器。

9、可選的，所述n型離子注入的參數(shù)包括：注入材料至少包括磷，注入的劑量在4e15ions/cm2～6e15ions/cm2之間，注入能量在110kev～130kev之間，離子的注入角度在偏離垂直方向6°～8°之間。

10、可選的，在形成所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)之前，還包括：

11、在所述頂硅層的表面形成氧化層；

12、在所述氧化層的表面形成第一切割標(biāo)記，所述切割道區(qū)域位于所述壓力傳感器的主體外。

13、可選的，在所述底硅層的底面形成空腔凹槽之前，還包括：

14、對(duì)所述底硅層的底面進(jìn)行減薄，并將所述第一襯底的厚度減薄至第一預(yù)設(shè)厚度；

15、對(duì)減薄后的所述底硅層的底面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。

16、可選的，所述第一預(yù)設(shè)厚度在500μm以內(nèi)。

17、可選的，所述第二襯底包括上下相對(duì)的第一面和第二面，所述第二襯底的第一面和所述底硅層的底面進(jìn)行鍵合，還包括：

18、對(duì)所述第二襯底的第二面進(jìn)行減薄，并將鍵合后的晶圓厚度減薄至第二預(yù)設(shè)厚度；

19、對(duì)減薄后的所述第二襯底的第二面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。

20、可選的，所述第二預(yù)設(shè)厚度在700μm以內(nèi)。

21、可選的，在所述頂硅層內(nèi)的預(yù)設(shè)區(qū)域形成第一摻雜區(qū)，具體包括：

22、在所述氧化層的表面p+摻雜區(qū)；

23、在氧化層表面均勻涂敷光刻膠；

24、利用第一光罩對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光、顯影、烘烤，所述第一光罩包括p+摻雜區(qū)窗口圖形區(qū)和阻擋區(qū)；

25、進(jìn)行第一離子注入，以形成p+摻雜區(qū)。

26、可選的，在所述頂硅層內(nèi)的預(yù)設(shè)區(qū)域形成第二摻雜區(qū)，具體包括：

27、利用第二光罩對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光、顯影、烘烤，所述第二光罩包括p-摻雜區(qū)窗口圖形區(qū)和阻擋區(qū)；

28、進(jìn)行第二離子注入，以形成p-摻雜區(qū)；

29、去除所述光刻膠；

30、在所述第二氧化物表面進(jìn)行熱退火，以激活雜質(zhì)原子并修復(fù)晶格損傷。

31、本發(fā)明的技術(shù)方案還提供了一種壓力傳感器，包括由所述降低壓力傳感器制造成本的方法制備成的壓力傳感器，所述壓力傳感器包括：

32、第一襯底，所述第一襯底包括依次層疊的底硅層、埋氧層和頂硅層；

33、第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)均位于所述頂硅層區(qū)域內(nèi)；

34、阱區(qū)，所述阱區(qū)包裹所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)，并完全填充于所述預(yù)設(shè)區(qū)域；

35、空腔凹槽，位于所述底硅層內(nèi)，所述空腔凹槽和所述預(yù)設(shè)區(qū)域上下相對(duì)，并露出所述埋氧層；

36、第二襯底，所述第二襯底和所述底硅層的底面相鍵合，以構(gòu)成所述壓力傳感器的空腔結(jié)構(gòu)。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

38、本發(fā)明技術(shù)方案提供的降低壓力傳感器制造成本的方法，通過復(fù)用形成所述空腔凹槽的掩膜層，對(duì)頂硅層進(jìn)行n型離子注入。因此，在制備n型阱區(qū)的過程中，節(jié)省了一道光罩，從而降低了壓力傳感器的制備成本。同時(shí)，所述空腔凹槽內(nèi)的埋氧層作為阻擋層，在進(jìn)行離子注入的時(shí)候，注入的離子就會(huì)受到埋氧層的阻礙，注入的離子進(jìn)入晶格中的位置散射就會(huì)增加，防止注入直接對(duì)準(zhǔn)晶格間隙位置，進(jìn)去可以控制離子的注入深度。

技術(shù)特征：

1.一種壓力傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述離子注入為n型離子注入，參數(shù)包括：注入材料為磷，注入劑量在4e15ions/cm2～6e15ions/cm2之間，注入能量在110kev～130kev之間，離子的注入角度在偏離垂直方向在6°～8°之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低壓力傳感器制造成本的方法，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，在所述底硅層的底面形成空腔凹槽之前，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)厚度在500μm以內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述第二襯底包括上下相對(duì)的第一面和第二面，所述第二襯底的第一面和所述第一襯底的底硅層的底面進(jìn)行鍵合，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)厚度在700μm以內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降低壓力傳感器制造成本的方法，其特征在于，在所述頂硅層內(nèi)區(qū)域形成第一摻雜區(qū)，具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，在所述頂硅層內(nèi)的預(yù)設(shè)區(qū)域形成第二摻雜區(qū)，具體包括：

10.一種壓力傳感器，其特征在于，包括由權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的降低壓力傳感器制造成本的方法制備成的壓力傳感器，所述壓力傳感器包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種降低壓力傳感器制造成本的方法及壓力傳感器，該方法包括：提供第一襯底，包括依次層疊的底硅層、埋氧層和頂硅層。自頂硅層的頂面一側(cè)，在頂硅層的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)形成第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)；在形成第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)后，自底硅層的底面一側(cè)，在底硅層內(nèi)形成被底硅層的底面所暴露的空腔凹槽，空腔凹槽的槽底露出埋氧層；本發(fā)明以形成空腔凹槽的光刻掩膜層為掩膜進(jìn)行離子注入，以在頂硅層的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)形成阱區(qū)，節(jié)省了一道光罩，從而降低了壓力傳感器的制備成本。

技術(shù)研發(fā)人員：張亞南
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州增芯科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24