一种mems压力传感器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种MEMS压力传感器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的不断发展，在运动传感器(mot1n sensor)类产品的市场上,智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。
[0003]其中，MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子:如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子:如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子:如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。
[0004]现有技术中压力传感器的包括变极距型电容传感器、变面积型电容传感器以及变介电常数型电容传感器，其中所述变极距型电容传感器中包括定极板(fixed plate)和动极板(moving plate),其中在压力的作用下所述动极板(moving plate)发生移动,所述定极板和动极板之间的距离发生变化，电容发生变化，通过所述电容的变化检测得到压力的变化。
[0005]现有技术中压力传感器的结构如图1所示，所述压力传感器包括基底101，所述基底101上形成有各种CMOS器件，其中所述基底101上形成有层间介质层，并在所述层间介质层中形成金属互连结构，所述金属互连结构包括金属层102以及位于所述金属层102之间的金属通孔103，其中所述金属层选用金属Al，其中所述金属通孔选用金属W，在所述传感器区域中的金属互连结构的上方形成有压力传感膜104，其中所述压力传感膜104选用SiGe，通过在所述压力传感膜104上方施加应力，改变所述传感器中电极之间的距离，使传感器的电容发生变化，以实现对压力的检测。
[0006]现有技术中所述MEMS压力传感器中通常会遭受漂移的问题(drift issue)，例如在温度和压力的情况下，造成所述问题的原因很可能是在干法蚀刻过程中产生大量的电子(charge)，例如通常在CMOS器件制备完成之后执行MEMS步骤，在该步骤中通常包含多个干法蚀刻，干法蚀刻产生大量的电子，所述电子通过互联结构传导至基底中的CMOS器件，导致所述CMOS器件失效。
[0007]因此，现有技术中在MEMS压力传感器结构存在上述弊端，需要对现有的压力传感器结构以及制备方法进行改进，以便消除上述问题，提高器件的性能和良率。
【发明内容】
[0008]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0009]本发明为了克服目前存在问题，提供了一种MEMS压力传感器的制备方法，所述方法包括:
[0010]提供基底，所述基底上形成有层间介质层以及位于所述层间介质层中的接触通孔；
[0011 ] 在所述接触通孔上方依次形成热扩散阻挡层和无定型硅材料层；
[0012]对所述无定型硅材料层进行离子注入；
[0013]在所述无定型硅材料层的上方形成压力传感膜；
[0014]执行退火步骤。
[0015]作为优选，所述退火步骤选用激光退火。
[0016]作为优选，所述退火步骤的能量大于2.0J/cm2。
[0017]作为优选,所述无定型娃材料层的厚度为800?1000埃。
[0018]作为优选，所述离子注入的能量为20?30KeV。
[0019]作为优选，所述离子注入的深度达到700?1000埃。
[0020]作为优选，所述热扩散阻挡层的厚度大于500埃。
[0021]作为优选，所述压力传感膜选用SiGe ；
[0022]所述热扩散阻挡层选用TaN。
[0023]作为优选，所述无定型硅材料层选用N型硅材料或者P型硅材料；
[0024]当所述无定型硅材料层选用N型硅材料时，执行P型离子注入；
[0025]当所述无定型硅材料层选用P型硅材料时，执行N型离子注入。
[0026]作为优选，所述离子为硼离子。
[0027]本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种新的压力传感器，压力传感器中顶部电极互连结构的最上层选用无定型娃材料层(amorphous-Si)来代替常规的金属，所述无定型硅材料层中掺杂有激活的离子，以防止所述电子通过互联结构传导至基底中的CMOS器件，导致所述CMOS器件失效。
[0028]本发明具有以下优点；
[0029](I)无定型娃材料层(amorphous-Si)可以通过低温沉积的方法形成,而且和MEMS工艺过程相互兼容。
[0030](2)由于所述无定型娃材料层(amorphous-Si)的设置,可以防止在MEMS过程中产生的电子传导至基底中的CMOS器件。
[0031](3)避免CMOS器件的失效，进一步提高器件的性能。
【附图说明】
[0032]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0033]图1为现有技术中压力传感器的结构示意图；
[0034]图2a_2b为本发明一【具体实施方式】中所述传感器的结构示意图，其中所述2a为退火之前的结构示意图，2b为退火激活之后的结构示意图；
[0035]图3a为本发明一实施方式中激光退火能量和退火深度关系示意图；
[0036]图3b为本发明一实施方式中激光退火能量和无定型硅材料层电阻的关系示意图；
[0037]图3c为本发明一实施方式中离子注入能量和深度之间的关系示意图；
[0038]图3d为本发明一实施方式中激光退火能量和压力传感膜压力释放之间的关系示意图；
[0039]图4为本发明一【具体实施方式】中所述MEMS压力传感器的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0040]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0041]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0042]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接至『或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0043]空间关系术语例如“