本發(fā)明系關(guān)于一種慣性傳感器之制作方法，且特別關(guān)于一種互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法。

背景技術(shù)：

1、互補性氧化金屬半導(dǎo)體(cmos)已廣泛用于集成電路(i?c)的制造，特別是在高階智能型手機芯片及影像感測芯片(ci?s)。由于大量的研究人力和投入，集成電路的發(fā)展和創(chuàng)新取得了突飛猛進的發(fā)展，顯著提高了其可靠性和產(chǎn)量，同時，生產(chǎn)成本大幅降低。目前，此技術(shù)已達到成熟穩(wěn)定的水平，對于半導(dǎo)體的持續(xù)發(fā)展，除了緊跟當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢外，必須實現(xiàn)突破，提供特殊的生產(chǎn)工藝，增強系統(tǒng)整合度。

2、在這方面，微機電系統(tǒng)(mems)是一種完全不同于傳統(tǒng)技術(shù)的新型加工技術(shù)。它主要利用半導(dǎo)體技術(shù)生產(chǎn)mems結(jié)構(gòu)；同時它能夠制造具有電子和機械功能的結(jié)構(gòu)。因此，它具有批量處理，小型化和高性能的優(yōu)點，并且非常適用于需要以降低的成本進行大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)。因此，對于cmos電路集成和mems合在一起可以是實現(xiàn)系統(tǒng)集成最佳的方法。在傳統(tǒng)技術(shù)中，如第1圖所示，微機電慣性傳感器1通常有固定電極10、絕緣層9、質(zhì)量塊12、彈簧11、感測電極13與一半導(dǎo)體基板14。固定電極10與13中間有空隙。當(dāng)外界產(chǎn)生慣性力作用在質(zhì)量塊12時，質(zhì)量塊12會移動。當(dāng)質(zhì)量塊12移動時，感測電極13與固定電極10之間會產(chǎn)生電容變化，將電容變化轉(zhuǎn)換成電壓訊號即可獲得慣性力的變化及大小。一般微機電慣性傳感器的彈簧結(jié)構(gòu)都是單晶硅或多晶硅，原因是有良好可靠度及對溫度變化的影響較低。本專利提出以互補性氧化金屬半導(dǎo)體制程(cmos)來制作微機電慣性傳感器，此方法可以將微機電慣性傳感器及感測電路整合在同一芯片中，并且可以降低封裝測試成本及制造本，同時需要透過制程來解決在互補性氧化金屬半導(dǎo)體制程中微機電慣性傳感器對溫度的變化影響及結(jié)構(gòu)翹曲等問題。先前技術(shù)，美國專利us7258012b2中可以明顯了解，其彈簧結(jié)構(gòu)為復(fù)合材料，此復(fù)合材料包含金屬及二氧化硅。本專利彈簧結(jié)構(gòu)為單一材料或復(fù)合對稱材料。在本專利中，復(fù)合對稱材料意指金屬層、二氧化硅層及金屬層，并且二氧化硅層在兩個金屬層中間，上下金屬層的厚度是一樣。在先前技術(shù)中可了解到，雖然前案為cmos?mems制成，并且整合電路在芯片中，但是在同一芯片中結(jié)構(gòu)區(qū)域與cmos區(qū)域是分開，這樣會增加整體芯片的面積。在上述中，本案為了提升產(chǎn)品競爭力，故將cmos感測電路區(qū)域置于結(jié)構(gòu)區(qū)域中或在質(zhì)量塊中。因此，本發(fā)明系在針對上述的困擾，提出一種互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法，以解決cmos工藝所產(chǎn)生的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的，在于提供一種互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法，其主要是可以提升傳感器的性能及降低生產(chǎn)測試成本。

2、為達上述目的，本發(fā)明提供一種互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法。首先，提供一互補性氧化金屬半導(dǎo)體制程，其系包含依序由下而上設(shè)置的一半導(dǎo)體基板、一第一氧化絕緣層、一有摻雜多晶硅層、一第二氧化絕緣層、一金屬布線層。在互補性氧化金屬半導(dǎo)體制程中通常會有多層金屬布線層，每個金屬布線層中間為氧化絕緣層或金屬通孔(via)。因此，通?；パa性氧化金屬半導(dǎo)體制程中至少有一層摻雜多晶硅層及一層金屬布線層。在傳感器的制作，可以使用活性離子蝕刻(react?i?ve?i?on?etch?i?ng)來移除互補性氧化金屬半導(dǎo)體制程中氧化絕緣層及感應(yīng)耦合電漿(i?nduct?i?ve?l?y?coup?ledp?lasma)蝕刻基板完成空腔，從而形成一互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器。

3、在本發(fā)明之一實施例中，金屬布線層更包含多個圖案化金屬層與多個金屬通孔，其為感測電極。質(zhì)量塊是由鎢、二氧化硅及金屬所構(gòu)成，彈簧結(jié)構(gòu)是由金屬所構(gòu)成，同時彈簧結(jié)構(gòu)與質(zhì)量塊連接，感測電極屬于質(zhì)量塊一部份，感測電極的另一端為固定端。在此，特別說明彈簧結(jié)構(gòu)為單一金屬材料，并非復(fù)合材料。

4、在本發(fā)明之一實施例中，金屬布線層更包含多個圖案化金屬層與多個金屬通孔，其為感測電極。質(zhì)量塊是由鎢、二氧化硅及金屬所構(gòu)成，彈簧結(jié)構(gòu)是由多晶硅所構(gòu)成，同時彈簧結(jié)構(gòu)與質(zhì)量塊連接，感測電極屬于質(zhì)量塊一部份，感測電極的另一端為固定端。

5、在本發(fā)明之一實施例中，金屬布線層更包含多個圖案化金屬層與多個金屬通孔，其為感測電極。質(zhì)量塊是由鎢、二氧化硅及金屬所構(gòu)成，彈簧結(jié)構(gòu)是由復(fù)合材料所構(gòu)成，同時彈簧結(jié)構(gòu)與質(zhì)量塊連接，感測電極屬于質(zhì)量塊一部份，感測電極的另一端為固定端。

6、在本發(fā)明之一實施例中，金屬布線層更包含多個圖案化金屬層與多個金屬通孔，其為感測電極。質(zhì)量塊是由鎢、二氧化硅及金屬所構(gòu)成，并且在質(zhì)量塊中有cmos電路，彈簧結(jié)構(gòu)是由金屬所構(gòu)成，同時彈簧結(jié)構(gòu)與質(zhì)量塊連接，感測電極屬于質(zhì)量塊一部份，感測電極的另一端為固定端。在此，特別說明彈簧結(jié)構(gòu)為單一金屬材料，并非復(fù)合材料。

7、在本發(fā)明之一實施例中，互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器可為一數(shù)組式傳感器，在一芯片中有數(shù)個相同尺寸互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器。

8、在本發(fā)明之一實施例中，互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性測器可為一數(shù)組式傳感器，在一芯片中有數(shù)個不同尺寸互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器。

9、基于上述，互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作，方可以有效提升傳感器性能及降低測試封裝成本。

技術(shù)特征：

1.一種互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法：

2.如請求項1所述之互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法，其彈簧結(jié)構(gòu)為單一金屬材料或多晶硅材料。

3.如請求項1所述之互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法，其彈簧結(jié)構(gòu)為復(fù)合材料。

4.一種互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法：

5.如請求項4所述之互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法，其彈簧結(jié)構(gòu)為單一金屬材料或多晶硅材料。

6.如請求項4所述之互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法，其彈簧結(jié)構(gòu)為復(fù)合材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明揭露一種互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器之制作方法，在制作完成互補性氧化金屬半導(dǎo)體制程后，將互補性氧化金屬半導(dǎo)體晶圓基板蝕刻，使慣性傳感器區(qū)域與晶圓基板分離，再將互補性氧化金屬半導(dǎo)體晶圓中部份氧化絕緣結(jié)構(gòu)移除，即可完成互補性氧化金屬半導(dǎo)體慣性傳感器制作。

技術(shù)研發(fā)人員：王傳蔚
受保護的技術(shù)使用者：蘇州磐十科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29