一種半導(dǎo)體器件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)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件及電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，在運(yùn)動傳感器(mot1n sensor)類產(chǎn)品的市場上，智能手機(jī)、集成CMOS和微機(jī)電系統(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]其中，MEMS壓力傳感器廣泛應(yīng)用于汽車電子:如TPMS、發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力傳感器、汽車剎車系統(tǒng)空氣壓力傳感器、汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管壓力傳感器(TMAP)、柴油機(jī)共軌壓力傳感器；消費(fèi)電子:如胎壓計、血壓計、櫥用秤、健康秤，洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、電冰箱、微波爐、烤箱、吸塵器用壓力傳感器、空調(diào)壓力傳感器、洗衣機(jī)、飲水機(jī)、洗碗機(jī)、太陽能熱水器用液位控制壓力傳感器；工業(yè)電子:如數(shù)字壓力表、數(shù)字流量表、工業(yè)配料稱重等。
[0004]一般MEMS電容式壓力傳感器包括敏感電容Cs和參考電容Cr，然而兩者對溫度變化的線性不一致，導(dǎo)致設(shè)計過程中無法給兩者設(shè)定一個統(tǒng)一的補(bǔ)償(offset)，致使最終測試的數(shù)據(jù)有誤差，即產(chǎn)品的可靠性存在問題。圖1A示出了常見電容式壓力傳感器的敏感電容的剖面示意圖，圖1B示出了常見電容式壓力傳感器的參考電容的剖面示意圖，由圖可以看出兩種電容結(jié)構(gòu)上存在差異，這種差異導(dǎo)致敏感電容更易受環(huán)境溫度的影響，敏感電容的空腔中的氣體易受到環(huán)境溫度的影響而熱脹冷縮，從而導(dǎo)致Cs發(fā)生變化。
[0005]因此，為了解決上述技術(shù)問題，有必要提出一種新的半導(dǎo)體器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]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(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)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(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]為了克服目前存在問題，本發(fā)明實(shí)施例一提出一種半導(dǎo)體器件，包括:基底；位于所述基底上的層間介電層；位于所述層間介電層內(nèi)的壓力傳感器底部電極；位于所述底部電極上方的壓力傳感器空腔；位于所述壓力傳感器空腔上方并覆蓋部分所述層間介電層的感應(yīng)膜；位于所述層間介電層和所述感應(yīng)膜上方的覆蓋層，其中所述覆蓋層中還形成有開口，暴露部分所述感應(yīng)膜；至少位于所述開口底部并覆蓋于所述感應(yīng)膜之上的高熱膨脹系數(shù)材料層。
[0008]進(jìn)一步，所述感應(yīng)膜的材料包括娃或者鍺石圭。
[0009]進(jìn)一步，所述高熱膨脹系數(shù)材料層分布于所述感應(yīng)膜的邊緣。
[0010]進(jìn)一步，所述高熱膨脹系數(shù)材料層呈環(huán)狀分布于所述感應(yīng)膜的邊緣。
[0011]進(jìn)一步，所述高熱膨脹系數(shù)材料層的熱膨脹系數(shù)大于所述感應(yīng)膜的熱膨脹系數(shù)。
[0012]進(jìn)一步，所述高熱膨脹系數(shù)材料層的熱膨脹系數(shù)大于5.0ppm/K。
[0013]進(jìn)一步，所述高熱膨脹系數(shù)材料層的材料包括金屬材料。
[0014]進(jìn)一步，所述金屬材料為金屬鋁。
[0015]進(jìn)一步，所述高熱膨脹系數(shù)材料層的厚度小于所述感應(yīng)膜的厚度。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例二提供一種電子裝置，包括至少一個半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括:基底；位于所述基底上的層間介電層；位于所述層間介電層內(nèi)的壓力傳感器底部電極；位于所述底部電極上方的壓力傳感器空腔；位于所述壓力傳感器空腔上方并覆蓋部分所述層間介電層的感應(yīng)膜；位于所述層間介電層和所述感應(yīng)膜上方的覆蓋層，其中所述覆蓋層中還形成有開口，暴露部分所述感應(yīng)膜；至少位于所述開口底部并覆蓋于所述感應(yīng)膜之上的高熱膨脹系數(shù)材料層。
[0017]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中壓力傳感器敏感電容的結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):通過在敏感電容的感應(yīng)膜表面上覆蓋一層高熱膨脹系數(shù)的材料，可減少環(huán)境溫度變化引起的敏感電容的變化，同時敏感電容基本結(jié)構(gòu)沒有變化，而且對壓力的敏感性也不會受到影響，進(jìn)而提高了器件的可靠性和良率。
【附圖說明】
[0018]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，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0019]附圖中:
[0020]圖1A為常見電容式壓力傳感器的敏感電容的剖面示意圖；
[0021]圖1B為常見電容式壓力傳感器的參考電容的剖面示意圖；
[0022]圖2A為本發(fā)明實(shí)施例一中壓力傳感器的敏感電容的剖面示意圖；
[0023]圖2B為本發(fā)明實(shí)施例一中高膨脹系數(shù)材料層呈環(huán)狀分布時的俯視圖；
[0024]圖2C為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施一中壓力傳感器遇冷時感應(yīng)膜的受力情況示意圖；
[0025]圖2D為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施一中壓力傳感器遇熱時感應(yīng)膜的受力情況示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)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(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，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0027]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。
[0028]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，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)樱蛘呖梢源嬖诰娱g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，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語第一、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)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個元件、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。
[0029]空間關(guān)系術(shù)語例如“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“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個取向。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相應(yīng)地被解釋。
[0030]在此使用的術(shù)語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，單數(shù)形式的“一”、“一個”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“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說明書中使用時，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，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。
[0031]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)明提出的技術(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。
[0032]實(shí)施例一
[0033]下面，參照圖2A-2D對本發(fā)明的壓力傳感器的敏感電容結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的說明。
[0034]如圖2A所示，提供一電容式壓力傳感器的敏感電容結(jié)構(gòu)，包括基底200，所述基底200中形成有CMOS器件。
[0035]所述基底200至少包含半導(dǎo)體襯底，其中所述半導(dǎo)體襯底可以是以下所提到的材料中的至少一種:硅、絕緣體上硅(SOI)、絕緣體上層疊硅(SS0I)、絕緣體上層疊鍺化硅(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化硅(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)等。所述半導(dǎo)體襯底中還形成有有源器件和/或無源器件，其中所述有源器件和無源器件的種類以及數(shù)目可以根據(jù)具體需要進(jìn)行選擇，并不局限于某一種。
[0036]所述壓力傳感器的敏感電容結(jié)構(gòu)還進(jìn)一步包括層間介電層201，所述層間介電層201位于所述基底200的上方，所述層間介電層可以使用氧化物或者氮化物，例如所述層間介電層可以使用例如Si02、碳氟化合物(CF)、SiN、摻碳氧化硅(S1C)或碳氮化硅(SiCN)等。示例性地，在本發(fā)明的一【具體實(shí)施方式】中選用Si02，但并不局限于該實(shí)例。
[0037]其中，所述壓力傳感器的敏感電容結(jié)構(gòu)包括位于中心部位的傳感區(qū)域以及位于所述傳感區(qū)域外側(cè)的金屬