本發明涉及半導體器件制備領域，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：

1、mems(微電子機械系統)壓力傳感器的制備通常涉及多個復雜的工藝步驟，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，在當前mems壓力傳感器的制造過程中，由于制備流程復雜和生產成本高昂，因此，嚴重制約了其市場推廣和應用。

技術實現思路

1、本發明實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構，節省一道光罩進而降低了壓力傳感器的制備成本。

2、為解決上述技術問題，本發明的技術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，在所述頂硅層的預設區域內形成第一摻雜區和第二摻雜區；

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，所述空腔凹槽窗口圖形和所述預設區域上下對應，且所述空腔凹槽窗口圖形的尺寸大于所述預設區域的尺寸；

6、以所述圖形化的掩膜層為掩膜，對所述空腔凹槽窗口圖形內的所述底層硅進行刻蝕，刻蝕終點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，對所述頂硅層的預設阱區位置進行離子注入以形成阱區，所述預設阱區位置與所述空腔凹槽上下對應；

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和所述第二摻雜區之前，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記，所述切割道區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、對所述底硅層的底面進行減薄，并將所述第一襯底的厚度減薄至第一預設厚度；

15、對減薄后的所述底硅層的底面進行化學機械拋光。

16、可選的，所述第一預設厚度在500μm以內。

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

18、對所述第二襯底的第二面進行減薄，并將鍵合后的晶圓厚度減薄至第二預設厚度；

19、對減薄后的所述第二襯底的第二面進行化學機械拋光。

20、可選的，所述第二預設厚度在700μm以內。

21、可選的，在所述頂硅層內的預設區域形成第一摻雜區，具體包括：

22、在所述氧化層的表面p+摻雜區；

23、在氧化層表面均勻涂敷光刻膠；

24、利用第一光罩對光刻膠進行曝光、顯影、烘烤，所述第一光罩包括p+摻雜區窗口圖形區和阻擋區；

25、進行第一離子注入，以形成p+摻雜區。

26、可選的，在所述頂硅層內的預設區域形成第二摻雜區，具體包括：

27、利用第二光罩對所述光刻膠進行曝光、顯影、烘烤，所述第二光罩包括p-摻雜區窗口圖形區和阻擋區；

28、進行第二離子注入，以形成p-摻雜區；

29、去除所述光刻膠；

30、在所述第二氧化物表面進行熱退火，以激活雜質原子并修復晶格損傷。

31、本發明的技術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、第一摻雜區和第二摻雜區，所述第一摻雜區和所述第二摻雜區均位于所述頂硅層區域內；

34、阱區，所述阱區包裹所述第一摻雜區和所述第二摻雜區，并完全填充于所述預設區域；

35、空腔凹槽，位于所述底硅層內，所述空腔凹槽和所述預設區域上下相對，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，以構成所述壓力傳感器的空腔結構。

37、與現有技術相比，本發明提供的技術方案具有以下有益效果：

38、本發明技術方案提供的降低壓力傳感器制造成本的方法，通過復用形成所述空腔凹槽的掩膜層，對頂硅層進行n型離子注入。因此，在制備n型阱區的過程中，節省了一道光罩，從而降低了壓力傳感器的制備成本。同時，所述空腔凹槽內的埋氧層作為阻擋層，在進行離子注入的時候，注入的離子就會受到埋氧層的阻礙，注入的離子進入晶格中的位置散射就會增加，防止注入直接對準晶格間隙位置，進去可以控制離子的注入深度。

技術特征：

1.一種壓力傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求4所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述第一預設厚度在500μm以內。

6.根據權利要求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行鍵合，還包括：

7.根據權利要求6所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述第二預設厚度在700μm以內。

8.根據權利要求3所述的降低壓力傳感器制造成本的方法，其特征在于，在所述頂硅層內區域形成第一摻雜區，具體包括：

9.根據權利要求8所述的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，在所述頂硅層內的預設區域形成第二摻雜區，具體包括：

10.一種壓力傳感器，其特征在于，包括由權利要求1至9任一項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：

技術總結
本發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，在頂硅層的預設區域內形成第一摻雜區和第二摻雜區；在形成第一摻雜區和第二摻雜區后，自底硅層的底面一側，在底硅層內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；本發明以形成空腔凹槽的光刻掩膜層為掩膜進行離子注入，以在頂硅層的預設區域內形成阱區，節省了一道光罩，從而降低了壓力傳感器的制備成本。

技術研發人員：張亞南
受保護的技術使用者：廣州增芯科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24