壓力傳感器及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及壓力傳感器及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體領(lǐng)域，現(xiàn)有的微機電系統(tǒng)壓力傳感器，是通過壓力傳感器開關(guān)（Pressure Sensor Shutter)接收外界的氣體壓力，然后將氣體壓力轉(zhuǎn)換成電信號，測量出具體的壓力 信息。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，形成壓力傳感器開關(guān)的方法包括：
[0004] 參照圖1，提供基底1，在基底1上具有晶體管；在基底1上形成有層間介質(zhì)層2,層 間介質(zhì)層2覆蓋所述晶體管和基底1 ;在層間介質(zhì)層2中形成有互連線4和下極板32,互連 線4和下極板32相互隔開，并分別與晶體管電連接，所述互連線4的上表面、下極板32的 上表面暴露。
[0005] 參照圖2,在下極板32上形成無定形碳層6,所述無定形碳層6定義了空腔的高度 和位置；在層間介質(zhì)層2上形成SiGe層31，所述SiGe層31覆蓋所述無定形碳層6、互連線 4和層間介質(zhì)層2。
[0006] 參照圖3,去除無定形碳層6 (參照圖2)，在無定形碳層的位置處形成了空腔7,則 空腔7、空腔7上方的SiGe層和空腔7下方的下極板32構(gòu)成了一個電容器；接著，在SiGe 層31上形成SiN層50。
[0007] 參照圖4,光刻、刻蝕SiN層50 (參照圖3)，形成對應(yīng)空腔7位置的按壓部52和按 壓部52周圍的邊緣部51，按壓部52作為壓力傳感器開關(guān)。
[0008] 當外界壓力施加在按壓部52上，改變了下極板32和與下極板32相對的SiGe層 部分之間的間距，進而改變了由下極板32和SiGe層31構(gòu)成的電容器的電容值。由于晶體 管與所述SiGe層31和下極板32電連接，所述電容信號傳遞至晶體管，包括晶體管的控制 電路轉(zhuǎn)換成壓力值。
[0009] 但是，現(xiàn)有技術(shù)形成的包括壓力傳感器開關(guān)的壓力傳感器可靠性不高，性能不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明解決的問題是，具有現(xiàn)有技術(shù)形成的壓力傳感器開關(guān)的壓力傳感器可靠性 不高，性能不佳。
[0011] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種壓力傳感器的形成方法，該壓力傳感器的形成 方法包括：
[0012] 提供基底，在所述基底上形成有晶體管；
[0013] 形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層覆蓋所述基底和晶體管，在所述層間介質(zhì)層中 形成有下極板，所述下極板的上表面暴露；
[0014] 在所述層間介質(zhì)層上形成SiGe層，在所述SiGe層與下極板之間形成空腔；
[0015] 在所述SiGe層上形成刻蝕停止層，在所述刻蝕停止層上形成第一 SiN層；
[0016] 刻蝕所述第一 SiN層形成按壓部和包圍按壓部的邊緣部，至所述刻蝕停止層上表 面露出，所述按壓部與邊緣部相互隔開，所述按壓部對應(yīng)所述空腔位置，在刻蝕所述第一 SiN層的過程使用的刻蝕氣體包括第一含氟氣體；
[0017] 刻蝕所述刻蝕停止層，至SiGe層露出。
[0018] 可選地，所述刻蝕停止層為第一金屬層。
[0019] 可選地，所述第一金屬層的材料為Ti、TiN、TaN或Ta。
[0020] 可選地，在形成所述刻蝕停止層之前，在所述SiGe層上形成第二SiN層，在所述第 二SiN層上形成緩沖層；
[0021] 在刻蝕第一 SiN層后，刻蝕所述刻蝕停止層、緩沖層和部分厚度的第二SiN層，緩 沖層的材料使刻蝕所述刻蝕停止層的刻蝕速率和刻蝕所述緩沖層的刻蝕速率相同，刻蝕緩 沖層的刻蝕速率大于刻蝕第二SiN層的刻蝕速率；
[0022] 刻蝕剩余的第二SiN層，至SiGe層露出，刻蝕剩余的第二SiN層過程中使用的刻 蝕氣體包括第二含氟氣體，所述第二含氟氣體的含氟量小于第一含氟氣體的含氟量。
[0023] 可選地，在形成所述緩沖層之前，在所述第二SiN層上形成第二金屬層；或者，
[0024] 在形成所述緩沖層之前，在所述第二SiN層上形成第二金屬層、在所述第二金屬 層上形成第三SiN層。
[0025] 可選地，所述緩沖層的材料為SiGe、多晶硅或光刻膠。
[0026] 可選地，刻蝕所述刻蝕停止層、緩沖層和部分厚度的第二SiN層過程，使用的刻蝕 氣體為Cl 2、HBr、02的混合氣體。
[0027] 可選地，刻蝕所述刻蝕停止層、緩沖層和部分厚度的第二SiN層過程，射頻功率范 圍為450?550W，壓強范圍為9. 5?10. 5mTorr，偏置功率范圍為54?66W，Cl2的流量范 圍為105?132sccm，02的流量范圍為3?5sccm，HBr的流量范圍為105?132sccm。
[0028] 可選地，所述第一含氟氣體為SF6、CF4、CHF 3中的一種或多種。
[0029] 可選地，刻蝕所述第一 SiN層過程中，射頻功率范圍為1500?1900W，壓強范圍 為130?210mTorr，偏置功率范圍為90?110W，所述第一含氟氣體的流量范圍為20? 45sccm〇
[0030] 可選地，所述第二含氟氣體為CH3F。
[0031] 可選地，刻蝕剩余的第二SiN層的過程中，射頻功率范圍為200?250W，壓強范圍 為45?55mTorr，CH 3F的流量范圍為35?45sccm。
[0032] 可選地，刻蝕剩余的第二SiN層的過程中，使用的刻蝕氣體還包括0 2，所述02的流 量范圍為30?45sccm。
[0033] 可選地，在所述層間介質(zhì)層上形成SiGe層和空腔的方法包括：
[0034] 在所述下極板上形成無定形碳層；
[0035] 形成SiGe層，所述SiGe層覆蓋無定形碳層和層間介質(zhì)層；
[0036] 在所述SiGe層上表面形成孔，所述孔暴露無定形碳層；
[0037] 使用灰化工藝去除無定形碳層，在對應(yīng)無定形碳層的位置形成空腔。
[0038]可選地，所述第一 SiN層的厚度范圍為27000 ~ 30000A。
[0039] 本發(fā)明還提供一種壓力傳感器，該壓力傳感器包括：
[0040] 基底，在所述基底上形成有晶體管；
[0041] 層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層覆蓋所述基底和晶體管，在所述層間介質(zhì)層中形成 有下極板，所述下極板的上表面暴露；
[0042] SiGe層，所述SiGe層位于所述層間介質(zhì)層上，在所述下極板與所述SiGe之間具有 空腔；
[0043] 位于所述SiGe層上的刻蝕停止層、位于刻蝕停止層上的第一 SiN層，第一 SiN層 包括對應(yīng)空腔位置的按壓部和包圍所述按壓部的邊緣部，所述按壓部與邊緣部相互隔開， 所述按壓部與邊緣部之間的SiGe層暴露。
[0044] 可選地，所述刻蝕停止層的材料為第一金屬層。
[0045] 可選地，在所述刻蝕停止層與SiGe層之間具有緩沖層、位于所述緩沖層上的第二 SiN層；或者，
[0046] 在所述刻蝕停止層與SiGe層之間具有第二SiN層、位于所述第二SiN層上的第二 金屬層、位于所述第二金屬層上的緩沖層；或者，
[0047] 在所述刻蝕停止層與SiGe層之間具有第二SiN層、位于所述第二SiN層上的第二 金屬層、位于所述第二金屬層上的第三SiN層、位于所述第三SiN層上的緩沖層。
[0048] 可選地，所述緩沖層的材料為SiGe、多晶硅或光刻膠。
[0049] 可選地，所述第一SiN層的厚度范圍為27000~30000人。
[0050] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：
[0051] 在SiGe層與第一 SiN層之間形成刻蝕停止層?？涛g第一 SiN層至