一种运动传感器的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种运动传感器的制备方法。
【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]现有技术中制备所述运动传感器(mot1n sensor)时大多数时候需要用到深反应离子刻蚀(DRIE)系统，反应离子刻蚀是集成电路制造、MEMS加工及其他器件加工的重要工序之一。主要用于多晶硅、氮化硅、二氧化硅薄膜及金属膜等各种薄膜的刻蚀，属干法腐蚀，反应离子刻蚀是利用高频辉光放电产生的活性基团与被腐蚀材料发生化学反应，形成挥发性产物使样品表面原子从晶格中脱落，从而实现样品表面微细图形制备的设备。在半导体、MEMS、太阳能电池和光电等领域有着广泛的应用。
[0004]如图1所示，首先提供形成有CMOS器件的基底101，在所述基底上形成介电层，图案化部分所述介电层，形成传感器底部电极层104以及用于形成电连接导电层，然后所述传感器底部电极层上形成具有沟槽的介电层，以露出所述传感器底部电极层；沉积牺牲材料层，以填充所述沟槽；沉积MEMS衬底103，以覆盖所述牺牲材料层；图案化所述MEMS衬底103，以形成开口，露出部分所述牺牲材料层；去除所述牺牲材料层，以在所述传感器底部电极层上方形成空腔。
[0005]进一步，为了和所述MEMS衬底103以及基底101形成电连接，蚀刻所述MEMS衬底103、介电层至所述导电层，所述蚀刻方法为DRIE方法，但是由于DRIE方法中形成的通孔具有高的高宽比，一般为(aspect rat1)为10-15:1甚至更高，所述通孔的开口尺寸一般都小于5um，给所述高宽比很大的沟槽中填充金属时，容易包住空气形成孔洞，造成所述通孔的电阻变大，造成位于所述通孔上方的器件的工作电压增加，在长时间工作时造成温度的升高。
[0006]因此，现有技术中在制备各种MEMS器件的过程中，通过DRIE方法形成的通孔具有较大深宽比，造成填充金属时容易形成孔洞，造成填充效果较差，使器件的性能以及良率降低，所以需要对现有技术进行改进，以消除上述问题。
【发明内容】
[0007]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。
[0008]本发明为了克服目前存在问题，提供了一种运动传感器的制备方法，包括:
[0009]提供基底，所述基底上形成有CMOS器件；
[0010]在所述基底上形成底部电极以及位于所述底部电极上方的MEMS衬底，并在所述底部电极和所述MEMS衬底间形成空腔；
[0011]蚀刻所述MEMS衬底至所述底部电极，以形成深通孔,进而露出所述底部电极；
[0012]蚀刻所述深通孔的顶部，以扩大所述深通孔顶部开口的关键尺寸；
[0013]在所述深通孔的侧壁上形成绝缘层；
[0014]在所述深通孔内沉积金属材料，然后蚀刻去除所述深通孔顶部沉积的所述金属材料，以保持所述开口具有大的关键尺寸。
[0015]作为优选，所述方法进一步包括:
[0016]多次重复执行在所述深通孔内沉积金属材料，同时蚀刻所述深通孔顶部沉积的所述金属材料的步骤，至完全填充所述深通孔为止。
[0017]作为优选，形成所述深通孔的方法为:
[0018]在所述MEMS衬底上形成图案化的掩膜层；
[0019]以所述掩膜层为掩膜，选用深反应离子刻蚀法蚀刻所述MEMS衬底，以形成所述深通孔。
[0020]作为优选，在所述深通孔的侧壁上形成绝缘层的方法为:
[0021]在所述深通孔的侧壁和底部沉积绝缘材料；
[0022]选择性蚀刻去除所述深通孔底部的所述绝缘材料，以在所述深通孔的侧壁上形成绝缘层。
[0023]作为优选，在所述基底上形成底部电极的方法为:
[0024]在所述基底上沉积第一介电层；
[0025]图案化所述第一介电层，以在所述第一介电层中形成沟槽；
[0026]在所述沟槽中填充金属材料，以形成所述底部电极。
[0027]作为优选，所述方法还包括:
[0028]在所述底部电极上沉积第二介电层；
[0029]图案化所述第二介电层，形成凹槽，露出位于中间部分的底部电极。
[0030]作为优选，所述方法还包括:
[0031]在所述第二介电层上形成所述MEMS衬底，结合所述第二介电层的所述凹槽以形成所述空腔。
[0032]作为优选，在所述第二介电层上形成所述MEMS衬底的方法为:
[0033]单独形成所述MEMS衬底；
[0034]将所述MEMS衬底通过共晶结合或者热键合的方法和所述第二介电层键合，以形成一体的结构。
[0035]作为优选，所述MEMS衬底的厚度为10-50um，所述深通孔的深宽比为10_15:1。
[0036]作为优选，所述金属材料为钨。
[0037]在本发明中在深通孔填充金属材料时，为了获得较好的填充效果，在蚀刻形成深通孔之后，首先对所述深通孔的顶部进行蚀刻，打开所述深通孔，以扩大所述深通孔顶部的关键尺寸，并且在在所述深通孔内沉积金属材料的过程分多个步骤进行，在每一个步骤中均先沉积一层所述金属材料层，然后在蚀刻所述深通孔的顶部，去除所述深通孔顶部沉积的金属材料层，以保证所述深通孔顶部具有较大的关键尺寸，在沉积过程中不会引入气泡，在填充过程中不会形成孔洞，重复该步骤的填充方式，至完全填充完成为止。
【附图说明】
[0038]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，
[0039]图1为现有技术中所述MEMS传感器的结构示意图；
[0040]图2a_2f为本发明一【具体实施方式】中所述传感器的制备过程示意图；
[0041]图3为本发明一【具体实施方式】中所述传感器的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0042]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。
[0043]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明所述运动传感器的制备方法。显然，本发明的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0044]应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0045]现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
[0046]本发明中为了解决现有技术中所述运动传感器(mot1n sensor)的制备过程中金属填充容易出现孔洞的问题，对所述方法进行了改进，所述方法包括以下步骤:
[0047]提供基底，所述基底上形成有CMOS器件；
[004