[发明专利]基于CMOS DPTM工艺的红外热电堆型传感器及其制作方法有效
申请号: | 201310287883.4 | 申请日: | 2013-07-09 |
公开(公告)号: | CN103342333A | 公开(公告)日: | 2013-10-09 |
发明(设计)人: | 孟如男;王玮冰 | 申请(专利权)人: | 江苏物联网研究发展中心 |
主分类号: | B81B7/00 | 分类号: | B81B7/00;B81C1/00;G01J5/14 |
代理公司: | 无锡市大为专利商标事务所 32104 | 代理人: | 殷红梅 |
地址: | 214135 江苏省无锡市新区*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 cmos dptm 工艺 红外 热电 传感器 及其 制作方法 | ||
1.一种基于CMOS DPTM工艺的红外热电堆型传感器,包括硅基底(1)和位于硅基底(1)上的封闭膜区域(101),其特征是:封闭膜区域(101)自底层向上依次为第一介质层(3-1)、第二介质层(3-2)、第三介质层(3-3)和第四介质层(3-4),在第一介质层(3-1)和第二介质层(3-2)之间设置第一多晶硅层(4-1),在第二介质层(3-2)和第三介质层(3-3)之间设置第一金属层(5-1),在第三介质层(3-3)和第四介质层(3-4)之间设置第二金属层(5-2),在第四介质层(3-4)的表面设置第三金属层(5-3);在所述第二介质层(3-2)和第三介质层(3-3)上分别设置第一通孔(8-1)和第二通孔(8-2),第一通孔(8-1)中设置钨塞连接第一多晶硅层(4-1)和第一金属层(5-1),第二通孔(8-2)中设置钨塞连接第一金属层(5-1)和第二金属层(5-2);在所述封闭膜区域(101)上设置腐蚀通道(9),腐蚀通道(9)由第三金属层(5-3)延伸至硅基底(1)的上表面;在所述封闭膜区域(101)下方的硅基底(1)上刻蚀形成空腔(2)。
2.如权利要求1所述的基于CMOS DPTM工艺的红外热电堆型传感器,其特征是:所述空腔(2)由硅基底(1)的上表面向硅基底(1)的下表面延伸,并且空腔(2)的深度小于硅基底(1)的厚度,空腔(2)的宽度小于硅基底(1)的宽度。
3.如权利要求1所述的基于CMOS DPTM工艺的红外热电堆型传感器,其特征是:所述第二介质层(3-2)由第一层氧化硅(3-2-1)和第二层氧化硅(3-2-2)组成,在第一层氧化硅(3-2-1)和第二层氧化硅(3-2-2)之间设置第二多晶硅层(4-2);在所述第二层氧化硅(3-2-2)上设置第三通孔(8-3),第三通孔(8-3)中设置钨塞连接第一金属层(5-1)和第二多晶硅层(4-2)。
4.一种基于CMOS DPTM工艺的红外热电堆型传感器的制作方法,其特征是,包括以下工艺步骤:
(1)在硅基底(1)上氧化生长二氧化硅,形成第一介质层(3-1);
(2)在第一介质层(3-1)上采用掩膜版,通过淀积、光刻、刻蚀形成第一多晶硅层(4-1);
(3)在第一多晶硅层(4-1)上淀积第一层二氧化硅(3-2-1),在第一层二氧化硅(3-2-1)上淀积第二多晶硅层(4-2),将第二多晶硅层(4-2)通过刻蚀全部去除,再在第一层二氧化硅(3-2-1)上淀积第二层二氧化硅(3-2-2);所述第一层二氧化硅(3-2-1)和第二层二氧化硅(3-2-2)组成第二介质层(3-2);
(4)在第二介质层(3-2)上采用掩膜版,通过淀积、光刻、刻蚀形成连接第一多晶硅层(4-1)和第一金属层(5-1)的第一通孔(8-1),并在第一通孔(8-1)中填充钨塞;
(5)在第二介质层(3-2)上采用掩膜版,通过淀积、光刻、刻蚀形成第一金属层(5-1),第一金属层(5-1)和第一多晶硅层(4-1)通过第一通孔(8-1)形成电连接;
(6)在第一金属层(5-1)上淀积二氧化硅形成第三介质层(3-3);
(7)在第三介质层(3-3)采用掩膜版,通过淀积、光刻、刻蚀形成连接第一金属层(5-1)和第二金属层(5-2)的第二通孔(8-2),并在第二通孔(8-2)中填充钨塞;
(8)在第三介质层(3-3)上采用掩膜版,通过淀积、光刻、刻蚀形成第二金属层(5-2);
(9)在第二金属层(5-2)上淀积二氧化硅,形成第四介质层(3-4);
(10)在第四介质层(3-4)上采用掩膜版,通过淀积、光刻、刻蚀形成第三金属层(5-3);
(11)采用CHF3和 He混合气体进行各向异性反应离子刻蚀除去没有被第三金属层(5-3)覆盖的 SiO2介质直到到达硅基底(1),形成垂直于硅基底(1)的释放孔(9);
(12)通过释放孔(9)使用XeF2和 O2混合气体进行各项同性反应离子刻蚀,在释放孔(9)下方的硅基底(1)上形成空腔(2)。
5.如权利要求4所述的基于CMOS DPTM工艺的红外热电堆型传感器的制作方法,其特征是:所述步骤(3)由以下步骤代替:在第一多晶硅层(4-1)上淀积第一层二氧化硅(3-2-1);在第一层二氧化硅(3-2-1)上采用掩膜版,通过淀积、光刻、刻蚀形成第二多晶硅层(4-2);在第二多晶硅层(4-2)上淀积第二层二氧化硅(3-2-2);
所述步骤(4)由以下步骤代替:采用掩膜版,在第二介质层(3-2)上通过淀积、光刻、刻蚀形成连接第一多晶硅层(4-1)和第一金属层(5-1)的第一通孔(8-1)、以及连接第二多晶硅层(4-2)和第一金属层(5-1)的第三通孔(8-3),并在第一通孔(8-1)和第三通孔(8-3)中填充钨塞。
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