[发明专利]压力传感器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及压力传感器及其形成方法。

背景技术

微机电系统（MEMS）是一种集成了微电子电路和微机械制动器的微小器件，可以利用传感器接收外部信息，将转换出来的信号经电路处理放大，再由致动器变为机械操作，去执行信息命令。可以说，微机电系统是一种获取、处理信息和执行机械操作的集成器件。

现有的微机电系统压力传感器根据上述原理，通过感应膜接收外部的气体压力，然后再转换成电信号，测量出具体的压力信息。

现有技术形成压力传感器的方法包括：

参照图1，提供基底1，在基底1上形成有控制电路，该控制电路包括晶体管2；

参照图2，在基底1上形成层间介质层3，在层间介质层3层间介质层3覆盖晶体管2和基底1，接着在层间介质层3中形成互连结构（图中未示出）和下极板4，下极板4的上表面暴露，下极板4的下表面通过互连结构与晶体管电连接；

参照图3，在层间介质层3上形成无定形碳层5，无定形碳层5覆盖下极板4，接着沉积形成SiGe层6，SiGe层6覆盖下极板4和层间介质层3，该SiGe层6作为压力感应膜，SiGe层6通过互连结构与晶体管电连接；

参照图4，去除无定形碳层5（参照图4），在无定形碳层位置形成空腔7。

空腔7将下极板4与SiGe层6相互隔开构成一个电容器。当外界气体压力作用在SiGe层6上，SiGe层6发生形变，下极板4与下极板4上的SiGe层之间的距离减小，这改变了电容器的电容值。该变化的电容值传递至晶体管，包括该晶体管的控制电路将该电容信号转化为压力值输出。

但是，现有技术形成的压力传感器的敏感性较低，性能不佳。

发明内容

本发明解决的问题是，现有技术形成的压力传感器的敏感性较低，性能不佳。

为解决上述问题，本发明提供一种压力传感器，该压力传感器包括：

基底，在所述基底中形成有晶体管；

位于所述基底上的层间介质层，所述层间介质层覆盖基底和晶体管，在所述层间介质层中形成有下极板，所述下极板的上表面暴露，所述下极板与晶体管电连接；

位于所述层间介质层上的压力感应膜，所述压力感应膜覆盖层间介质层且与晶体管电连接，所述下极板与压力感应膜之间具有空腔；

位于所述压力感应膜上的多个相互隔开的块状件，所述块状件位于空腔上方，所述压力感应膜上表面露出。

可选地，所述多个相互隔开的块状件均匀分布。

可选地，所述多个相互隔开的块状件关于空腔上的压力感应膜的中心呈对称分布。

可选地，所述块状件中形成有环形沟槽。

可选地，所述块状件上表面的各边之间的夹角为光滑圆角。

可选地，所述块状件的材料为氧化硅、多晶硅或氮化硅。

本发明还提供一种压力传感器的形成方法，该压力传感器的形成方法包括：

提供基底，在所述基底中形成有晶体管；

在所述基底上形成层间介质层，所述层间介质层覆盖基底和晶体管，在所述层间介质层中形成有下极板，所述下极板的上表面暴露，所述下极板与晶体管电连接；

在所述层间介质层上形成压力感应膜，所述下极板与压力感应膜之间具有空腔；

在所述压力感应膜上形成应力层；

对所述应力层进行图形化，形成多个相互隔开的块状件，所述块状件位于空腔上方，所述压力感应膜上表面露出。

可选地，所述多个相互隔开的块状件均匀分布。

可选地，所述多个相互隔开的块状件关于空腔上的压力感应膜的中心对称分布。

可选地，对所述应力层进行图形化时，还在所述块状件中形成环形沟槽。

可选地，所述块状件上表面的各边之间的夹角为光滑圆角。

可选地，对所述应力层进行图形化的方法包括：

在所述应力层上形成光刻胶层；

对所述光刻胶层进行图形化，在光刻胶层中形成窗口，所述窗口的相邻两侧面之间的夹角为光滑圆角；

以所述图形化后的光刻胶层为掩模，刻蚀应力层形成多个相互隔开的块状件。

可选地，在所述压力感应膜上形成应力层的方法为低压化学气相沉积。

可选地，使用低压化学气相沉积形成应力层的温度范围为400～430℃。

可选地，所述应力层的材料为氧化硅、多晶硅或氮化硅。

可选地，在所述层间介质层上形成压力感应膜和空腔的方法包括：

在所述下极板上形成无定形碳层；