內(nèi)容說明
本發(fā)明涉及微機電領(lǐng)域（MEMS），特別涉及一種電容式壓力傳感器及其形成方法。
發(fā)明背景
目前，壓力傳感器的種類主要包括壓阻式、壓電式、電容式、電位計式、電感電橋式、應(yīng)變計式等。其中，電容式的壓力傳感器具有高靈敏度，且不易受外界環(huán)境影響的優(yōu)勢，在市場上逐漸受到矚目。
由于傳統(tǒng)的壓力傳感器存在尺寸較大、制作工藝較繁和操作不方便等因素的限制。MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS）技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在壓力傳感器的制作。MEMS技術(shù)制作的壓力傳感器具有微小化、可批量制作、成本低、精度高等優(yōu)點，且可將壓力傳感器和控制電路集成在同一基底上，使得傳感器的微弱的輸出信號可以就近進(jìn)行放大處理，避免了外界的電磁干擾，提高傳輸信號的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是減小電容式壓力傳感器占據(jù)的基底的表面面積。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種電容式壓力傳感器的形成方法，包括：提供基底，在所述基底中形成刻蝕孔；在所述基底上形成第一犧牲層，所述第一犧牲層包括填充滿刻蝕孔的第一部分和覆蓋部分基底表面的第二部分，第一部分位于第二部分正下方；在所述第一犧牲層和基底上形成隔膜；在部分隔膜上形成第二犧牲層，且所述第二犧牲層位于第一犧牲層的第二部分上方；在所述第二犧牲層的兩側(cè)側(cè)壁表面上形成相對的第一電極和第二電極，且所述第一電極和第二電極部分位于隔膜表面；去除所述第二犧牲層，在第一電極和第二電極之間形成第一空腔；平坦化或刻蝕所述基底的背面，直至暴露出刻蝕孔底部的第一犧牲層；去除所述第一犧牲層，在隔膜的底部形成第二空腔；在基底的背面上形成密封所述第二空腔的底部開口的密封層。
圖為本發(fā)明實施例電容式壓力傳感器形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖
可選的，所述第二犧牲層寬度小于第一犧牲層的第二部分的寬度，第二犧牲層的長度等于或小于第一犧牲層第二部分的長度。所述第一犧牲層的第二部分的厚度為0 .1～10微米，第一犧牲層的第二部分的寬度為0 .1～10000微米。所述第一電極和第二電極的形成過程為：在所述第二犧牲層的側(cè)壁和表面以及隔膜的表面形成電極材料層；在所述電極材料層上形成掩膜層，所述掩膜層覆蓋第二犧牲層兩側(cè)側(cè)壁上和部分隔膜上的電極材料層；去除未被掩膜層覆蓋的電極材料層，在所述第二犧牲層的兩側(cè)側(cè)壁表面上形成相對的第一電極和第二電極。
所述第一電極或第二電極包括第一部分和第二部分，第一部分位于第二犧牲層的兩側(cè)側(cè)壁表面，第二部分位于第一犧牲層的第二部分的頂部和側(cè)壁上的隔膜的表面以及第二犧牲層兩側(cè)的基底上的隔膜表面。第一電極和第二電極之間的間距為0 .1～10000微米。所述刻蝕孔的寬度小于第一犧牲層第二部分的寬度，所述刻蝕孔的深度為大于50微米，寬度為0 .1～10000微米。所述第一犧牲層或第二犧牲層材料相對于基底、隔膜、第一電極和第二電極材料具有高刻蝕選擇比。所述第一犧牲層或第二犧牲層的材料為底部抗反射涂層、多晶硅、無定形硅、無定形碳、SiN、SiON、SiCN、SiC、BN、SiCOH、BN或SiGe。還包括：在所述基底的其他區(qū)域或其他基底上形成控制電路和互連結(jié)構(gòu)，第一電極和第二電極通過互連結(jié)構(gòu)與控制電路相連。所述隔膜的厚度為0 .1～10微米。
本發(fā)明還提供了一種電容式壓力傳感器，包括：基底，位于基底中且貫穿其厚度的刻蝕孔；覆蓋所述基底和刻蝕孔的隔膜，并且刻蝕孔上方的部分隔膜向上凸起，向上凸起的隔膜與基底之間具有第三空腔，第三空腔和刻蝕孔構(gòu)成第二空腔；位于凸起的隔膜兩端上相對的第一電極和第二電極，第一電極和第二電極之間具有第一空腔；位于基底的背面上的密封層，密封層密封第二空腔下端的開口。
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：本發(fā)明的電容式壓力傳感器包括凸起的隔膜，位于凸起的隔膜兩端上相對的第一電極和第二電極，第一電極和第二電極之間具有第一空腔。相比于現(xiàn)有技術(shù)的電容式壓力傳感器的兩個平行于半導(dǎo)體基底的上電極和下電極，本發(fā)明中第一電極和第二電極垂直與基底的表面，使得第一電極和第二電極占據(jù)的基底的表面面積減小，節(jié)省了電容式壓力傳感器占據(jù)的面積，從而有利于提高器件的集成度。
進(jìn)一步，所述第一電極或第二電極包括第一部分和第二部分，第一部分位于第二犧牲層的兩側(cè)側(cè)壁表面，第二部分位于第一犧牲層的第二部分頂部和側(cè)壁上的隔膜的表面。第一電極或第二電極的第二部分與第一犧牲層的第二部分頂部和側(cè)壁上的隔膜表面相接觸，接觸面積較大，提高了第一電極或第二電極與隔膜的接觸黏附性和機械強度，有效的防止第一電極或第二電極的脫落或變形。
本發(fā)明的電容式壓力傳感器的形成方法，其形成工藝簡單，形成的電容式壓力傳感器的集成度較高，另外，通過對基底進(jìn)行減薄后，從隔膜底部的方向去除第一犧牲層，使得隔膜的凸起部分保持完整性，使得隔膜保持較強的機械強度和能承受更大的壓力，提高了電容式壓力傳感器的性能。
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