[发明专利]具有增强灵敏度的压力传感器

说明书

技术领域

实施例涉及传感器以及压阻感应元件。实施例还涉及双极性晶体管。实施例另外还涉及实施用于产生双极性晶体管、压敏电阻器以及复合隔膜的半导体处理。

背景技术

现有的技术提供了具有复合隔膜和压阻元件的压力传感器(pressuretransducer)。于此结合作为参考的美国专利6,528,340和6,796,193都公开了，具有复合隔膜和压敏电阻器的压力传感器。通过一系列半导体处理步骤在衬底上形成复合隔膜和压敏电阻器的系统和方法也被公开。

现有的技术提供了压力在复合隔膜上产生伸缩或应变的压力传感器。伸缩或应变的量影响压敏电阻器的电阻。在一个传感器中，压敏电阻器附着于复合隔膜。在另一个传感器中，压敏电阻器直接形成在衬底上。压敏电阻器则可被电构造为依赖于复合隔膜上的伸缩或应变的量接受输入电压以及产生输出电压。

在一些应用中，输出电压可被利用模数转换器或其它装置直接测量。测量结果随后可被表达为压力读数。在其它应用中，输出电压在其能被测量出之前必须被放大。模拟电路领域的技术人员知道许多不同的可用于放大输出电压的放大器电路。例如，附着于复合隔膜的四个压敏电阻器可被电构造为惠斯通电桥以产生高质量的输出电压，其被传递给不同的放大器进行放大。

从传感器传递信号给放大器在信号中增加了噪声。因此，尽可能接近传感器放大输出电压是有利的。此处的实施例公开了，通过使放大器电路元件非常邻近于复合隔膜和压敏电阻器定位，直接解决了现有系统和方法的缺陷。

发明内容

下面的概述提供用于易于理解只有实施例才有的一些创新性特征，并不意味着完整的说明。完整的理解实施例的各个方面可通过将整个说明书、权利要求、附图以及摘要作为一个整体来获得。

因此，实施例的一方面是获得具有顶部和底部的衬底。衬底可为半导体晶片，诸如，在半导体处理中普遍使用的p型衬底。

实施例的另一方面是在衬底顶部中制造扩散区。例如，注入机可用于在p型衬底中产生n型扩散区。外延层随后形成在顶部上。当外延层形成时，扩散区扩展到外延层中。例如，当n型外延层在先前所述的p型衬底上形成时，n型扩散区扩展到n型外延层中。

实施例的又一方面是在外延层中形成结隔离以制造晶体管区。晶体管区位于扩散区上且在结隔离中。在晶体管区中制造集电极、基极和发射极导致双极性晶体管的形成。半导体处理领域的技术人员熟知结隔离、集电极、基极和发射极的形成以产生双极性晶体管。

实施例的再一方面是通过蚀刻底部形成复合隔膜。诸如那些在结合参考的美国专利6,528,340和6,796,193中使用的蚀刻方法，可在带有外延层和扩散区的衬底内蚀刻图案成为蚀刻停(etch stop)。这样，一些扩散区变为晶体管元件，而其它的变为复合隔膜元件。结果同时产生了晶体管和复合隔膜。

附图说明

附图中，贯穿不同视图的类似的附图标记指示同样的或功能类似的元件，且附图结合于说明书中并形成说明书的一部分，附图与背景技术、发明内容以及具体实施方式一起用于进一步解释本发明，以阐明本发明的原理。

图1示出了根据实施例方面的压力传感器；

图2示出了根据实施例方面的扩散区的平面图；

图3示出了根据实施例方面的带有扩散区的叠层；

图4示出了根据实施例方面的带有扩散区和外延层的叠层；

图5示出了根据实施例方面的带有扩散区、结隔离、引出部(leadout)以及外延层的叠层；

图6示出了根据实施例方面的带有扩散区、结隔离、引出部、压敏电阻器、晶体管元件以及外延层的叠层；

图7示出了根据实施例方面的结隔离、引出部、压敏电阻器、晶体管以及外延层的平面图；

图8示出了根据实施例方面的从衬底底部看到的复合隔膜；

图9示出了根据实施例方面的用于同时产生复合隔膜和晶体管的高级流程图；以及

图10示出了根据实施例方面的用于同时产生复合隔膜、压敏电阻器以及晶体管的高级流程图。

具体实施方式

在这些非限定示例中所讨论的具体值和结构可变化，且仅仅被引用来阐明至少一个实施例，且并不意味着限定其范围。总体来说，附图没有按比例绘制。

图1示出了根据实施例方面的压力传感器。p型衬底101具有n型扩散区102，103。n型外延层113覆盖衬底101。扩散区102，103已经略微扩展到外延层113中。包含p型材料的结隔离104在一些扩散区102上形成晶体管区域。