[发明专利]一种单芯片微机电系统及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种单芯片微机电系统及其制备方法。 

背景技术

随着半导体技术的不断发展，在传感器（motion sensor）类产品的市场上，智能手机、集成CMOS和微电子机械系统（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。 

微电子机械系统（MEMS）在体积、功耗、重量以及价格方面具有十分明显的优势，至今已经开发出多种不同的传感器，例如压力传感器、加速度传感器、惯性传感器以及其他的传感器。 

随着技术的不断发展，各种集成电路的集成度不断提高，对于器件的尺寸要求也越来越小，例如在智能手机中，智能手机功能越来越丰富，所需传感器也越来越多，而PCB面积有限，过多的传感器芯片必然占用很多面积，导致电路板尺寸变大，相应手机也变得较笨重。 

现有技术的智能手机中往往包含多个传感器，例如是加速度和气压计等传感器，但是所述加速度和气压计传感器两颗芯片分别贴装在PCB板上，这样两颗芯片需要分别封装，而且占PCB板面积，使得手机也尺寸变大变得较笨重。 

现有技术中还没有把两种传感器或者两种以上的传感器做成一颗芯片，造成封装成本很高，而且芯片面积也很大，不能满足现在对于小、灵、巧的需求，因此需要对器件中传感器的制备方法作进一步的改进，以便消除上述问题。 

发明内容

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。 

本发明为了克服目前存在问题，提供了一种单芯片微机电系统的制备方法，包括： 

提供基底，所述基底中形成有压力传感器底部电极以及彼此隔离的加速度传感器第一电极和第二电极； 

沉积牺牲材料层并图案化，以在所述压力传感器底部电极上形成压力传感器牺牲材料层，同时在所述加速度传感器第一电极和第二电极之间的基底上形成加速度传感器牺牲材料层； 

沉积第一导电材料层并图案化，以分别覆盖所述压力传感器牺牲材料层和所述加速度传感器牺牲材料层； 

蚀刻所述压力传感器牺牲材料层上方的第一导电材料层，以形成第一开口，露出所述压力传感器牺牲材料层； 

去除所述压力传感器牺牲材料层，以形成压力传感器空腔； 

在所述基底上沉积质量块材料层，以填充所述第一开口，并覆盖所述第一导电材料层； 

图案化所述加速度传感器牺牲材料层上方的所述质量块材料层以及所述第一导电材料层，以形成第二开口，露出所述加速度传感器牺牲材料层； 

在所述第二开口的侧壁上形成第二导电材料层； 

去除所述加速度传感器牺牲材料层，以形成加速度传感器空腔； 

图案化所述压力传感器空腔上方的所述质量块材料层，以形成压力传感器深槽。 

作为优选，所述牺牲材料层选用光刻胶或者二氧化硅； 

所述第一导电材料层选用铝、铜、钛和钨中的一种。 

作为优选，沉积牺牲材料层并图案化，以形成中间具有间隔的加速度传感器牺牲材料层。 

作为优选，沉积第一导电材料层，以填充所述加速度传感器牺牲材料层之间的间隔； 

然后图案化所述第一导电材料层，以将所述压力传感器牺牲材料层上方的所述第一导电材料层和所述加速度传感器牺牲材料层上方的所述第一 导电材料层断开。 

作为优选，在所述第二开口的侧壁上形成第二导电材料层的方法为： 

沉积第二导电材料层，以在所述第二开口的侧壁以及底部沉积所述第二导电材料层； 

去除所述第二开口的侧壁以外的所述第二导电材料层。 

作为优选，选用无光照干法蚀刻的方法去除所述第二开口的侧壁以外的所述第二导电材料层。 

本发明还提供了一种上述方法制备得到的单芯片微机电系统，所述单芯片微机电系统中在一个芯片上同时包括压力传感器和加速度传感器。