本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,具體而言涉及一種mems器件及其制造方法和電子裝置。
背景技術(shù):
對(duì)于高容量的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置需求的日益增加,這些半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的集成密度受到人們的關(guān)注,為了增加半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的集成密度,現(xiàn)有技術(shù)中采用了許多不同的方法,例如通過減小晶片尺寸和/或改變內(nèi)結(jié)構(gòu)單元而在單一晶片上形成多個(gè)存儲(chǔ)單元,對(duì)于通過改變單元結(jié)構(gòu)增加集成密度的方法來說,已經(jīng)進(jìn)行嘗試溝通過改變有源區(qū)的平面布置或改變單元布局來減小單元面積。
在電子消費(fèi)領(lǐng)域,多功能設(shè)備越來越受到消費(fèi)者的喜愛,相比于功能簡(jiǎn)單的設(shè)備,多功能設(shè)備制作過程將更加復(fù)雜,比如需要在電路版上集成多個(gè)不同功能的芯片,因而出現(xiàn)了3d集成電路(integratedcircuit,ic)技術(shù)。
其中,微電子機(jī)械系統(tǒng)(mems)在體積、功耗、重量以及價(jià)格方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì),至今已經(jīng)開發(fā)出多種不同的傳感器,例如壓力傳感器、加速度傳感器、慣性傳感器以及其他的傳感器。
在現(xiàn)有的mems制作工藝中,為了形成mems結(jié)構(gòu),往往在mems器件制作過程中涉及到犧牲材料層的使用和釋放過程,如圖1a和圖1b所示,位于第二襯底20上的犧牲材料層21,以及位于犧牲材料層21上的作為上電極的圖案化的第一襯底10,之后通過濕法刻蝕釋放結(jié)構(gòu),使上電極懸浮,剩余的部分犧牲材料層作為錨點(diǎn)21支撐上電極20。然而,器件結(jié)構(gòu)釋放過程中,濕法刻蝕往往會(huì)對(duì)犧牲材料層21過蝕刻,使得錨點(diǎn)21不能對(duì)上電極10起到很好的支撐作用,進(jìn)而影響mems器件的良率和性能。
因此,鑒于上述問題的存在,有必要提出一種mems器件及其 制造方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念,這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征,更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明實(shí)施例一提供一種mems器件的制造方法,包括:
提供第一襯底和第二襯底,圖案化所述第二襯底的正面形成若干凹槽,以及形成覆蓋所述第二襯底的正面以及所述凹槽的底部和側(cè)壁的犧牲材料層,并將所述第一襯底的第一表面和所述第二襯底的正面相鍵合;
對(duì)所述第一襯底的與所述第一表面相對(duì)的第二表面進(jìn)行減薄處理;
圖案化所述第一襯底,以形成上電極和貫穿所述上電極暴露部分所述犧牲材料層的若干釋放孔;
去除部分所述犧牲材料層,使所述犧牲材料層的側(cè)壁與所述上電極的側(cè)壁對(duì)齊,并在所述犧牲材料層暴露的側(cè)壁上形成保護(hù)層;
翻轉(zhuǎn)所述第二襯底使其背面朝上,對(duì)與所述上電極位置對(duì)應(yīng)的所述第二襯底的背面進(jìn)行刻蝕,直到暴露部分所述犧牲材料層,以形成下電極以及空腔,其中,所述刻蝕未穿透所述第二襯底;
刻蝕去除部分所述犧牲材料層,以使所述上電極懸浮,位于所述上電極與所述第二襯底之間剩余的所述犧牲材料層作為錨點(diǎn)。
進(jìn)一步,所述第一襯底為soi襯底,所述soi襯底包括底層硅、位于底層硅上的埋層氧化物以及位于埋層氧化物上的頂層硅。
進(jìn)一步,所述減薄處理包括依次去除所述頂層硅和所述埋層氧化物的步驟。
進(jìn)一步,去除部分所述犧牲材料層以及形成所述保護(hù)層的步驟包括以下步驟:
刻蝕去除部分所述犧牲材料層,使所述犧牲材料層的側(cè)壁與所述上電極的側(cè)壁對(duì)齊;
在所述上電極和所述第二襯底暴露的表面以及所述犧牲材料層暴露的表面和側(cè)壁上形成保護(hù)層;
刻蝕去除部分所述保護(hù)層,保留所述犧牲材料層側(cè)壁上的所述保護(hù)層。
進(jìn)一步,在刻蝕去除部分所述保護(hù)層的步驟中,所述刻蝕選用地毯式干法刻蝕。
進(jìn)一步,在形成所述上電極和所述若干釋放孔之后去除部分所述犧牲材料層的步驟之前,還包括步驟:
刻蝕所述上電極一側(cè)暴露的犧牲材料層暴露部分所述第二襯底,形成焊盤開口;
沉積焊盤材料層覆蓋所述上電極、所述犧牲材料層和所述第二襯底并對(duì)所述焊盤材料層進(jìn)行圖案化,以在部分所述上電極上以及所述焊盤開口暴露的所述第二襯底的表面上形成焊盤。
進(jìn)一步,所述保護(hù)層的材料包括氮化硅。
進(jìn)一步,在所述犧牲材料層暴露的側(cè)壁上形成所述保護(hù)層的步驟中,還同時(shí)在所述釋放孔的側(cè)壁上、所述上電極的側(cè)壁上以及所述焊盤的側(cè)壁上形成保護(hù)層。
進(jìn)一步,所述犧牲材料層的材料包括氧化硅。
本發(fā)明實(shí)施例二提供一種mems器件,包括:
襯底,位于所述襯底背面的空腔,位于所述空腔上的下電極,以及位于所述下電極之上懸浮的上電極,所述上電極的兩端的下方設(shè)置有與所述襯底連接的錨點(diǎn),所述上電極的側(cè)壁與所述錨點(diǎn)外側(cè)的側(cè)壁對(duì)齊,其中,在所述錨點(diǎn)外側(cè)的側(cè)壁上還形成有保護(hù)層。
進(jìn)一步,在部分所述上電極的表面上以及上電極外側(cè)的部分襯底的表面上設(shè)置有焊盤。
進(jìn)一步,在所述焊盤的側(cè)壁上設(shè)置有所述保護(hù)層。
進(jìn)一步,在所述上電極中還形成有貫穿所述上電極的若干釋放孔,其中,在所述釋放孔中暴露的上電極的表面上形成有所述保護(hù)層。
進(jìn)一步,在所述上電極的側(cè)壁上形成有所述保護(hù)層。
進(jìn)一步,所述保護(hù)層的材料包括氮化硅。
進(jìn)一步,所述錨點(diǎn)的材料包括氧化硅。
本發(fā)明實(shí)施例三提供一種電子裝置,包括電子組件以及與該電子組件相連的mems器件,其中所述mems器件包括:
襯底,位于所述襯底背面的空腔,位于所述空腔上的下電極,以及位于所述下電極之上懸浮的上電極,所述上電極的兩端的下方設(shè)置有與所述襯底連接的錨點(diǎn),所述上電極的側(cè)壁與所述錨點(diǎn)外側(cè)的側(cè)壁對(duì)齊,其中,在所述錨點(diǎn)外側(cè)的側(cè)壁上還形成有保護(hù)層。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法,在犧牲材料層的側(cè)壁上形成保護(hù)層,避免在濕法刻蝕過程對(duì)其造成的過蝕刻,因此形成的錨點(diǎn)對(duì)于上電極起到很好的支撐作用,進(jìn)而提高了mems器件的良率和性能。
附圖說明
本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述,用來解釋本發(fā)明的原理。
附圖中:
圖1a至圖1b示出了現(xiàn)有的mems器件的制造方法相關(guān)步驟實(shí)施時(shí)所獲得結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;
圖2a至圖2o示出了本發(fā)明一具體實(shí)施方式的mems器件的制造方法依次實(shí)施所獲得結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;
圖3示出了本發(fā)明一具體實(shí)施方式的mems器件的制造方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在下文的描述中,給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是,本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中,為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆,對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施,而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地,提供這些實(shí)施例將使公開徹底和完 全,并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中,為了清楚,層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。
應(yīng)當(dāng)明白,當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí),其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?,或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反,?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí),則不存在居間的元件或?qū)印?yīng)當(dāng)明白,盡管可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分,這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此,在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下,下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
空間關(guān)系術(shù)語例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白,除了圖中所示的取向以外,空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn),然后,描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀?。因此,示例性術(shù)語“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應(yīng)地被解釋。
在此使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí),單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語“組成”和/或“包括”,當(dāng)在該說明書中使用時(shí),確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí),術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。
這里參考作為本發(fā)明的理想實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的橫 截面圖來描述發(fā)明的實(shí)施例。這樣,可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或容差導(dǎo)致的從所示形狀的變化。因此,本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)局限于在此所示的區(qū)的特定形狀,而是包括由于例如制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如,顯示為矩形的注入?yún)^(qū)在其邊緣通常具有圓的或彎曲特征和/或注入濃度梯度,而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元改變。同樣,通過注入形成的埋藏區(qū)可導(dǎo)致該埋藏區(qū)和注入進(jìn)行時(shí)所經(jīng)過的表面之間的區(qū)中的一些注入。因此,圖中顯示的區(qū)實(shí)質(zhì)上是示意性的,它們的形狀并不意圖顯示器件的區(qū)的實(shí)際形狀且并不意圖限定本發(fā)明的范圍。
為了徹底理解本發(fā)明,將在下列的描述中提出詳細(xì)的制造方法,以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下,然而除了這些詳細(xì)描述外,本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
實(shí)施例一
下面,參考圖2a至圖2o以及圖3對(duì)本發(fā)明的mems器件的制造方法。其中,圖2a至圖2o示出了本發(fā)明一具體實(shí)施方式的mems器件的制造方法依次實(shí)施所獲得結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;圖3示出了本發(fā)明一具體實(shí)施方式的mems器件的制造方法的流程圖。
作為示例,本發(fā)明的mems器件的制造方法包括以下步驟:
首先,如圖1a所示,提供第一襯底100和第二襯底200。
所述第一襯底100可以是以下所提到的材料中的至少一種:硅、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。本實(shí)施例中,所述第一襯底100為soi襯底。其中所述soi襯底100包括底層硅、位于底層硅上的埋層氧化物以及位于埋層氧化物上的頂層硅。示例性地,第一襯底100包括第一表面1001和與第一表面相對(duì)的第二表面1002。
所述第二襯底200可以為任何適合的襯底,較佳地,第二襯底200為硅襯底。
接著,如圖2b所示,圖案化所述第二襯底200的正面形成若干凹槽201。
具體地,可通過光刻工藝以及刻蝕的方法對(duì)第二襯底200進(jìn)行圖案化,即首先在第二襯底200的正面形成光刻膠層,以光刻工藝定義出預(yù)定形成的下電極的圖案,之后以光刻膠層為掩膜刻蝕第二襯底200,形成凹槽201。可采用任何適合的刻蝕方法實(shí)現(xiàn)對(duì)于第二襯底200的刻蝕,包括但不限于濕法刻蝕或者干法刻蝕。其中,較佳地,使用干法刻蝕的方法,干刻蝕工藝,例如反應(yīng)離子刻蝕、離子束刻蝕、等離子刻蝕、激光燒蝕或者這些方法的任意組合??梢允褂脝我坏目涛g方法,或者也可以使用多于一個(gè)的刻蝕方法。
接著,如圖2c和圖2d所示,形成覆蓋所述第二襯底200的正面以及所述凹槽201的底部和側(cè)壁的犧牲材料層202。
具體地,犧牲材料層202的材料可以選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、無定形碳等材料,較佳地,犧牲材料層202的材料為氧化硅。可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何方法沉積形成犧牲材料層202,例如,化學(xué)氣相沉積法,原子層沉積法等,優(yōu)選地為使用等離子體化學(xué)氣相沉積法。形成的犧牲材料層202的厚度范圍可以為30~60μm,但并不局限于上述厚度范圍,可根據(jù)實(shí)際工藝進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,其取決于預(yù)定形成的上電極和下電極之間的高度差。
在沉積形成犧牲材料層202之后,還包括進(jìn)行平坦化去除部分厚度的犧牲材料層202的步驟,可以使用半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中常規(guī)的平坦化方法來實(shí)現(xiàn)表面的平坦化。該平坦化方法的非限制性實(shí)例包括機(jī)械平坦化方法和化學(xué)機(jī)械拋光平坦化方法。化學(xué)機(jī)械拋光平坦化方法更常用。
接著,如圖2e所示,將所述第一襯底100的第一表面1001和所述第二襯底200的正面相鍵合。
示例性地,所述第一襯底100為soi襯底時(shí),可將所述底硅層與所述第二襯底200鍵合。可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何適合的鍵合方法,例如熔融鍵合等。
接著,如圖2f所示,對(duì)所述第一襯底100的與所述第一表面1001相對(duì)的第二表面1002進(jìn)行減薄處理。
示例性地,當(dāng)所述第一襯底100為soi襯底時(shí),該減薄處理包括依次去除所述頂層硅和所述埋層氧化物的步驟,減薄后剩余的底層硅用作后續(xù)的上電極。其中,減薄處理的方法可以使用包括但不限于化學(xué)機(jī)械研磨或刻蝕工藝等。
其中最終剩余的第一襯底100的厚度根據(jù)具體器件的尺寸要求進(jìn)行合理設(shè)置,在此不作具體限制。
接著,如圖2g和圖2h所示,圖案化所述第一襯底100,以形成上電極100a和貫穿所述上電極100a暴露部分所述犧牲材料層202的若干釋放孔101。
圖案化所述第一襯底100的方法可采用光刻工藝和刻蝕工藝結(jié)合的方法,即首先第一襯底100的第二表面1002上形成光刻膠層101a,利用光刻工藝在光刻膠層101a中定義出預(yù)定形成的上電極的圖案,以光刻膠層101a為掩膜刻蝕第一襯底100,形成上電極100a,和貫穿所述上電極100a暴露部分所述犧牲材料層202的若干釋放孔101,之后如圖2h所示,去除光刻膠層101a,可采用濕法刻蝕、灰化或者剝離等方法去除該光刻膠層101a。
可采用干法刻蝕或濕法刻蝕等工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)第一襯底100的刻蝕。較佳地,選用干法刻蝕,干法蝕刻工藝包括但不限于:反應(yīng)離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。最好通過一個(gè)或者多個(gè)rie步驟進(jìn)行干法蝕刻。
接著,如圖2i和圖2j所示,刻蝕所述上電極100a一側(cè)暴露的犧牲材料層202暴露部分所述第二襯底200,形成焊盤開口203a。
示例性地,首先,如圖2i所示,在所述上電極100a和所述犧牲材料層202上形成圖案化的光刻膠層102,該光刻膠層102定義預(yù)定形成的焊盤開口的尺寸及位置等;接著,如圖2j所示,以圖案化的光刻膠層102為掩膜,刻蝕所述上電極100a一側(cè)暴露的犧牲材料層 202暴露部分所述第二襯底200,形成焊盤開口203a。去除光刻膠層102,可采用濕法刻蝕、灰化或者剝離等方法去除該光刻膠層102。
接著,如圖2k所示,沉積焊盤材料層覆蓋所述上電極100a、所述犧牲材料層202和所述第二襯底200并對(duì)所述焊盤材料層進(jìn)行圖案化,以在部分所述上電極100a上以及所述焊盤開口203a暴露的所述第二襯底200的表面上形成焊盤203。
示例性地,所述焊盤材料層為導(dǎo)電材料,較佳地為金屬材料。所述金屬材料可以選自鋁、銅、金、銀、鉑、錫等金屬。示例性地,所述焊盤材料層的材料為鋁??赏ㄟ^低壓化學(xué)氣相沉積(lpcvd)、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(pecvd)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)及原子層沉積(ald)或其它先進(jìn)的沉積技術(shù)形成焊盤材料層。
可通過光刻工藝和刻蝕工藝結(jié)合對(duì)焊盤材料層進(jìn)行圖案化,以形成焊盤203。
接著,如圖2l和圖2m所示,去除部分所述犧牲材料層202,使所述犧牲材料層202的側(cè)壁與所述上電極100a的側(cè)壁對(duì)齊,并在所述犧牲材料層202暴露的側(cè)壁上形成保護(hù)層204。
作為示例,首先,刻蝕去除部分所述犧牲材料層202,使所述犧牲材料層202的側(cè)壁與所述上電極100a的側(cè)壁對(duì)齊;然后,如圖2l所示,在所述上電極100a和所述第二襯底200暴露的表面以及所述犧牲材料層202暴露的表面和側(cè)壁上形成保護(hù)層204,該保護(hù)層204還進(jìn)一步覆蓋焊盤203的表面和側(cè)壁。之后,如圖2m所示,刻蝕去除部分所述保護(hù)層204,保留所述犧牲材料層202側(cè)壁上的所述保護(hù)層204,可選地,本步驟中,所述刻蝕選用地毯式干法刻蝕(blanketch),通過地毯式干法刻蝕可將各個(gè)表面上的保護(hù)層204去除,而僅保留各個(gè)側(cè)壁上的保護(hù)層204,因此,除了在犧牲材料層202的側(cè)壁上形成了保護(hù)層204,還同時(shí)在所述釋放孔的側(cè)壁上、所述上電極100a的側(cè)壁上以及所述焊盤203的側(cè)壁上形成保護(hù)層204。
所述保護(hù)層204的材料較佳地選用相對(duì)于所述犧牲材料層202和所述上電極100a以及第二襯底200具有高的濕法刻蝕選擇比的無機(jī) 材料,例如,當(dāng)所述犧牲材料層202為氧化硅時(shí),保護(hù)層204的材料可以選用氮化硅或氮氧化硅等。
接著,如圖2n所示,翻轉(zhuǎn)所述第二襯底200使其背面朝上,對(duì)與所述上電極100a位置對(duì)應(yīng)的所述第二襯底200的背面進(jìn)行刻蝕,直到暴露部分所述犧牲材料層202,以形成下電極200’以及空腔205,其中,所述刻蝕未穿透所述第二襯底200。
可采用干法刻蝕或濕法刻蝕等工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)第二襯底200的背面的刻蝕。較佳地,選用干法刻蝕,干法蝕刻工藝包括但不限于:反應(yīng)離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。最好通過一個(gè)或者多個(gè)rie步驟進(jìn)行干法蝕刻。
所述刻蝕的深度可根據(jù)預(yù)定形成的下電極以及空腔的尺寸來合理調(diào)整,在此不作具體限制。
接著,如圖2o所示,刻蝕去除部分所述犧牲材料層,以使所述上電極100a懸浮,剩余的位于所述上電極100a與所述第二襯底200之間的所述犧牲材料層作為錨點(diǎn)202a。
可采用濕法刻蝕的方法去除所述犧牲材料層202,該刻蝕具有對(duì)犧牲材料層高的蝕刻選擇比。示例性地,當(dāng)所述犧牲材料層202的材料為氧化硅時(shí),濕蝕刻法能夠采用氫氟酸溶液,例如緩沖氧化物蝕刻劑(bufferoxideetchant(boe))或氫氟酸緩沖溶液(buffersolutionofhydrofluoricacid(bhf))。
由于在犧牲材料層202的側(cè)壁上形成有保護(hù)層204,該濕法刻蝕對(duì)于保護(hù)層204具有很低的蝕刻選擇比,因此在濕法刻蝕不會(huì)從此側(cè)壁開始對(duì)犧牲材料層進(jìn)行刻蝕,因而對(duì)于上電極兩端的犧牲材料層起到了保護(hù)作用,防止其過蝕刻。
示例性地,翻轉(zhuǎn)第二襯底200,使其正面朝上。
至此完成了本發(fā)明的mems器件的制造方法的關(guān)鍵步驟的介紹,對(duì)于完整的mems器件的制備還需要其他中間步驟或后續(xù)步驟,在此均不再贅述。
綜上所述,根據(jù)本發(fā)明的制造方法,在犧牲材料層的側(cè)壁上形成保護(hù)層,避免在濕法刻蝕過程對(duì)其造成的過蝕刻,因此形成的錨點(diǎn)對(duì)于上電極起到很好的支撐作用,進(jìn)而提高了mems器件的良率和性能。
參照?qǐng)D3,示出了本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式依次實(shí)施的步驟的工藝流程圖,用于簡(jiǎn)要示出整個(gè)制作工藝的流程。
在步驟s301中,提供第一襯底和第二襯底,圖案化所述第二襯底的正面形成若干凹槽,以及形成覆蓋所述第二襯底的正面以及所述凹槽的底部和側(cè)壁的犧牲材料層,并將所述第一襯底的第一表面和所述第二襯底的正面相鍵合;
在步驟s302中,對(duì)所述第一襯底的與所述第一表面相對(duì)的第二表面進(jìn)行減薄處理;
在步驟s303中,圖案化所述第一襯底,以形成上電極和貫穿所述上電極暴露部分所述犧牲材料層的若干釋放孔;
在步驟s304中,去除部分所述犧牲材料層,使所述犧牲材料層的側(cè)壁與所述上電極的側(cè)壁對(duì)齊,并在所述犧牲材料層暴露的側(cè)壁上形成保護(hù)層;
在步驟s305中,翻轉(zhuǎn)所述第二襯底使其背面朝上,對(duì)與所述上電極位置對(duì)應(yīng)的所述第二襯底的背面進(jìn)行刻蝕,直到暴露部分所述犧牲材料層,以形成下電極以及空腔;
在步驟s306中,刻蝕去除部分所述犧牲材料層,以使所述上電極懸浮,位于所述上電極與所述第二襯底之間剩余的所述犧牲材料層作為錨點(diǎn)。
實(shí)施例二
參考圖2o,對(duì)本發(fā)明的mems器件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的mems器件可采用前述實(shí)施例一中的方法制作獲得。
作為示例,本發(fā)明的mems器件,包括:
襯底200,位于所述襯底200背面的空腔205,位于所述空腔205 上的下電極200’,以及位于所述下電極200’之上懸浮的上電極100a,所述上電極100a的兩端的下方設(shè)置有與所述襯底200連接的錨點(diǎn)202a,所述上電極100a的側(cè)壁與所述錨點(diǎn)202a外側(cè)的側(cè)壁對(duì)齊,其中,在所述錨點(diǎn)202a外側(cè)的側(cè)壁上還形成有保護(hù)層204。所述錨點(diǎn)202a對(duì)上電極100a起支撐作用。
在一個(gè)示例中,在部分所述上電極100a的表面上以及上電極100a外側(cè)的部分襯底200的表面上設(shè)置有焊盤203。進(jìn)一步地,在所述焊盤203的側(cè)壁上設(shè)置有所述保護(hù)層204。
在一個(gè)示例中,在所述上電極100a中還形成有貫穿所述上電極100a的若干釋放孔,其中,在所述釋放孔中暴露的上電極100a的表面上形成有所述保護(hù)層204。
進(jìn)一步地,在所述上電極100a的側(cè)壁上形成有所述保護(hù)層204。
可選地,所述上電極100a和所述下電極200’的材料包括硅。
示例性地,所述保護(hù)層204的材料可以選自氧化硅、氮氧化硅,或氮化硅中的一種或幾種。
錨點(diǎn)202a的材料可以選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、無定形碳等材料,較佳地,錨點(diǎn)202a的材料為氧化硅。
其中,保護(hù)層204和所述錨點(diǎn)202a為不同的材質(zhì),且在濕法刻蝕中具有較大的蝕刻選擇比。
所述mems器件包括但不限于傳感器、微傳感器、共振器、制動(dòng)器、微制動(dòng)器、微電子器件及轉(zhuǎn)換器等。
由于實(shí)施例一中的制造方法具有優(yōu)異的技術(shù)效果,因此采用該制造方法形成的mems器件其具有更高的性能和可靠性。
實(shí)施例三
本發(fā)明另外還提供一種電子裝置,其包括前述實(shí)施例二中的mems器件?;蚱浒ú捎脤?shí)施例一種方法制作獲得的mems器件。
本發(fā)明的電子裝置,包括電子組件以及與該電子組件相連的mems器件,其中所述mems器件包括:
襯底,位于所述襯底背面的空腔,位于所述空腔上的下電極,以及位于所述下電極之上懸浮的上電極,所述上電極的兩端的下方設(shè)置 有與所述襯底連接的錨點(diǎn),所述上電極的側(cè)壁與所述錨點(diǎn)外側(cè)的側(cè)壁對(duì)齊,其中,在所述錨點(diǎn)外側(cè)的側(cè)壁上還形成有保護(hù)層。
由于包括的mems器件具有更高的性能,該電子裝置同樣具有上述優(yōu)點(diǎn)。
該電子裝置,可以是手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、游戲機(jī)、電視機(jī)、vcd、dvd、導(dǎo)航儀、照相機(jī)、攝像機(jī)、錄音筆、mp3、mp4、psp等任何電子產(chǎn)品或設(shè)備,也可以是具有上述mems器件的中間產(chǎn)品,例如:具有該集成電路的手機(jī)主板等。
本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明,但應(yīng)當(dāng)理解的是,上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的,而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是,本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例,根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改,這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。