[發明專利]用于MEMS結構中的TSV的支撐結構

有效

• 申請號: 201210351047.3
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN103204456A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 蔡易恒;張貴松;蔡宏佳
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

相關申請的交叉參考

本發明要求于2012年1月16日提交的名稱為“Support?Structure?for?TSV?in?MEMS?Structure”的第61/587,009號美國臨時申請的優先權。該專利申請的全部公開內容通過引用結合到本文中。

技術領域

本發明涉及MEMS結構中的TSV的支撐結構。

背景技術

微機電系統(MEMS)是一種形成具有微米級(米的百萬分之一)尺寸的微結構的技術。該技術的主要部分源于集成電路(IC)技術。大部分器件構建在硅晶圓上并且以材料薄膜實現。MEMS技術具有三個基礎構成要素，這些構成要素是能夠在襯底上沉積材料薄膜，通過光刻成像在膜上應用圖案化的掩模，并且選擇性地將膜蝕刻成掩模的能力。MEMS工藝通常是這些用于形成實際器件的操作的有條理的順序。

MEMS應用包括慣性傳感器應用，諸如，運動傳感器、加速計，以及陀螺儀。其他MEMS應用包括光學應用(諸如，活動反射鏡)以及RF應用，諸如，RF開關和振蕩器。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種形成微機電系統(MEMS)器件的方法，包括：在第一襯底上方形成MEMS結構，其中，所述MEMS結構包括活動元件；在所述第一襯底上方形成接合結構；在所述第一襯底上方形成支撐結構，其中，所述支撐結構從所述接合結構橫向地突出；將所述MEMS結構接合至第二襯底；以及在所述第二襯底的背面上形成襯底通孔(TSV)，其中，上面的TSV與所述接合結構以及所述支撐結構對準。

在上述方法中，其中，所述接合結構和所述支撐結構包括相同的材料。

在上述方法中，其中，所述支撐結構以大約1um至大約20um的寬度圍繞上面的TSV的投影。

在上述方法中，其中，以相同的工藝同時形成所述支撐結構和所述接合結構。

在上述方法中，其中，形成所述支撐結構包括：在所述MEMS結構上沉積第一材料；圖案化所述第一材料；在所述第二襯底上方沉積第二材料；以及圖案化所述第二材料。

在上述方法中，其中，形成所述支撐結構包括在所述MEMS結構上沉積第一材料和圖案化所述第一材料。

在上述方法中，其中，形成所述MEMS結構進一步包括：在所述第一襯底上沉積第一介電層；在所述第一介電層中蝕刻凹槽；在所述第一介電層上熔融接合晶圓；以及蝕刻所述晶圓以形成所述活動元件。

在上述方法中，其中，形成所述MEMS結構進一步包括：在所述第一襯底中蝕刻凹槽；在所述第一襯底上熔融接合晶圓；以及蝕刻所述晶圓從而形成所述活動元件。

根據本發明的另一方面，還提供了一種半導體器件，包括：接合結構，位于第一襯底上方；支撐結構，位于所述第一襯底上方，其中，所述支撐結構從所述接合結構橫向地突出；以及第二襯底，位于所述接合結構和所述支撐結構上方。

在上述半導體器件中，其中，所述接合結構和所述支撐結構包括相同的材料。

在上述半導體器件中，進一步包括延伸穿過所述第二襯底的背面的TSV，其中，上面的TSV與所述接合結構以及所述支撐結構對準。

在上述半導體器件中，進一步包括延伸穿過所述第二襯底的背面的TSV，其中，上面的TSV與所述接合結構以及所述支撐結構對準，其中，所述支撐結構以大約1um至大約20um的寬度圍繞上面的TSV的投影。

在上述半導體器件中，進一步包括：第一介電層，位于所述第一襯底上；第一凹槽，位于所述第一介電層中；以及MEMS結構，位于所述第一介電層和所述第一凹槽上方，其中，所述MEMS結構包括活動元件和相鄰的靜止元件，所述接合結構和所述支撐結構位于所述靜止元件上。

在上述半導體器件中，進一步包括：第一介電層，位于所述第一襯底上；第一凹槽，位于所述第一介電層中；以及MEMS結構，位于所述第一介電層和所述第一凹槽上方，其中，所述MEMS結構包括活動元件和相鄰的靜止元件，所述接合結構和所述支撐結構位于所述靜止元件上，進一步包括：互連結構，位于所述第二襯底的正面上；第二介電層，位于所述互連結構和所述MEMS結構之間；第二凹槽，位于所述第二介電層中；以及TSV，延伸穿過所述第二襯底的背面，其中，上面的TSV與所述接合結構以及所述支撐結構對準，所述TSV與所述互連結構相連接。

在上述半導體器件中，進一步包括多個位于所述第二襯底的背面上的TSV，其中，上面的TSV與所述接合結構以及所述支撐結構對準。