[發(fā)明專利]MEMS器件及MEMS器件形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210451121.9
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN103569937A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱家驊;鄭鈞文;李德浩;林宗賢
• 申請（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): B81B7/00
• 分類號(hào): B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件以及MEMS器件形成方法。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件可用于各種應(yīng)用中，例如麥克風(fēng)、加速計(jì)、噴墨式打印機(jī)等。常用類型的MEMS器件包括具有可移動(dòng)元件(有時(shí)稱作質(zhì)量塊(proof?mass))作為一個(gè)電容板，以及固定的元件作為另一個(gè)電容板的的MEMS電容器。可移動(dòng)元件的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電容器的電容量的變化。電容量的變化可轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的變化，因而MEMS器件可用于麥克風(fēng)、加速計(jì)或相類似物。

當(dāng)操作MEMS器件時(shí)，MEMS器件的可移動(dòng)元件可在氣腔(air-cavity)中移動(dòng)。在氣腔中空氣(或來自相應(yīng)芯片的脫氣氣體)對(duì)可移動(dòng)元件的阻力是較小的。阻力與氣腔中的壓力相關(guān)。為減少阻力，氣腔中的壓力應(yīng)該為小。通過提高腔的體積可實(shí)現(xiàn)空氣壓力的減小。然而，這種方法存在工藝方面的困難。

氣腔可形成在MEMS器件所處的MEMS晶圓中。當(dāng)腔擴(kuò)大時(shí)，然而用于將MEMS晶圓接合到另一個(gè)晶圓的接合面積卻減少了，這是因?yàn)榻雍闲纬稍谖葱纬汕坏腗EMS晶圓的部分上。減少接合面積可導(dǎo)致犧牲了接合的可靠性。

氣腔也可形成在用來保護(hù)MEMS晶圓的帽式晶圓中。然而，為了對(duì)接合焊盤進(jìn)行引線接合，需要去除帽式晶圓的一部分以便暴露出MEMS晶圓中的接合焊盤。去除帽式晶圓的這些部分以及在帽式晶圓中形成腔需要獨(dú)立的光刻掩模，因而導(dǎo)致高生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種器件，包括：

微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)晶圓，其中包括MEMS器件，所述MEMS器件包括：可移動(dòng)元件；位于所述MEMS晶圓中的第一開口，所述可移動(dòng)元件位于所述第一開口中；

接合到所述MEMS晶圓的載體晶圓，其中所述載體晶圓包括連接到所述第一開口的第二開口，所述第二開口包括：自所述載體晶圓的表面延伸進(jìn)所述載體晶圓的入口部分；以及，比所述入口部分寬的內(nèi)部部分，其中所述內(nèi)部部分在所述載體晶圓中比所述入口部分深。

在可選實(shí)施例中，所述第二開口的入口部分包括基本垂直的側(cè)壁，所述側(cè)壁與所述載體晶圓的表面基本垂直，以及所述第二開口的內(nèi)部部分的側(cè)壁是彎曲的。

在可選實(shí)施例中，所述載體晶圓在其中沒有互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件。

在可選實(shí)施例中，所述器件還包括接合到所述MEMS晶圓的CMOS晶圓，所述CMOS晶圓和所述載體晶圓位于所述MEMS晶圓的相對(duì)側(cè)，并且所述CMOS晶圓在其中包括CMOS器件。

在可選實(shí)施例中，所述CMOS晶圓包括接合焊盤，所述載體晶圓不與所述接合焊盤對(duì)準(zhǔn)，并且與所述接合焊盤相鄰的所述載體晶圓的邊緣基本上是直的。

在可選實(shí)施例中，所述CMOS晶圓包括接合焊盤，所述載體晶圓不與所述接合焊盤對(duì)準(zhǔn)，并且與所述接合焊盤相鄰的所述載體晶圓的邊基本上是彎曲彎曲的。

在可選實(shí)施例中，所述載體晶圓是帽式晶圓，所述帽式晶圓包括：蓋子部分；以及連接到所述蓋子部分的環(huán)形邊緣，其中，所述蓋子部分與所述MEMS器件對(duì)準(zhǔn)，所述蓋子部分和環(huán)形邊緣限定了所述第二開口，所述蓋子部分包括暴露給所述第二開口的內(nèi)表面，以及所述邊緣部分包括暴露給所述第二開口的內(nèi)部邊緣，并且所述內(nèi)表面以及所述邊緣部分是彎曲的。

在可選實(shí)施例中，所述載體晶圓是CMOS晶圓，所述CMOS晶圓包括：半導(dǎo)體襯底；以及，互連結(jié)構(gòu)，包括：介電層；和位于所述介電層中的金屬線和通孔，其中，所述第二開口延伸進(jìn)所述介電層以及所述半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種器件，包括：

微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)晶圓，其中包括MEMS器件，所述MEMS器件包括：可移動(dòng)元件；和，位于所述MEMS晶圓中的第一開口，所述可移動(dòng)元件位于所述第一開口中；

位于所述MEMS晶圓下方并接合到所述MEMS晶圓的載體晶圓，其中所述載體晶圓包括連接到所述第一開口的第二開口，并且所述第二開口包括：自所述載體晶圓的表面延伸進(jìn)所述截體晶圓的入口部分，其中所述入口部分具有基本直立的側(cè)壁；和，在所述載體晶圓中比所述入口部分深的內(nèi)部部分，所述內(nèi)部部分包括彎曲的底部和彎曲的側(cè)壁；以及

位于所述MEMS晶圓上方并連接到所述MEMS晶圓的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶圓，所述CMOS晶圓以及所述載體晶圓位于所述MEMS晶圓的相對(duì)側(cè)，所述CMOS晶圓在其中包括CMOS器件。