[發明專利]用于形成埋式下電極連同封裝的MEMS裝置的系統和方法

有效

• 申請號: 201380048541.5
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN104736469B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: A·B·格雷厄姆;A·費伊;G·奧布賴恩
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司;A·B·格雷厄姆;A·費伊;Ｇ·奧布賴恩
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 王瓊

本申請要求在2012年8月21日提交的美國臨時申請No.61/691,662的優先權。

技術領域

本公開涉及一種電容性微機電系統(MEMS)裝置。

背景技術

對于許多電容性MEMS裝置，使用裝置結構之上或之下的電極是裝置的基本操作的要求，或者極大地增加裝置的性能。電極中的一個或多個通常通過沉積導電膜、將導電層電隔離或通過在兩種導電材料之間簡單地添加間隔層來形成。

這種電容性MEMS裝置的電極構型實現了通過靜電力使裝置保持固定在位的閉合環操作或對該裝置的開環測量結果的不同感測。然而，用于制造電容性MEMS裝置的許多封裝方法不允許將上和下電極中的一個或兩者任意放置，或不允許任何這種平面外電極。

發明內容

根據一個實施例，一種形成MEMS裝置的方法包括：在絕緣體上硅(SOI)晶圓中限定第一電極；在第一層中形成第二電極，所述第一層位于SOI晶圓的上表面之上；在第二層中形成第三電極，所述第二層位于第一層的上表面之上；在第二層之上形成第一觸點，所述第一觸點通過第二層和第一層與第一電極電通信；在第二層之上形成第二觸點，所述第二觸點通過第二層與第二電極電通信；和在第二層之上限定出第三觸點，所述第三觸點與第三電極電通信。

在另一實施例中，一種MEMS裝置包括：絕緣體上硅(SOI)晶圓中的第一電極；第一層中的第二電極，所述第一層位于所述SOI晶圓的上表面之上；第二層中的第三電極，所述第二層位于第一層的上表面之上；第二層之上的第一觸點，所述第一觸點通過第二層和第一層與第一電極電通信；第二層之上的第二觸點，所述第二觸點通過第二層與第二電極電通信；和第二層之上的第三觸點，所述第三觸點與第三電極電通信。

附圖說明

圖1示出了合并了多個電極的傳感器裝置的側剖視圖，所述多個電極通過相應的對應觸點電連接至傳感器裝置的上側；

圖2示出了用于形成圖1的傳感器裝置的過程；

圖3示出了根據圖2的過程提供的絕緣體上硅(SOI)晶圓的側剖視圖；

圖4示出了根據圖2的過程提供的第二SOI晶圓的側剖視圖；

圖5示出了沿著其間埋設有第一電極的相應的氧化層鍵合的SOI晶圓和第二SOI晶圓的側剖視圖；

圖6示出了圖5的晶圓構型的側剖視圖，其中，第二SOI晶圓的第一層具有被蝕刻出的且用介電材料再填充的溝槽；

圖7示出了圖6的晶圓構型的側剖視圖，其示出了被圖案化后并覆蓋有氧化層的、以及使氧化層圖案化以形成觸點的部分后的第一層；

圖8示出了在通過附加的掩膜進行蝕刻操作以露出第一電極和SOI晶圓的基底層之后的圖7的晶圓構型的側剖視圖；

圖9示出了圖8的晶圓構型的側剖視圖，其中，第二層的第一外延部分具有被蝕刻出的且用介電材料再填充的溝槽；

圖10示出了圖9的晶圓構型的側剖視圖，其中，第二層的第一外延部分和第二外延部分被蝕刻以露出埋氧化層的溝槽；

圖11示出了圖1的傳感器裝置的另一實施例的側剖視圖，其中，第一電極通過硅層中的第一高摻雜式式離子注入區域進一步限定；

圖12示出了傳感器裝置的側剖視圖，該傳感器裝置合并了由硅晶圓的硅層中的高摻雜式離子注入區域限定的第一電極；以及

圖13示出了傳感器裝置的側剖視圖，該傳感器裝置合并了通過在硅晶圓的硅層中堆疊第一高摻雜式離子注入區域和第二高摻雜式離子注入區域而限定的第一電極。

具體實施方式

為了促進對公開原理的理解的目的，現在將參考附圖中示出的并且在以下書面說明書中描述的實施例。應當理解，并不意在由此限制公開的范圍。還應理解的是，本公開包括對所示實施例進行的任何改變和修改，并且還包括本公開所屬領域的普通技術人員通常會想到的對公開原理的進一步應用。

在許多這些實施例中，MEMS傳感器可用于感測物理條件(比如加速度、壓力或溫度)和用于提供代表所感測的物理條件的電信號。這些實施例可在多種應用場合中或隨多種應用場合實施，比如汽車、家用器具、筆記本電腦、手持式或便攜式計算機、移動電話、智能手機、無線裝置、平板電腦、個人數據助手(PDA)、MP3播放器、攝像機、GPS接收器或導航系統、電子閱讀顯示器、投影儀、駕駛艙控制裝置、游戲控制臺、耳機、頭戴耳機、助聽器、可穿戴顯示設備、安全系統等。