[發明專利]一種MEMS器件及其制備方法、電子裝置

有效

• 申請號: 201410377487.5
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN105329839B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 鄭超;劉煉;李衛剛
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所11336
• 代理人: 高偉,馮永貞

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體地，本發明涉及一種MEMS器件及其制備方法、電子裝置。

背景技術

隨著半導體技術的不斷發展，在傳感器(motion sensor)類產品的市場上，智能手機、集成CMOS和微機電系統(MEMS)器件日益成為最主流、最先進的技術，并且隨著技術的更新，這類傳動傳感器產品的發展方向是規模更小的尺寸，高質量的電學性能和更低的損耗。

其中，MEMS傳感器廣泛應用于汽車電子：如TPMS、發動機機油壓力傳感器、汽車剎車系統空氣壓力傳感器、汽車發動機進氣歧管壓力傳感器(TMAP)、柴油機共軌壓力傳感器；消費電子：如胎壓計、血壓計、櫥用秤、健康秤，洗衣機、洗碗機、電冰箱、微波爐、烤箱、吸塵器用壓力傳感器，空調壓力傳感器，洗衣機、飲水機、洗碗機、太陽能熱水器用液位控制壓力傳感器；工業電子：如數字壓力表、數字流量表、工業配料稱重等。

在MEMS領域中，所述MEMS器件的工作原理是由震蕩膜(Membrane)的運動產生電容的變化，利用電容變化量進行運算和工作的，因此震蕩膜(Membrane)在正常工作時會上下震動，震蕩膜(Membrane)材料會在錨部(Anchor)區域發生摩擦、松動，更嚴重時導致震蕩膜(Membrane)脫落，導致器件失效。

因此，需要對目前所述MEMS器件的制備方法作進一步的改進，以便消除上述問題。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

本發明為了克服目前存在問題，提供了一種MEMS器件的制備方法，包括：

步驟S1：提供基底，在所述基底上形成有第一犧牲材料層和位于所述第一犧牲材料層上的支撐材料層，其中，在所述支撐材料層上還形成有間隔設置的晶核種子；

步驟S2：圖案化所述支撐材料層和所述晶核種子，以在所述第一犧牲材料層上形成間隔設置的至少兩個支撐材料疊層；

步驟S3：對所述晶核種子進行退火，以將所述晶核種子轉變成凸起；

步驟S4：在所述支撐材料疊層以及所述第一犧牲材料層上形成震蕩膜材料層，以在所述凸起上形成震蕩膜錨部，同時在所述震蕩膜錨部之間形成震蕩膜。

可選地，在所述步驟S1中，所述支撐材料層選用無定型硅。

可選地，在所述步驟S1中，所述晶核種子選用無定型硅。

可選地，所述步驟S4包括：

步驟S41：在所述支撐材料疊層上和所述第一犧牲材料層上沉積震蕩膜材料層，以覆蓋所述支撐材料疊層和所述第一犧牲材料層；

步驟S42：圖案化所述震蕩膜材料層，以去除所述支撐材料疊層外側的所述震蕩膜材料層，以形成所述震蕩膜錨部和所述震蕩膜。

可選地，在所述步驟S3中，在每個所述支撐材料疊層中至少形成有兩個間隔設置的所述凸起。

可選地，所述方法還包括以下步驟：

步驟S5：繼續沉積所述第一犧牲材料層并圖案化，以形成開口；

步驟S6：沉積第二犧牲材料層，以填充所述開口并覆蓋所述第一犧牲材料層，同時在所述開口的上方形成凹槽；

步驟S7：在所述凹槽之間的所述第二犧牲材料層上形成若干定極板；

步驟S8：沉積限制層，以覆蓋所述定極板和所述第二犧牲材料層；

步驟S9：圖案化所述基底的背面，以露出所述第一犧牲材料層；

步驟S10：去除所述震蕩膜中間部位上方和下方的所述第一犧牲材料層和所述第二犧牲材料層，以形成空腔。

本發明還提供了一種MEMS器件，包括：

基底；

犧牲材料層，位于所述基底上；

震蕩膜結構，包括震蕩膜和位于所述震蕩膜兩端的震蕩膜錨部，其中，所述震蕩膜錨部呈凸起形狀，嵌于所述犧牲材料層中；

定極板，包括若干相互間隔的部分，位于所述震蕩膜的上方；

空腔，位于所述震蕩膜和所述定極板之間。

可選地，所述震蕩膜錨部與犧牲材料層之間還形成有支撐材料疊層，所述支撐材料疊層包括支撐材料層以及位于其上的凸起。

可選地，所述凸起對無定型硅的晶核種子進行退火得到。

可選地，所述支撐材料層選用無定型硅，并對其進行退火。

可選地，所述震蕩膜錨部包括至少兩個相互連接的所述凸起形狀。