[發(fā)明專利]集積式CMOS及MEMS傳感器制作方法與結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580047745.6
• 申請(qǐng)日: 2015-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN106660782B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·斯邁斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 因文森斯公司
• 主分類號(hào): B81B7/00
• 分類號(hào): B81B7/00
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽(yáng)

揭示一種提供CMOS?MEMS結(jié)構(gòu)的方法。本方法包含圖型化MEMS致動(dòng)器襯底上的第一頂端金屬及CMOS襯底上的第二頂端金屬。MEMS致動(dòng)器襯底與CMOS襯底各于其上包括氧化層。本方法包括蝕刻MEMS致動(dòng)器襯底及底座襯底上的各氧化層，利用第一接合步驟將MEMS致動(dòng)器襯底的經(jīng)圖型化的第一頂端金屬接合至底座襯底的經(jīng)圖型化的第二頂端金屬。最后，本方法包括將致動(dòng)器層蝕刻成MEMS致動(dòng)器襯底，并且利用第二接合步驟將MEMS致動(dòng)器襯底接合至MEMS握把襯底。

相關(guān)申請(qǐng)案交互參照

本申請(qǐng)案主張2014年7月7日提出申請(qǐng)的發(fā)明名稱為「INTEGRATED CMOS AND MEMSSENSOR FABRICATION METHOD AND STRUCTURE」的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第62/021,626號(hào)根據(jù)35 USC 119(e)的優(yōu)先權(quán)，其全文引用合并于本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明基本上是關(guān)于CMOS-MEMS集積式裝置，且更尤指CMOS-MEMS集積式裝置的制作方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上，為了提供具有至少一個(gè)凹穴于其中的CMOS-MEMS結(jié)構(gòu)，在高溫(400度以上)下需要用以將CMOS襯底有效接合至MEMS襯底的高接合力(等于或大于300psi)。高溫在接合結(jié)構(gòu)上造成高應(yīng)力。另外，由于需要用以形成隔絕體的計(jì)時(shí)蝕刻(timed etch)，因此難以達(dá)成控制結(jié)構(gòu)中的間隙高度的目的。從而需要一種用以解決以上所鑒別問(wèn)題的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決此一需求。

發(fā)明內(nèi)容

揭示一種提供CMOS-MEMS結(jié)構(gòu)的方法。本方法包含圖型化MEMS致動(dòng)器襯底上的第一頂端金屬及CMOS襯底上的第二頂端金屬。MEMS致動(dòng)器襯底與CMOS襯底各于其上包括氧化層。本方法包括蝕刻MEMS致動(dòng)器襯底及底座襯底上的各氧化層，利用第一接合步驟將MEMS致動(dòng)器襯底的經(jīng)圖型化的第一頂端金屬接合至底座襯底的經(jīng)圖型化的第二頂端金屬。最后，本方法包括將致動(dòng)器層蝕刻成MEMS致動(dòng)器襯底，并且利用第二接合步驟將MEMS致動(dòng)器襯底接合至MEMS握把襯底。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)一具體實(shí)施例的CMOS-MEMS結(jié)構(gòu)圖。

圖2為根據(jù)一具體實(shí)施例的CMOS-MEMS結(jié)構(gòu)制作程序流程的流程圖。

圖3A至3F為根據(jù)圖2的程序流程制作CMOS-MEMS結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明基本上是關(guān)于CMOS-MEMS集積式裝置，且更尤指CMOS-MEMS集積式裝置的制作方法。以下說(shuō)明可使所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作并使用本發(fā)明，并且以下說(shuō)明在專利申請(qǐng)及其要件的背景下所提供。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將輕易明白較佳具體實(shí)施例的各種修改、以及本文所述的通用原理及特征。根據(jù)本發(fā)明的方法及系統(tǒng)并非意味著受限于所示的具體實(shí)施例，而是要符合與本文中所述原理及特征一致的最廣范疇。

在所述具體實(shí)施例中，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)指一種使用似半導(dǎo)體制程制作并呈現(xiàn)如移動(dòng)或變形能力之類的機(jī)械特性的結(jié)構(gòu)或裝置類別。MEMS通常(但非必然)與電信號(hào)交互作用。MEMS裝置包括但不限于陀螺儀、加速儀、地磁儀、壓力傳感器、以及射頻組件。含有MEMS結(jié)構(gòu)的硅晶圓稱為MEMS晶圓。

在所述具體實(shí)施例中，MEMS裝置可指稱為實(shí)施成微機(jī)電系統(tǒng)的半導(dǎo)體裝置。MEMS結(jié)構(gòu)可指稱為可為更大MEMS裝置一部分的任何特征。工程硅絕緣體(ESOI)晶圓可指稱為硅裝置層或襯底下方具有凹穴的SOI晶圓。握把晶圓典型指當(dāng)作載體使用的較厚襯底，供硅絕緣體晶圓中的較薄硅裝置襯底使用。握把襯底及握把晶圓可互換。

在所述具體實(shí)施例中，凹穴可指稱為襯底晶圓中的開口或凹口，而圍封可指稱為完全包圍的空間。接合室可為進(jìn)行晶圓接合制程的一件接合設(shè)備中的圍封。接合室中的空氣組成(atmosphere)決定接合晶圓中密封的空氣組成。