[發明專利]MEMS器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201810322121.6
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN110366089B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 李鑫;郭亮良
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H04R31/00
• 分類號: H04R31/00;H04R19/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明提供了一種MEMS器件及其制備方法，在基底的正面形成振動膜，在所述振動膜與所述基底之間形成支撐部，所述振動膜相對于所述支撐部在所述振動膜上的投影中心對稱，在所述基底的背面形成背腔，所述背腔暴露出所述振動膜且背向所述間隙，并保留所述背腔中與所述支撐部具有正對面積的基底作為所述支撐部的支撐基底，所述振動膜在振動時，在所述振動膜的邊緣與中心之間的中間位置發生振動，與現有技術相比，增大了有效振動區域，由此提高了MEMS器件的靈敏度及信噪比，同時減小了振動的幅度，降低了靈敏度及信噪比的波動范圍；同時減小了在機械可靠性試驗中施加到振動膜上的力，從而增加MEMS器件的可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種MEMS器件及其制備方法。

背景技術

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統)技術是指一種可將機械構件、驅動部件、光學系統、電控系統集成為一個整體的微型系統，它用微電子技術和微加工技術(如硅體微加工、硅表面微加工、晶片鍵合等)相結合的制造工藝，制造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳感器(例如慣性傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器等)、執行器、驅動器和微系統。

現有的MEMS器件一般包括基底，所述基底具有正面與背面，且所述基底具有貫穿正面與背面的背腔，在基底的正面上形成有振動膜，振動膜覆蓋背腔，在振動膜上形成有絕緣支撐部和橫亙在絕緣支撐部上的極板，極板與振動膜之間具有間隙，在極板上形成有若干相互隔開的通孔。在MEMS器件工作時，聲音從通孔進入間隙，引起振動膜的振動，所述振動膜與極板相對而構成一個電容。

但是，由于振動膜相當于一個薄膜在運動，在比較小的有效振動區域內會產生比較大的振幅，而振動的振幅較大會導致器件的靈敏度及信噪比的波動范圍增大，并且在一些機械類可靠性試驗時會對振動膜施加比較大的力，例如空氣壓力試驗或機械力沖擊試驗，容易造成振動膜的損失或損壞。

發明內容

本發明的目的在于提供一種MEMS器件及其制備方法，在振動膜與基底之間形成支撐部，在基底的背面形成背腔，且保留所述背腔中與所述支撐部具有正對面積的基底，以此增大有效振動區域，提高MEMS器件的靈敏度及信噪比。

為實現上述目的，本發明提供一種MEMS器件的制備方法，包括以下步驟：

提供一基底，所述基底具有正面與背面；

在所述基底的正面形成第一絕緣層，對所述第一絕緣層進行圖形化形成一第一凹槽，所述第一凹槽暴露出部分所述基底；

在所述第一凹槽內形成支撐部，在所述支撐部以及所述第一絕緣層上形成振動膜和極板，所述極板位于所述振動膜上且與所述振動膜絕緣隔離，所述極板和所述振動膜之間形成有間隙，在所述極板中形成有連通所述間隙的通孔，并且所述振動膜相對于所述支撐部在所述振動膜上的投影中心對稱；

在所述基底的背面形成背腔，所述背腔暴露出所述振動膜且背向所述間隙，并且所述背腔中保留有與所述支撐部具有正對面積的基底。

可選的，形成所述支撐部的步驟包括：

形成一振動膜層，所述振動膜層填滿所述第一凹槽并覆蓋所述第一絕緣層，位于所述第一凹槽內的所述振動膜層形成支撐部；

形成所述振動膜的步驟包括：

形成所述振動膜層之后，對所述振動膜層進行圖形化，形成覆蓋所述支撐部與所述第一絕緣層的振動膜。

可選的，對所述振動膜層進行圖形化之后，暴露出所述第一絕緣層的邊緣。

可選的，形成所述極板的步驟包括：

形成一第二絕緣層，所述第二絕緣層覆蓋所述振動膜與所述第一絕緣層；