[發明專利]MEMS器件及其形成方法和形成叉指式電容電極結構的方法

有效

• 申請號: 201810845999.8
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109319729B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: S·普雷格爾;U·魯道夫
• 申請（專利權）人: 英飛凌技術德累斯頓有限責任公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;崔卿虎

本公開提供了在微電子機械系統(MEMS)器件的叉指式電容器中形成偏移。一種用于形成MEMS器件的方法可以包括：執行懸空硅工藝以在單晶硅襯底中在相對于單晶硅襯底的頂面第一深度處形成腔體；在單晶硅襯底的導電電極區域中形成電絕緣區域，電絕緣區域相對于單晶硅襯底的頂面延伸到小于第一深度的第二深度；以及蝕刻單晶硅襯底以暴露第一電極與第二電極之間的間隙，其中第二電極在第一深度區域內與第一電極分開由電絕緣區域和間隙限定的第一距離，并且其中第二電極在第二深度區域內與第一電極分開由間隙限定的第二距離。

技術領域

本公開涉及微電子機械系統領域。

背景技術

微電子機械系統(MEMS)器件可以包括使用微加工技術制造的器件，諸如換能器、傳感器、致動器等。MEMS器件可以通過測量換能器的物理狀態的變化并且將已轉換信號傳送到與MEMS器件連接的處理電子器件來感測來自環境的信息。MEMS器件可以使用類似于用于集成電路的微加工制造技術來制造。

發明內容

根據一些實現，一種用于形成微電子機械系統(MEMS)器件的方法可以包括：執行懸空硅工藝以在單晶硅襯底中在相對于單晶硅襯底的頂面的第一深度處形成腔體；在單晶硅襯底的導電電極區域中形成電絕緣區域，該電絕緣區域相對于單晶硅襯底的頂面延伸到小于第一深度的第二深度；以及蝕刻單晶硅襯底以暴露第一電極與第二電極之間的間隙，其中在第一深度區域內第二電極與第一電極分開由電絕緣區域和間隙限定的第一距離，并且其中在第二深度區域內第二電極與第一電極分開由間隙限定的第二距離。

根據一些實現，一種用于形成叉指式電容電極結構的方法可以包括：執行懸空硅工藝以在包括至少一個導電電極區域的襯底中形成腔體；以及形成結構化電極區域，使得在至少一個導電電極區域的第一電極與第二電極之間可以設置從襯底的頂面延伸到腔體的間隙，其中為了形成偏移，第二電極的端面的至少一部分可以相對于襯底的頂面與第一電極的端面偏移。

根據一些實現，一種微電子機械系統(MEMS)器件可以包括：包括MEMS結構的非絕緣體上硅(SOI)單晶半導體襯底，MEMS結構包括被布置為相對于彼此可移動并且通過間隙分開的第一電極和第二電極，其中第一電極和第二電極可以是叉指式電極結構的一部分，并且第一電極和第二電極可以在第一深度區域內彼此分開第一橫向距離并且在第二深度區域內彼此分開第二橫向距離。

附圖說明

圖1是MEMS器件可以在其中操作的示例系統的圖；

圖2是示例MEMS器件的圖；

圖3是示例懸空硅技術的圖；

圖4是沒有叉指式電容器中的偏移的示例MEMS器件的圖；

圖5A、圖5B以及圖6至圖9是具有叉指式電容器中的偏移的示例MEMS器件的圖；

圖10A至圖10I是用于形成具有叉指式電容器中的偏移的MEMS器件的示例過程的圖；以及

圖11和圖12是用于形成具有叉指式電容器中的偏移的MEMS器件的示例過程的流程圖。

具體實施方式

示例實現的以下詳細描述參考附圖。不同附圖中的相同的附圖標記可以標識相同或相似的元件。

圖1是MEMS器件可以在其中操作的示例系統100的圖。如圖1所示，系統100可以包括換能器單元110，換能器單元110可以包括MEMS器件120和專用集成電路(ASIC)130。如進一步所示，系統100可以包括處理器140。系統的組件100可以經由有線連接、無線連接或其某種組合來交互。