[發(fā)明專利]MEMS傳感器及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010266612.0
• 申請日: 2020-04-07
• 公開（公告）號: CN111439721B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 王紅海
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興中芯集成電路制造股份有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81C3/00;B81B7/00;B81B7/02
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種MEMS傳感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一晶圓，所述第一晶圓上形成有圖案化的犧牲材料層以及功能層，所述功能層連續(xù)覆蓋所述犧牲材料層和所述第一晶圓的表面，所述功能層的上表面具有中間區(qū)域和位于所述中間區(qū)域外圍的第一鍵合區(qū)域；

在所述功能層的第一鍵合區(qū)域形成擋墻主體部分，并在所述擋墻主體部分的表面和所述功能層的表面形成金屬層；

刻蝕所述金屬層，在所述第一鍵合區(qū)域形成第一鍵合金屬和位于所述第一鍵合金屬里側(cè)和外側(cè)的擋墻，所述擋墻包括所述擋墻主體部分以及保留覆蓋在所述擋墻主體部分上表面和側(cè)表面的金屬層；

刻蝕所述功能層，在所述功能層的中間區(qū)域形成露出所述犧牲材料層的釋放孔，并通過所述釋放孔去除所述犧牲材料層，以在所述第一晶圓上形成空腔；以及

利用金屬鍵合工藝將所述第一晶圓和一第二晶圓鍵合，所述第二晶圓朝向所述第一晶圓的表面設置有第二鍵合區(qū)域，所述第二鍵合區(qū)域形成有第二鍵合金屬，所述第一鍵合金屬和所述第二鍵合金屬在所述擋墻之間接觸并反應生成一金屬塊。

2.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述金屬鍵合工藝利用所述擋墻控制反應程度，當所述擋墻接觸到所述第二晶圓的所述第二鍵合金屬周圍的表面時，停止所述金屬鍵合工藝。

3.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，去除所述犧牲材料層的蝕刻工藝采用氣態(tài)氫氟酸。

4.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述金屬層的材料包括鋁，所述第二鍵合金屬的材料包括鍺。

5.一種MEMS傳感器，其特征在于，包括：

第一晶圓，所述第一晶圓上設置有功能層，在所述第一晶圓表面和所述功能層之間形成有空腔，所述功能層的上表面具有中間區(qū)域和位于所述中間區(qū)域外圍的第一鍵合區(qū)域；

第二晶圓，位于所述功能層上方，所述第二晶圓的下表面具有第二鍵合區(qū)域，所述第二鍵合區(qū)域與所述功能層上表面的第一鍵合區(qū)域相對設置；以及

鍵合結(jié)構(gòu)，包括位于所述第一鍵合區(qū)域和所述第二鍵合區(qū)域之間的金屬塊和擋墻，所述金屬塊密封所述第一晶圓和所述第二晶圓之間的間隙，所述擋墻設置于所述金屬塊的里側(cè)和外側(cè)，所述擋墻包括設置在所述功能層表面的擋墻主體部分以及覆蓋在所述擋墻主體部分上表面和側(cè)表面的金屬層。

6.如權(quán)利要求5所述的MEMS傳感器，其特征在于，所述功能層的中間區(qū)域設置有圖案化的電極層，所述金屬層的材料與所述電極層的材料相同。

7.如權(quán)利要求5所述的MEMS傳感器，其特征在于，所述鍵合結(jié)構(gòu)中，所述擋墻上表面的金屬層與所述金屬塊周圍的第二晶圓表面接觸。

8.如權(quán)利要求5所述的MEMS傳感器，其特征在于，所述擋墻主體部分的材料為氧化硅。

9.如權(quán)利要求5至8任一項所述的MEMS傳感器，其特征在于，所述擋墻和所述金屬塊均為沿所述功能層的中間區(qū)域的圍向設置的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

10.如權(quán)利要求5至8任一項所述的MEMS傳感器，其特征在于，所述MEMS傳感器為MEMS慣性傳感器。