[發明專利]MEMS器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202110074154.5
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112897454A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 季鋒;聞永祥;劉琛;吳仕劍;程燕;賀錦
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭集成電路有限公司;杭州士蘭集昕微電子有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;楊思雨

本申請公開了一種MEMS器件及其制造方法，該制造方法包括：在第一襯底上形成犧牲層；在犧牲層上形成功能層；在功能層的表面的鍵合區上形成金屬保護層；去除部分功能層形成第一通道；經由第一通道去除部分犧牲層形成空腔，以釋放部分功能層形成可移動質量塊；形成第一有機膜，第一有機膜覆蓋金屬保護層、功能層的表面、第一通道與空腔的內表面；加熱第一有機膜，以使金屬保護層上的第一有機膜的有機分子被破壞；以及去除金屬保護層，以暴露鍵合區。該制造方法通過去除金屬保護層將其上的有機膜去除，從而暴露出鍵合區，其他區域的有機膜被保留，兼顧了鍵合與保護的功能。

技術領域

本申請涉及半導體制造技術領域，更具體地，涉及一種MEMS器件及其制造方法。

背景技術

MEMS(Micro Electromechanical System，即微電子機械系統)是指集微型傳感器、執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統。它是在融合多種微細加工技術并應用現代信息技術的最新成果的基礎上發展起來的高科技前沿技術。

MEMS技術的發展開辟了一個全新的技術領域和產業，采用MEMS技術制作的微傳感器、微執行器、微型構件、微機械光學器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空航天、汽車、生物醫學、環境監控、軍事等領域中都有著十分廣闊的應用前景。

目前MEMS市場的主導產品為壓力傳感器、加速度計、微陀螺儀和硬盤驅動頭等。未來5年MEMS器件的銷售額將呈迅速增長之勢，給機械電子工程、精密機械及儀器、半導體物理等學科的發展提供了極好的機遇和嚴峻的挑戰。

因此，希望進一步優化MEMS器件的結構與制造方法，使得MEMS器件的性能更高。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種MEMS器件及其制造方法，金屬保護層覆蓋功能層上的鍵合區，在形成有機膜之后，可以通過去除金屬保護層將其上的有機膜去除，從而暴露出鍵合區，其他區域的有機膜被保留，兼顧了鍵合與保護的功能。

根據本發明實施例的一方面，提供一種MEMS器件的制造方法，包括：在第一襯底上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成功能層；在所述功能層的表面的鍵合區上形成金屬保護層；去除部分所述功能層形成第一通道；經由所述第一通道去除部分所述犧牲層形成空腔，以釋放部分所述功能層構成的可移動質量塊；形成第一有機膜，所述第一有機膜覆蓋所述金屬保護層和所述功能層的表面，還覆蓋所述第一通道與所述空腔的內表面；加熱所述第一有機膜，以使所述金屬保護層上的第一有機膜的有機分子被破壞；以及去除所述金屬保護層，以暴露所述鍵合區。

可選地，在加熱所述第一有機膜的步驟中，位于所述功能層的表面、位于所述第一通道與所述空腔的內表面的第一有機膜的有機分子被保留。

可選地，在形成所述第一有機膜的步驟之前，所述制造方法還包括在所述功能層的表面形成外部焊盤，所述第一有機膜還覆蓋所述外部焊盤，在加熱所述第一有機膜的步驟中，所述外部焊盤上的第一有機膜的有機分子被破壞。

可選地，還包括：在第二襯底的表面形成鍵合焊盤，所述第二襯底具有凹槽；以及將所述鍵合焊盤與所述鍵合區相對，并將所述第一襯底和所述第二襯底鍵合。

可選地，在將所述第一襯底和所述第二襯底鍵合的步驟之前，所述制造方法還包括：形成第二有機膜，所述第二有機膜覆蓋所述鍵合焊盤的表面與所述凹槽的內表面；加熱所述第二有機膜，以使所述鍵合焊盤上的第二有機膜的有機分子被破壞；以及去除部分所述鍵合焊盤，以去除所述鍵合焊盤上的第二有機膜。

可選地，所述鍵合焊盤包括：位于所述第二襯底的表面的第一金屬層；以及位于所述第一金屬層表面的第二金屬層，去除部分所述鍵合焊盤的步驟包括去除部分所述第二金屬層。

可選地，所述功能層的材料包括多晶硅，將所述第一襯底和所述第二襯底鍵合的步驟包括將所述第一金屬層、所述第二金屬層以及所述鍵合區的功能層共晶鍵合。