MEMS器件制造技术

一种MEMS器件包括：基底，具有第一空腔；第一牺牲层，位于基底上，具有第二空腔；振动隔膜层，振动隔膜层的至少一部分由第一牺牲层支撑，振动隔膜层包括位于第二空腔上方的振动隔膜，振动隔膜朝向第二空腔的表面具有向第二空腔突出的突点；第二牺牲层，位于振动隔膜上，具有第三空腔，振动隔膜的至少一部分位于第三空腔内；背极板层，位于第二牺牲层上，背极板层的至少一部分由第二牺牲层支撑，背极板层包括位于第三空腔上方的背极板；防粘附层，位于基底和振动隔膜层之间、背极板层和振动隔膜之间的所有裸露表面上。本实用新型专利技术可以有效地减少或防止基底和振动隔膜层之间、背极板层和振动隔膜之间的粘连。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于MEMS
，更具体地，涉及一种利用牺牲层形成防粘附突点以及在运动质量块层和多晶埋层或衬底之间形成三氧化铝防粘附层的双重防粘附MEMS器件。
技术介绍
MEMS技术被誉为21世纪带有革命性的高新技术，其发展始于20世纪60年代，MEMS是英文MicroElectroMechanicalsystems的缩写，即微电子机械系统，是微电子和微机械的巧妙结合。在以硅为基础的MEMS加工技术中，部分产品如电容式微硅麦克风，对该类产品的研究已有二十多年的进展，具体实现的方法有多种，主要结构如衬底硅片、空腔、牺牲氧化层、振动隔膜、绝缘氧化层、多晶背极板等，但在微硅麦克风器件的微型结构制造和应用过程中，当振动隔膜和硅衬底之间的表面吸附力大于微结构的弹性恢复力时，相邻的微型结构(衬底、振动隔膜、背极板等)之间将发生粘连，从而导致器件失效，使成品率下降，粘连已成为微机械加工和应用过程中产生成品报废的主要原因，严重制约了电容式微硅麦克风发展和产业化应用，有鉴于此，有必要对现有的电容式微硅麦克风的结构和制造方法予以改进以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种MEMS器件。根据本技术的一方面，提供一种MEMS器件包括：基底，所述基底具有第一空腔；第一牺牲层，位于所述基底上，所述第一牺牲层中具有第二空腔；振动隔膜层，所述振动隔膜层的至少一部分由所述第一牺牲层支撑，所述振动隔膜层包括位于所述第二空腔上方的振动隔膜，所述振动隔膜朝向所述第二空腔的表面具有向所述第二空腔突出的突点；第二牺牲层，位于所述振动隔膜上，所述第二牺牲层中具有第三空腔，所述振动隔膜的至少一部分位于所述第三空腔内；背极板层，位于所述第二牺牲层上，所述背极板层的至少一部分由所述第二牺牲层支撑，所述背极板层包括位于所述第三空腔上方的背极板；其中，所述MEMS器件还包括：防粘附层，位于所述基底和所述振动隔膜层之间、背极板层和振动隔膜之间的所有裸露表面上。优选地，所述第一牺牲层以及所述第二牺牲层的材料为氧化硅。优选地，所述基底为半导体衬底，所述第一牺牲层位于所述半导体衬底上。优选地，所述突点的形状为V形、倒梯形或圆弧形，所述突点自所述振动隔膜朝向所述第二空腔的表面突出的高度为0.5μm至0.8μm。优选地，所述MEMS器件还包括：第三牺牲层，位于所述背极板层上；金属层，位于所述第三牺牲层上，所述金属层包括引线。优选地，所述第三牺牲层中具有通孔，所述金属层经由所述通孔与所述振动隔膜层、所述背极板层连接。优选地，所述振动隔膜层和/或所述背极板层的材料为多晶硅。优选地，所述防粘附层还位于所述背极板层上和/或所述MEMS器件裸露的表面上。优选地，所述防粘附层的材料为三氧化铝。根据本技术的另一方面，提供一种MEMS器件的制造方法，包括：提供基底，在所述基底上形成第一牺牲层；对所述第一牺牲层的上表面进行刻蚀以形成凹坑；在所述第一牺牲层的上表面形成包括释放孔的振动隔膜层，所述振动隔膜层填充所述凹坑；形成覆盖所述振动隔膜层的第二牺牲层；在所述第二牺牲层的上表面形成包括释放孔的背极板层；在基底的背面形成深槽，并通过所述深槽对所述基底进行腐蚀以在所述基底中形成第一空腔；通过所述振动隔膜层的释放孔以及所述背极板层的释放孔对所述第一牺牲层和第二牺牲层进行腐蚀以在第一牺牲层中形成第二空腔、在第二牺牲层中形成第三空腔，填充在所述凹坑中的振动隔膜层向所述第二空腔突出；在所述基底和所述振动隔膜层之间、背极板层和振动隔膜之间的所有裸露表面上形成防粘附层。优选地，所述第一牺牲层以及所述第二牺牲层的材料为氧化硅。优选地，所述基底为半导体衬底，所述第一牺牲层位于所述半导体衬底上。优选地，所述凹坑的形状为V形、倒梯形或圆弧形，深度为0.5μm至0.8μm。优选地，所述制造方法还包括：在所述背极板层上形成第三牺牲层；在所述第三牺牲层上形成金属层，并对所述金属层图形化形成引线。优选地，所述制造方法还包括：在所述第三牺牲层上形成通孔，所述金属层经由所述通孔与所述振动隔膜层、所述背极板层连接。优选地，所述振动隔膜层和/或所述背极板层的材料为多晶硅。优选地，所述制造方法还包括：在所述背极板层上和/或所述MEMS器件裸露的表面上形成所述防粘附层。优选地，所述防粘附层的材料为三氧化铝。优选地，采用HF酸熏蒸的方式对所述第一牺牲层或第二牺牲层进行气相腐蚀。本技术实施例的MEMS器件中，振动隔膜在朝向下方空腔的表面上具有突点，该突点可以有效地减小振动隔膜与基底的接触面积，从而减少或防止粘连，避免器件失效；振动隔膜与基底之间、背极板层和振动隔膜之间的所有裸露的表面上形成三氧化铝防粘附层，由于三氧化铝的疏水性和低表面粘附力，既起到双重防粘附的目的，又不影响器件性能。附图说明通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是根据本技术实施例的MEMS器件的制造方法的流程示意图；图2至图12是根据本技术实施例的MEMS器件的制造方法中各个步骤对应的器件剖面示意图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本技术的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。本技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。图1是根据本技术实施例的MEMS器件的制造方法的流程示意图。如图1所示，根据本实施例的MEMS器件的制造方法可以包括如下步骤。在步骤S101中，提供基底，在所述基底上形成第一牺牲层。在步骤S102中，对所述第一牺牲层的上表面进行刻蚀以形成凹坑。在步骤S103中，在所述第一牺牲层的上表面形成包括释放孔的振动隔膜层，所述振动隔膜层填充所述凹坑。在步骤S104中，形成覆盖所述振动隔膜层的第二牺牲层。在步骤S105中，在所述第二牺牲层的上表面形成包括释放孔的背极板层。在步骤S106中，在基底的背面形成深槽，并通过所述深槽对所述基底进行腐蚀以在所述基底中形成第一空腔。在步骤S107中，通过所述振动隔膜层的释放孔以及所述背极板层的释放孔对所述第一牺牲层和第二牺牲层进行腐蚀以在第一牺牲层中形成第二空腔、在第二牺牲层中形成第三空腔，填充在所述凹坑中的振动隔膜层向所述第二空腔突出。在步骤S108中，在所述基底和所述振动隔膜层之间的裸露表面上形成防粘附层。下面参照图2至图12进行详细说明。如图2所示，首先提供基底10，然后在所述基底10上形成第一牺牲层102。作为一个优选的例子，该基底10可以为半导体衬底101。更加具体而言，半导体衬底101可以是常规半导体工艺中的硅衬底，例如可以是晶向为<100>的N型硅衬底。第一牺牲层102的材料可以是常规半导体工艺中的绝缘材料，例如氧化硅。例如，可以使用热氧化、低压化学气相淀积(LPVCD)或者等离子增强型化学气相淀积(PECVD)等方法在半导体衬底101上形成氧化硅材质的第一牺牲层102。第一牺牲层102的典型厚度可以是1μm至2μm。如图3所示，对所述第一牺牲层102的上表面进行刻蚀以形成凹坑103。进一步而言，可以采用常规半导体工艺中的光刻工艺，在第一牺牲层102的上表面形成凹坑103的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS器件，其特征在于，包括：基底，所述基底具有第一空腔；第一牺牲层，位于所述基底上，所述第一牺牲层中具有第二空腔；振动隔膜层，所述振动隔膜层的至少一部分由所述第一牺牲层支撑，所述振动隔膜层包括位于所述第二空腔上方的振动隔膜，所述振动隔膜朝向所述第二空腔的表面具有向所述第二空腔突出的突点；第二牺牲层，位于所述振动隔膜层上，所述第二牺牲层中具有第三空腔，所述振动隔膜的至少一部分位于所述第三空腔内；背极板层，位于所述第二牺牲层上，所述背极板层的至少一部分由所述第二牺牲层支撑，所述背极板层包括位于所述第三空腔上方的背极板；其中，所述MEMS器件还包括：防粘附层，位于所述基底和所述振动隔膜层之间、背极板层和振动隔膜之间的所有裸露表面上。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件，其特征在于，包括：基底，所述基底具有第一空腔；第一牺牲层，位于所述基底上，所述第一牺牲层中具有第二空腔；振动隔膜层，所述振动隔膜层的至少一部分由所述第一牺牲层支撑，所述振动隔膜层包括位于所述第二空腔上方的振动隔膜，所述振动隔膜朝向所述第二空腔的表面具有向所述第二空腔突出的突点；第二牺牲层，位于所述振动隔膜层上，所述第二牺牲层中具有第三空腔，所述振动隔膜的至少一部分位于所述第三空腔内；背极板层，位于所述第二牺牲层上，所述背极板层的至少一部分由所述第二牺牲层支撑，所述背极板层包括位于所述第三空腔上方的背极板；其中，所述MEMS器件还包括：防粘附层，位于所述基底和所述振动隔膜层之间、背极板层和振动隔膜之间的所有裸露表面上。2.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述第一牺牲层以及所述第二牺牲层的材料为氧化硅。3.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻永祥，刘琛，季锋，覃耀慰，
申请(专利权)人：杭州士兰集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33