集成芯片及其形成方法技术

本发明专利技术的实施例提供一种集成芯片，包含：第一衬底；第二衬底，上覆于第一衬底；以及第三衬底，上覆于第二衬底。第一衬底、第二衬底以及第三衬底至少部分地定义空腔，且第二衬底包含第一衬底与第三衬底之间的空腔中的可移动块。吸气剂结构处于空腔中，且包含吸气剂层和过滤层。吸气剂层包括吸气剂材料。过滤层具有邻接吸气剂层的第一侧，且进一步具有与第一侧相对且面向空腔的第二侧。过滤层配置成在阻挡任何杂质时将吸气剂材料从第一侧传递到第二侧。

Integrated chip and its forming method

【技术实现步骤摘要】
集成芯片及其形成方法
本专利技术的实施例涉及一种集成芯片及其形成方法。
技术介绍
微机电系统(Microelectromechanicalsystems；MEMS)是将微型化机械元件和机电元件集成在集成芯片上的技术。通常使用微制造技术制造MEMS器件。近年来，MEMS器件已见到各种应用。举例来说，MEMS器件可见于手机(例如，加速计、陀螺仪、数字罗盘)、压力传感器、微流体元件(例如，阀门、泵)、光学开关(例如，反射镜)等。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种集成芯片，其特征在于，包括：第一衬底；第二衬底，上覆于所述第一衬底；第三衬底，上覆于所述第二衬底，其中所述第一衬底、所述第二衬底以及所述第三衬底至少部分地定义空腔，且其中所述第二衬底包括位于所述空腔中且位于所述第一衬底与所述第三衬底之间的可移动块；以及吸气剂结构，位于所述空腔中且包括吸气剂层和过滤层，其中所述吸气剂层包括吸气剂材料，其中所述过滤层具有邻接所述吸气剂层的第一侧，且进一步具有与所述第一侧相对且面向所述空腔的第二侧，且其中所述过滤层配置成在阻挡任何杂质时将所述吸气剂材料从所述第一侧传递到所述第二侧。此外，本专利技术的其他实施例提供一种集成芯片，其特征在于，包括：载体衬底；顶盖衬底，上覆于所述载体衬底；微机电系统(MEMS)衬底，夹在所述载体衬底与所述顶盖衬底之间，其中所述载体衬底、所述顶盖衬底以及所述微机电系统衬底至少部分地定义空腔，且其中所述微机电系统衬底包括位于所述空腔中且位于所述载体衬底与所述顶盖衬底之间的可移动块；以及吸气剂结构，位于所述空腔中且包含吸气剂层、氧化层以及扩散层，其中所述吸气剂层包括第一材料，所述氧化层包括所述第一材料的氧化物，且所述扩散层包括第二材料，且其中所述扩散层位于所述吸气剂层与所述氧化层之间。另外，本专利技术的其他实施例提供一种形成集成芯片的方法，其特征在于，包括：在顶盖衬底上形成多层膜，其中所述多层膜包括含有第一材料的吸收层，且进一步包括含有与所述第一材料不同的第二材料的吸收增强层；在所述多层膜中执行刻蚀工艺，以划定所述多层膜的粘结环部分和所述多层膜的吸气剂部分；在所述多层膜的所述吸气剂部分中执行薄化工艺，以减小所述吸气剂部分处的所述吸收增强层的厚度而不减小所述粘结环部分处的所述吸收增强层的厚度；以及将所述多层膜粘结到微机电系统结构，使得所述吸气剂部分上覆于所述微机电系统结构中的可移动块且密封空腔，所述可移动块处于所述空腔内。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本公开的实施例的方面。应注意，根据业界中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了论述清楚起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1说明包含具有吸气剂结构的微机电系统(MEMS)器件的集成芯片的一些实施例的横截面图。图2A到图2D说明图1的吸气剂结构的一些替代实施例的横截面图。图3说明其中吸气剂结构接触粘结环结构的图1的集成芯片的一些替代实施例的横截面图。图4说明其中接触垫上覆于MEMS衬底的图1的集成芯片的一些替代实施例的横截面图。图5说明其中自组装单层(self-assembledmonolayer；SAM)包封多个柔软可移动元件的图1的集成芯片的一些替代实施例的横截面图。图6到图12说明形成包含具有吸气剂结构的微机电系统(MEMS)器件的集成芯片的一些实施例的横截面图。图13说明图6到图12的方法的一些实施例的流程图。附图标号说明100、300、400、500：集成芯片；102：互补金属氧化物半导体结构；104：半导体衬底；106：晶体管器件；108：金属内连线层；110：层间介电层；112：钝化层；113：电极；114：微机电衬底；116：柔软可移动元件；118：空腔；120：顶盖衬底；120a：第一侧；122：粘结环结构；124：粘结环吸气剂；125：顶部粘结环；126：粘结环过滤层；128：粘结界面；130：底部粘结环；132：粘结环氧化层；134：吸气剂结构；136：吸气剂层；138：过滤层；138a：第一过滤侧；138b：第二过滤侧；140：吸气剂结构氧化层；200a、200b、200c、200d、600、700、800、900、1000、1100、1200：横截面图；202：界面区；301：金属层；302：多晶硅层；304：下部氧化层；402：集成电路管芯；404：接触垫；502：自组装单层；602：反应层；702：非反应层；802：反应过滤层；804：非反应膜；901a：第一开口；901b：第二开口；902：顶部粘结结构；904：多层吸气剂结构；906：中心非反应结构；908：中心反应过滤层；1300：方法；1302、1304、1306、1308、1310、1312：动作；Tob、Tsw1、Tsw2、Tsw3、Tbr、Tcg：厚度。具体实施方式本公开的实施例提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的具体实例以简化本公开。当然，这些只是实例且并不意欲为限制性的。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征和第二特征直接接触地形成的实施例，且还可包含额外特征可在第一特征与第二特征之间形成使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开的实施例可在各种实例中重复附图标号和/或字母。这种重复是出于简化和清楚的目的，且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。此外，为易于描述，可在本文中使用空间相对术语，如“在…下方”、“在…下”、“下部”、“在…上方”、“上部”以及类似术语，以描述如图式中所说明的一个元件或特征与另一(一些)元件或特征的关系。除图式中所描绘的定向以外，空间相对术语意欲涵盖器件在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的空间相对描述词同样可相应地进行解释。微机电系统(MEMS)器件通常包括邻接空腔的可移动软机械结构，所述空腔允许软机械结构在MEMS器件的操作期间自由地移动。根据用于形成MEMS器件的一些工艺，空腔形成于顶盖衬底中，且然后顶盖衬底粘结到MEMS衬底。粘结工艺是高温，且空腔的至少一部分安置于MEMS衬底与顶盖衬底之间。此外，在高温粘结工艺前或后，使用另一高温粘结工艺将MEMS衬底粘结到CMOS结构(具有一或多个晶体管器件)。应理解，以上用于形成MEMS器件的工艺可存在许多实际困难。举例来说，顶盖衬底可支持包括反应材料(例如，钛)的吸气剂层，以防止释气且维持空腔的真空密封。可通过溅镀工艺形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成芯片，其特征在于，包括：/n第一衬底；/n第二衬底，上覆于所述第一衬底；/n第三衬底，上覆于所述第二衬底，其中所述第一衬底、所述第二衬底以及所述第三衬底至少部分地定义空腔，且其中所述第二衬底包括位于所述空腔中且位于所述第一衬底与所述第三衬底之间的可移动块；以及/n吸气剂结构，位于所述空腔中且包括吸气剂层和过滤层，其中所述吸气剂层包括吸气剂材料，其中所述过滤层具有邻接所述吸气剂层的第一侧，且进一步具有与所述第一侧相对且面向所述空腔的第二侧，且其中所述过滤层配置成在阻挡任何杂质时将所述吸气剂材料从所述第一侧传递到所述第二侧。/n

【技术特征摘要】
20180927 US 62/737,296;20181221 US 16/229,7361.一种集成芯片，其特征在于，包括：
第一衬底；
第二衬底，上覆于所述第一衬底；
第三衬底，上覆于所述第二衬底，其中所述第一衬底、所述第二衬底以及所述第三衬底至少部分地定义空腔，且其中所述第二衬底包括位于所述空腔中且位于所述第一衬底与所述第三衬底之间的可移动块；以及
吸气剂结构，位于所述空腔中且包括吸气剂层和过滤层，其中所述吸气剂层包括吸气剂材料，其中所述过滤层具有邻接所述吸气剂层的第一侧，且进一步具有与所述第一侧相对且面向所述空腔的第二侧，且其中所述过滤层配置成在阻挡任何杂质时将所述吸气剂材料从所述第一侧传递到所述第二侧。


2.根据权利要求1所述的集成芯片，其特征在于，所述吸气剂材料配置成与所述空腔中的释气物质反应以在所述过滤层的所述第二侧上形成氧化层。


3.根据权利要求1所述的集成芯片，其特征在于，所述吸气剂层的底部表面包括多个突出部，其中所述过滤层的所述第一侧包括与所述多个突出部相接的多个凹部。


4.根据权利要求1所述的集成芯片，其特征在于，所述过滤层的所述第二侧具有粗糙表面。


5.根据权利要求1所述的集成芯片，其特征在于，所述吸气剂材料从所述过滤层的顶部表面传送到所述过滤层的底部表面。


6.一种集成芯片，其特征在于，包括：
载体衬底；
顶盖衬底，上覆于所述载体衬底；
微机电系统衬底，夹在所述载体衬底与所述顶盖衬底之间，其中所述载体衬底、所述顶盖衬底以及所述微机电系统衬底至少部分地定义空腔，且其中所述微机电系统衬底包括位于所述空腔中且位于所述载体衬底与所述顶盖衬底之间的可移...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亭蓉，曾李全，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71