一种MEMS单片集成电路及其制备方法技术

本申请公开了一种MEMS单片集成电路及其制备方法，该方法包括：准备衬底，在所述衬底上形成金刚石层；在所述金刚石层上形成氮化铝层；在所述氮化铝层上制作MEMS器件和匹配电路；制作所述匹配电路内部的第一互联结构，以及所述MEMS器件与所述匹配电路之间的第二互联结构。本申请在衬底上形成金刚石层，使用氮化铝作为压电材料，形成MEMS集成器件，实现了提升MEMS器件的工作频率和带宽的技术效果。提升MEMS器件的工作频率和带宽的技术效果。提升MEMS器件的工作频率和带宽的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS单片集成电路及其制备方法


[0001]本申请涉及无线通信
，尤其涉及一种MEMS单片集成电路及其制备方法。

技术介绍

[0002]MEMS(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，微机电系统)是一种小型的器件或结构系统，其中可能包括集成的机械器件和电子器件，感应即时的或者局部环境变化；或者有相应信号输入时，对即时的或者局部环境做出某种物理上的交互动作。
[0003]SAW(Surface Acoustic Wave，表面声波)滤波器是MEMS中与RF(Radio Frequency，射频)相关的应用，常见于电子产品中。目前，表面声波滤波器通常是基于钽酸锂和铌酸锂材料制作而成，使用这两种材料制作的滤波器工作频率在3GHz以下，不能满足5G和未来通信的要求。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种MEMS单片集成电路及其制备方法，旨在解决MEMS器件工作频率和带宽低的问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种MEMS单片集成电路的制备方法，该方法包括：
[0006]准备衬底，在所述衬底上形成金刚石层；
[0007]在所述金刚石层上形成氮化铝层；
[0008]在所述氮化铝层上制作MEMS器件和匹配电路；
[0009]制作所述匹配电路内部的第一互联结构，以及所述MEMS器件与所述匹配电路之间的第二互联结构。
[0010]可选地，所述在所述衬底上形成金刚石层的步骤包括：
[0011]对所述衬底进行抛光和清洗；
[0012]在清洗后的衬底上通过化学气相沉积形成金刚石层；
[0013]对所述金刚石层的表面进行抛光。
[0014]可选地，所述在所述金刚石层上形成氮化铝层的步骤之前，还包括：
[0015]在所述金刚石层上形成种子层；
[0016]对所述种子层进行退火处理。
[0017]可选地，所述在所述金刚石层上形成氮化铝层的步骤包括：
[0018]通过反应磁控溅射法在所述金刚石层上溅射形成氮化铝层。
[0019]可选地，所述在所述金刚石层上形成氮化铝层的步骤之后，还包括：
[0020]对所述氮化铝层进行掺杂处理，其中，掺杂使用的元素为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铬、锆、锰和镁中的至少一种，掺杂的浓度为1at％
‑
50at％。
[0021]可选地，所述在所述氮化铝层上制作MEMS器件的步骤包括：
[0022]将金属材料蒸发或溅射在所述氮化铝层上，形成金属层，其中，所述金属材料为
金、铂、铜、铝、钼、钨、钛或钽；
[0023]对所述金属层依次进行涂胶、对准、曝光、显影、刻蚀、去胶、清洗处理，在所述金属层制作反射栅和叉指换能器。
[0024]可选地，所述在所述氮化铝层上制作MEMS器件的步骤之后，还包括：
[0025]在所述金属层上沉积形成钝化层，所述钝化层使用的材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝或氧化镓。
[0026]可选地，所述在所述氮化铝层上制作匹配电路的步骤包括：
[0027]在所述氮化铝层上制作电感、电容和电阻，所述电感包括电感金属绕组、电感金属间介质层、电感通孔和电感金属连线，所述电容包括电容金属电极、电容介质层、电容金属间介质层、电容通孔和电容金属连线，所述电阻包括薄膜电阻、电阻金属间介质层、电阻通孔和电阻金属连线。
[0028]可选地，所述在所述氮化铝层上制作MEMS器件和匹配电路的步骤之前，还包括：
[0029]对所述氮化铝层进行刻蚀，设置所述MEMS器件和所述匹配电路之间的隔离带。
[0030]此外，为实现上述目的，本申请还提供一种MEMS单片集成电路，由上文所述的MEMS单片集成电路的制备方法制备得到。
[0031]本申请将压电材料氮化铝制作在金刚石层表面，将氮化铝材料的优良的压电性能和金刚石的高声波传输速度结合起来，制作出高频率的表面声波MEMS器件，同时将表面声波MEMS器件与匹配电路集成在同一芯片上，形成MEMS单片集成电路，达到增加带宽、提升芯片性能、减小芯片面积、减低制造成本的目的。
附图说明
[0032]图1为本申请MEMS单片集成电路的制备方法第一实施例的流程示意图；
[0033]图2为本申请MEMS单片集成电路的制备方法制作金刚石层的示意图；
[0034]图3为本申请MEMS单片集成电路的制备方法制作氮化铝层的示意图；
[0035]图4为基于AlN材料的SAW谐振器的示意图；
[0036]图5a为本申请MEMS单片集成电路的制备方法制作金属层的示意图；
[0037]图5b为本申请MEMS单片集成电路的制备方法制作SAW谐振器的示意图；
[0038]图5c为本申请MEMS单片集成电路的制备方法刻蚀金属层和氮化铝层的示意图；
[0039]图6为MEMS单片集成电路的结构示意图；
[0040]图7为本申请MEMS单片集成电路的制备方法制作种子层的示意图；
[0041]图8a本申请MEMS单片集成电路的制备方法第三实施例制作SAW谐振器的示意图；
[0042]图8b为本申请MEMS单片集成电路的制备方法第三实施例制作氮化铝层的示意图；
[0043]图9为本申请MEMS单片集成电路的连接示意图；
[0044]图10为本申请制作的晶圆示意图。
[0045]本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0046]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0047]需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0048]另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS单片集成电路的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：准备衬底，在所述衬底上形成金刚石层；在所述金刚石层上形成氮化铝层；在所述氮化铝层上制作MEMS器件和匹配电路；制作所述匹配电路内部的第一互联结构，以及所述MEMS器件与所述匹配电路之间的第二互联结构。2.如权利要求1所述的MEMS单片集成电路的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底上形成金刚石层的步骤包括：对所述衬底进行抛光和清洗；在清洗后的衬底上通过化学气相沉积形成金刚石层；对所述金刚石层的表面进行抛光。3.如权利要求1所述的MEMS单片集成电路的制备方法，其特征在于，所述在所述金刚石层上形成氮化铝层的步骤之前，还包括：在所述金刚石层上形成种子层；对所述种子层进行退火处理。4.如权利要求1所述的MEMS单片集成电路的制备方法，其特征在于，所述在所述金刚石层上形成氮化铝层的步骤包括：通过反应磁控溅射法在所述金刚石层上溅射形成氮化铝层。5.如权利要求1所述的MEMS单片集成电路的制备方法，其特征在于，所述在所述金刚石层上形成氮化铝层的步骤之后，还包括：对所述氮化铝层进行掺杂处理，其中，掺杂使用的元素为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铬、锆、锰和镁中的至少一种，掺杂的浓度为1at％
‑
50at％。6.如权利要求1所述的MEMS单片集成电路的制备方法，其特征在于，所述在所述氮化铝层上制作MEMS器件的步骤包括：将金属材料蒸发或溅射在所述氮化铝层上，形成金属层，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊永辉，刘国梁，张汪根，吴先民，许明伟，樊晓兵，
申请(专利权)人：深圳市汇芯通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：