一种MEMS器件及其制备方法、电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种MEMS器件及其制备方法、电子装置。所述方法包括步骤S1：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有图案化的牺牲材料层，在所述牺牲材料层上形成有具有第一开口的掺杂的背板层；步骤S2：在所述半导体衬底上、所述掺杂的背板层上和所述第一开口中形成扩散阻挡层，以覆盖所述半导体衬底、所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层；步骤S3：对所述掺杂的背板层进行退火；步骤S4：蚀刻所述扩散阻挡层，以在所述掺杂的背板层的侧壁上形成间隙壁；步骤S5：在所述半导体衬底、所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层上形成未掺杂的背板层。所述方法可以避免未掺杂的背板层在顶角的塌陷问题(notching issue)，进一步提高了所述MEMS器件的良率和性能。

MEMS device and its preparing method and electronic device

The invention relates to a MEMS device and a preparation method thereof and an electronic device. The method comprises the steps of: providing a semiconductor substrate, forming S1 sacrificial layer is patterned on the semiconductor substrate, the sacrificial layer having a first opening and a backboard doped formed on the material layer; step S2: in the backplane layer on the semiconductor substrate, the doped and the first in the opening of a diffusion barrier layer is formed, the back layer to cover the semiconductor substrate, the sacrificial material layer and the doping; step S3: annealing back layer of the doped; step S4: etching the diffusion barrier layer on the back side of the doped layer complex formed on the wall the gap wall; step S5: the formation of the backplane layer undoped backplane layer of sacrificial material layer on the semiconductor substrate, wherein the doping and the. The method can avoid the undoped layer in the back vertex collapse problem (notching issue), to further improve the yield and performance of the MEMS device.

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS器件及其制备方法、电子装置
本专利技术涉及半导体领域，具体地，本专利技术涉及一种MEMS器件及其制备方法、电子装置。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，在传感器(sensor)类产品的市场上，智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，并朝尺寸小、性能高和功耗低的方向发展。其中，MEMS传感器广泛应用于汽车电子：如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子：如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子：如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等，电子音像领域：麦克风等设备。在MEMS领域中，电容式MEMS器件的工作原理是由振膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，现有常用的MEMS器件包括振膜、背板及位于背板下方的背腔组成。目前所述背板包括掺杂的多晶硅和覆盖所述多晶硅的SiN，而且在多晶硅掺杂之后还包括进行快速热退火的过程，但是在该过程中会造成所述掺杂的离子往外扩散，所述离子的扩散会影响RTA工艺中反应平台的温度，造成温度延迟反应，使得腔室内温度过高，同时还会在所述掺杂多晶硅上产生更高的残留应力。此外，除了上述问题还存在沉积SiN的过程中在所述多晶硅的顶角、侧壁上造成塌陷问题(notchingissue)，从而影响MEMS器件的良率和性能。现有技术中通过各种方法对所述制备工艺进行了改进，例如改变所述多晶硅的轮廓或者延长SiN的退火时间等，但是效果都不够理想。因此需要对目前所述MEMS器件及其制备方法作进一步的改进，以便消除上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术为了克服目前存在问题，提供了一种MEMS器件的制备方法，包括：步骤S1：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有图案化的牺牲材料层，在所述牺牲材料层上形成有具有第一开口的掺杂的背板层；步骤S2：在所述半导体衬底上、所述掺杂的背板层上和所述第一开口中形成扩散阻挡层，以覆盖所述半导体衬底、所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层；步骤S3：对所述掺杂的背板层进行退火；步骤S4：蚀刻所述扩散阻挡层，以在所述掺杂的背板层的侧壁上形成间隙壁；步骤S5：在所述半导体衬底、所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层上形成未掺杂的背板层，以包围所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层。可选地，所述方法还进一步包括：步骤S6：图案化所述未掺杂的背板层，以形成第二开口，露出所述牺牲材料层；步骤S7：去除所述牺牲材料层，以形成空腔；步骤S8：图案化所述半导体衬底，以形成第三开口，形成背腔。可选地，所述步骤S1包括：步骤S11：提供所述半导体衬底，在所述半导体衬底上形成所述牺牲材料层；步骤S12：沉积所述掺杂的背板层，以完全包裹所述半导体衬底和所述牺牲材料层；步骤S13：图案化所述掺杂的背板层和所述牺牲材料层，以减小所述掺杂的背板层和所述牺牲材料层的尺寸，露出所述半导体衬底的两端，同时在所述掺杂的背板层中形成所述第一开口，露出所述牺牲材料层。可选地，在所述步骤S2中，所述扩散阻挡层完全包裹所述掺杂的背板层、露出的所述半导体衬底和所述牺牲材料层。可选地，所述掺杂的背板层的厚度为200nm-400nm，掺杂浓度大于1E21。可选地，所述掺杂的背板层选用掺杂磷的多晶硅层。可选地，所述掺杂的背板层的沉积温度为520～540℃。可选地，所述扩散阻挡层的厚度大于600nm，其沉积温度大于600℃。可选地，在所述步骤S3中，所述退火的温度小于600℃，退火时间小于30S。可选地，所述未掺杂的背板层的厚度大于3um，其沉积温度为380～420℃。本专利技术还提供了一种如上述方法制备得到的MEMS器件。本专利技术还提供了一种电子装置，包括上述的MEMS器件。本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种MEMS器件的制备方法，为了防止掺杂的背板层在退火过程中掺杂离子的向外扩散，在所述掺杂的背板层的表面形成扩散阻挡层以完全包裹所述掺杂的背板层，防止离子的向外扩散，在退火完成之后对所述阻挡层进行图案化，以在所述掺杂的背板层的侧壁上形成间隙壁，在形成所述间隙壁之后在沉积所述未掺杂的背板层，以提高所述未掺杂的背板层的沉积和覆盖能力，同时还可以避免未掺杂的背板层在顶角的塌陷问题(notchingissue)，进一步提高了所述MEMS器件的良率和性能。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的装置及原理。在附图图1为本专利技术一具体实施方式中所述MEMS器件的结构示意图；图2为本专利技术一具体实施方式中所述MEMS器件的结构示意图；图3为本专利技术一具体实施方式中所述MEMS器件的结构示意图；图4为本专利技术一具体实施方式中所述MEMS器件的结构示意图；图5为本专利技术一具体实施方式中所述MEMS器件的结构示意图；图6为本专利技术一具体实施方式中MEMS器件的制备工艺流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS器件的制备方法，包括：步骤S1：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有图案化的牺牲材料层，在所述牺牲材料层上形成有具有第一开口的掺杂的背板层；步骤S2：在所述半导体衬底上、所述掺杂的背板层上和所述第一开口中形成扩散阻挡层，以覆盖所述半导体衬底、所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层；步骤S3：对所述掺杂的背板层进行退火；步骤S4：蚀刻所述扩散阻挡层，以在所述掺杂的背板层的侧壁上形成间隙壁；步骤S5：在所述半导体衬底、所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层上形成未掺杂的背板层，以包围所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件的制备方法，包括：步骤S1：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有图案化的牺牲材料层，在所述牺牲材料层上形成有具有第一开口的掺杂的背板层；步骤S2：在所述半导体衬底上、所述掺杂的背板层上和所述第一开口中形成扩散阻挡层，以覆盖所述半导体衬底、所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层；步骤S3：对所述掺杂的背板层进行退火；步骤S4：蚀刻所述扩散阻挡层，以在所述掺杂的背板层的侧壁上形成间隙壁；步骤S5：在所述半导体衬底、所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层上形成未掺杂的背板层，以包围所述牺牲材料层和所述掺杂的背板层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：步骤S6：图案化所述未掺杂的背板层，以形成第二开口，露出所述牺牲材料层；步骤S7：去除所述牺牲材料层，以形成空腔；步骤S8：图案化所述半导体衬底，以形成第三开口，形成背腔。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11：提供所述半导体衬底，在所述半导体衬底上形成所述牺牲材料层；步骤S12：沉积所述掺杂的背板层，以完全包裹所述半导体衬底和所述牺牲材料层；步骤S13：图案化所述掺杂的背板层和所述牺牲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张先明，王贤超，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31