在微机电系统感测器中黏滞力减少的方法技术方案

本发明专利技术的方法包含通过为在形成于衬底上的缓冲块上收集的电荷提供导电路径来减少MEMS装置的黏滞力。所述缓冲块通过在所述衬底上沉积且图案化介电材料形成，且所述导电路径由沉积在所述缓冲块上的导电层提供。所述导电层还可以经粗糙化以减少黏滞力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
无
技术介绍
本专利技术的各种实施例和方法大体上涉及微机电系统(MEMS)装置，且尤其涉及具有减少的黏滞力的MEMS装置。缓冲块通常用于微机电系统(MEMS)装置中。通常包含移动部分的MEMS装置的已知问题是，当致动器与另一表面接触时，在冲击或甚至正常操作期间，所述致动器常常经历剥落。这显然导致所不希望的性能和可能较短的使用寿命。缓冲块已经在历史上用于帮助减少MEMS装置所经受的影响。用于MEMS装置/感测器中的缓冲块可以有效地限制MEMS致动器的行进距离。然而，常常用于形成缓冲块的介电材料的使用在其电场中引入充电和干扰，使得MEMS致动器漂移或不稳定地响应且甚至可能导致电短路。因此，需要可靠的MEMS装置。
技术实现思路
简单来说，本专利技术的方法包含通过为在缓冲块上收集的电荷提供导电路径来减少MEMS装置的黏滞力，所述缓冲块形成于衬底上。所述缓冲块通过在所述衬底上沉积且图案化介电材料形成，且导电路径由沉积在所述缓冲块上的第一导电层提供。可以通过参考说明书的其余部分和附图来实现对本文中揭示的特定实施例的性质和优点的进一步理解。【附图说明】图1示出MEMS装置100的截面视图的实施例。图2示出具有绝缘缓冲块的MEMS装置200的截面视图的另一实施例。图3示出具有在衬底上的缓冲块的MEMS装置300的截面视图的另一实施例。图4示出缓冲块的截面视图的又另一个实施例。【具体实施方式】在所描述的实施例中，微机电系统(MEMS)是指使用类半导体过程制造且显示例如移动或变形的能力的机械特性的一类结构或装置。MEMS常常但并不总是与电信号交互。MEMS装置包含但不限于陀螺仪、加速度计、磁力计和压力感测器。包含MEMS结构的硅晶片被称作MEMS晶片。在所描述的实施例中，MEMS装置可以指实施为微机电系统的半导体装置。MEMS结构可以指可以是较大MEMS装置的部分的任何特征。如本文中所使用，“黏滞力”是所不希望的情况，所述情况在表面粘着力高于MEMS结构或MEMS装置的机械复原力时出现。黏滞力被认为常常发生在其中具有极为接近的面积的两个表面进行接触的情况中。在宏观和微观粗糙度水平处的接触面积越大，黏滞力的风险就越大。在微观水平处，软材料可能变形，从而有效地增加接触面积。表面可能无意地由包含振动、冲击和表面张力外部环境力引至接触，所述外部环境力在常常用于微制造过程的牺牲释放步骤期间存在。两个表面的粘着可能发生，从而导致所不希望的黏滞力。在以下描述中，本专利技术的方法包含通过为在形成于半导体衬底上的缓冲块上收集的电荷提供导电路径来减少MEMS装置的黏滞力，其中所述缓冲块通过在半导体衬底上沉积且图案化介电材料形成，并且此外其中所述导电路径由沉积在缓冲块上的第一导电层提供。除非上下文另外明确规定，否则如在本文中的描述中和贯穿所附权利要求书所使用，“一(a)”、“一(an)”和“所述”包含复数个参考物。并且，除非上下文另外明确规定，否则如在本文中的描述中和贯穿所附权利要求书所使用，“在…中(in) ”的含义包括“在…中(in)”和“在…上(on)”。尽管已关于其特定实施例描述说明书，但是这些特定实施例仅是说明性的而非限制性的。本专利技术的特定实施例和方法揭示:将保形导电涂层的薄层涂覆在介电材料上；形成导电(泄漏)路径以减少介电材料上的电荷。另外，经涂覆的缓冲块可以与功能电极绝缘以防止短路。具有与MEMS致动器相同极性的电压电位可以施加在经涂覆的缓冲块上以同时抑制充电且防止短路。图1示出MEMS装置100的截面视图的实施例。MEMS装置100示出为包含衬底102、MEMS致动器101和支座106。另外包含在MEMS装置100中的是形成于衬底102的顶部上的电极103，在所述电极的顶部上形成缓冲块104。缓冲块104通过在电极103的顶部上沉积介电材料层且在电极103的顶部上进行图案化形成。如图1中所示，缓冲块104在MEMS致动器101下面形成。另外示出为包含在MEMS装置100中的是保形地涂覆在缓冲块104的顶部上的导电材料层105。以此方式，导电材料层105围封每个缓冲块。缓冲块104因此由导电材料层105和电极103围封。电极103通常是导电层。应注意，电极103通常被称为“底部电极”。在操作中，MEMS致动器101相对于缓冲块104上下移动且同时倾斜。这响应于MEMS装置100的移动而发生。缓冲块104用以防止或减少与衬底102或电极103进行接触的MEMS致动器101的影响。也就是说，缓冲块104充当MEMS致动器101的机械挡块。支座106界定在MEMS致动器101和衬底102之间的间隙。在一些实施例中，衬底102是CMOS衬底等半导体衬底，且在一些其它实施例中它是不同且合适的类型的衬底。在一些实施例中，衬底102包含电气组件，例如但不限于，电极、连接器、电阻器、电容器以及晶体管。在一些实施例中，所述缓冲块104的介电材料层由以下材料制成:二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(A1203)、氮化铝(A1N)或其它介电材料。在一些实施例中，导电材料层105由以下材料制成:氮化钛(TiN)、尖晶石钛酸锂(Li4Ti5012)、二氧化钛(Ti02)、类金刚石碳(DLC)或其它合适的导电材料，所述导电材料在其中衬底102是CMOS衬底的情况下是CMOS相容的导电材料。使用介电材料形成静电MEMS装置(例如装置100)中的缓冲块不当地导致电荷在介电层的电场中累积和发射。这导致MEMS致动器(例如MEMS致动器101)的漂移或不稳定反应。将导电材料层105涂覆在介电材料上有效地屏蔽电荷，由此抑制导电路径的充电效应。在图1中，导电路径是在缓冲块104的电场中的电荷行进到电极103的路径。这有利地允许从缓冲块104到电极103的泄漏。在一些实施例中，并非所有缓冲块104都涂覆有导电材料层105。在后一种情况下，举例而言，缓冲块放置在其中MEMS致动器101可能与衬底102或电极接触的某些位置中。在一些实施例中，缓冲块104的一部分覆盖有导电材料层105当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少MEMS装置的黏滞力的方法，其包括：为在形成于衬底上的缓冲块上收集的电荷提供导电路径，其中所述缓冲块通过在所述衬底上沉积且图案化介电材料形成，此外其中所述导电路径由沉积在所述缓冲块上的第一导电层提供。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：席琳娜·张，宁·提，
申请(专利权)人：应美盛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US