半导体器件和MEMS器件制造技术

本发明专利技术的实施例提供了一种半导体器件，包括静止结构、弹簧和质量块。静止结构具有第一部分和第二部分。弹簧在衬底上方。弹簧具有从边缘突出的且朝向静止结构的第一部分延伸的第一突起。质量块在衬底上方且由弹簧支撑。质量块具有从边缘突出的且朝向静止结构的第二部分延伸的第二突起。第一突起和第一部分之间的第一间隙小于第二突起和第二部分之间的第二间隙。本发明专利技术的实施例还提供了一种微机电系统器件。

Semiconductor devices and MEMS devices

Embodiments of the present invention provide a semiconductor device including a rest structure, a spring, and a mass block. The rest structure has a first part and a second part. The spring is above the substrate. The spring has a first protrusion extending from the edge and extending toward the first portion of the still structure. The mass block is above the substrate and is supported by the spring. The mass block has second projections protruding from the edge and extending toward the second portion of the still structure. A first gap between the first protrusion and the first portion is smaller than the second clearance between the second protrusion and the second portion. Embodiments of the present invention also provide a microelectromechanical system device.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和MEMS器件
本专利技术的实施例涉及半导体领域，更具体地涉及半导体器件和MEMS器件。
技术介绍
微机电系统(MEMS)器件是一种微型器件，其尺寸通常在从小于1微米至几毫米的范围内。MEMS器件包括感测诸如力、加速度、压力、温度或振动的物理条件的机械元件(静止元件和/或可移动元件)和处理电信号的电子元件。MEMS器件广泛地用于诸如汽车系统、惯性制导系统、家用电器、各种器件的保护系统、以及许多其他工业、科学、和工程系统的应用中。此外，MEMS应用延伸至诸如可移动反光镜的光学应用和诸如射频(RF)开关的RF应用。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种半导体器件，包括：衬底；第一结构，位于所述衬底上方，所述第一结构具有第一部分和第二部分；第二结构，位于所述衬底上方，所述第二结构具有从所述第二结构的边缘突出并且朝向所述第一结构的第一部分延伸的第一突起；以及第三结构，位于所述衬底上方并且由所述第二结构支撑，所述第三结构具有从所述第三结构的边缘突出并且朝向所述第一结构的第二部分延伸的第二突起，其中，所述第一突起和所述第一部分之间的第一间隙小于所述第二突起和所述第二部分之间的第二间隙。本专利技术的实施例还提供了一种半导体器件，包括：衬底；第一结构，位于所述衬底上方，所述第一结构具有第一部分和第二部分；第二结构，位于所述衬底上方；第三结构，位于所述衬底上方并且由所述第二结构支撑；第一突起，从所述第二结构的边缘突出并且朝向所述第一结构的第一部分延伸；以及第二突起，从所述第一结构的第二部分的边缘突出并且朝向所述第三结构延伸，其中，所述第一突起和所述第一部分之间的第一间隙小于所述第二突起和所述第三结构之间的第二间隙。本专利技术的实施例还提供了一种微机电系统(MEMS)器件，包括：衬底；静止结构，位于所述衬底上方，并且所述静止结构具有第一边缘；回弹结构，位于所述衬底上方，所述回弹结构具有面向所述静止结构的第一边缘并且与所述静止结构的第一边缘间隔开的第二边缘；质量块，位于所述衬底上方并且由所述回弹结构支撑，所述质量块具有面向所述静止结构的第一边缘并且与所述静止结构的第一边缘间隔开的第三边缘，其中，所述回弹结构配置为允许所述质量块在一方向上朝向或远离所述静止结构移动；以及第一凸块和第二凸块，分别介于所述第一边缘和所述第二边缘之间和介于所述第一边缘和所述第三边缘之间，其中，所述第一凸块和所述第二凸块邻近布置，从而当所述微机电系统器件在所述方向上经历力时，在所述第二凸块接触所述第一边缘和所述第三边缘两者之前，所述第一凸块接触所述第一边缘和所述第二边缘两者。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术的实施例。应该强调的是，根据工业中的标准实践，对各种部件没有按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或缩小。图1是器件的一些实施例的示意性顶视图。图1A是图1中的区域A的一些实施例的放大的示意性顶视图。图1B是对应于图1A的器件的一些实施例的示意性截面图。图2是器件经受最大力容限内的力的一些实施例的示意图。图3是器件经受超过最大力容限的第一力的一些实施例的示意图。图4是器件经受超过最大力容限的第二力的一些实施例的示意图。图5是器件的一些实施例的示意性截面图。图6是器件的一些实施例的示意性截面图。图7是器件的一些实施例的示意性截面图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空间相对术语，以便于描述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而在此使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。在本专利技术中，提供了一种包括悬置的可移动结构和回弹结构(resilientstructure)的器件。可移动结构从例如具有诸如空气间隔的间隔的衬底悬置。回弹结构是柔性/弹性结构，其允许延伸、压缩、变形或摆动至一定程度。回弹结构的端部中的一个固定至例如衬底的物体，同时另一端部以当器件经历力、加速度、减速度、振动、撞击等时，悬置的可移动结构能够移动、摆动或旋转的方式在结构上连接至悬置的可移动结构。在本专利技术中，该器件包括，但不限制于，诸如运动传感器器件、加速计器件、或陀螺仪器件的微机电系统(MEMS)器件。悬置的可移动结构可包括质量块、隔膜、或任何其它可移动结构。回弹结构可包括弹簧、或具有回弹性的任何其它回弹结构。如本文中使用的，“衬底”指的是在其上形成各种层和结构的基材料。在一些实施例中，衬底包括诸如块状半导体衬底的半导体衬底。举例说明，块状半导体衬底包括：诸如硅或锗的元素半导体；诸如硅锗、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、或砷化铟的化合物半导体；或它们的组合。在一些实施例中，衬底包括多层衬底，诸如包括底部半导体层、埋氧层(BOX)和顶部半导体层的绝缘体上硅(SOI)衬底。在又一些实施例中，衬底包括诸如玻璃衬底的绝缘衬底、导电衬底、或任何其它合适的衬底。在一些实施例中，衬底是掺杂的半导体衬底。如本文中使用的，“悬置”指的是在另一结构之上设置的且与另一结构间隔开的结构，从而允许结构能够相对于另一结构在至少一个方向上移动。如本文中使用的，“可移动结构”指的是在衬底或衬底的部分上方形成的结构，其中，可移动结构的一些部分直接或间接地耦合至回弹结构，并且可移动结构的一些部分悬置在衬底或衬底的一些部分上方，它们之间具有间隔。因此，当经历力、加速度、减速度、振动、撞击等时，可移动结构能够移动或摆动。在一些实施例中，可移动结构是导电的。在一些实施例中，可移动结构覆盖有导电层。在一些实施例中，可移动结构不导电。如本文中使用的，“回弹结构”指的是在衬底或衬底的部分上方形成的结构，其中，回弹结构的一些部分固定在衬底或其它固定的结构上，并且回弹结构的一些部分直接地或间接地耦合至可移动结构。回弹结构是柔性/弹性结构，其允许延伸、压缩、或变形至一定程度。在一些实施例中，回弹结构具有允许回弹结构延伸或压缩的缠绕(winding)图案。在一些实施例中，可移动结构具有的质量大于回弹结构的质量，并且因此当经历力、加速度、减速度、振动、撞击等时，由于惯性效应，可移动结构能够移动或摆动。在一些实施例中，弹性结构是导电的。在一些实施例中，弹性结构覆盖有导电层。在一些实施例中，回弹结构不导电。如本文中使用的，“静止结构”或“固定的结构”指的是当经历力、加速度、减速度、振动、撞击等时，相对于可移动结构和回弹结构不动的结构。静止结构或固定的结构可以直接或间接地形成在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：衬底；第一结构，位于所述衬底上方，所述第一结构具有第一部分和第二部分；第二结构，位于所述衬底上方，所述第二结构具有从所述第二结构的边缘突出并且朝向所述第一结构的第一部分延伸的第一突起；以及第三结构，位于所述衬底上方并且由所述第二结构支撑，所述第三结构具有从所述第三结构的边缘突出并且朝向所述第一结构的第二部分延伸的第二突起，其中，所述第一突起和所述第一部分之间的第一间隙小于所述第二突起和所述第二部分之间的第二间隙。

【技术特征摘要】
2016.01.27 US 15/007,7441.一种半导体器件，包括：衬底；第一结构，位于所述衬底上方，所述第一结构具有第一部分和第二部分；第二结构，位于所述衬底上方，所述第二结构具有从所述第二结构的边缘突出并且朝向...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑钧文，李久康，
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