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MEMS器件包括：基底；振膜，位于所述基底的上方；背板，位于所述振膜的上方；空腔，位于所述振膜和所述背板之间；其中，在与所述振膜相对的所述背板的表面上形成有若干向所述振膜方向延伸的停止结构，所述停止结构呈中空的环形形状。本发明专利技术中新的停止结构设计(design Stopper)采用更细的环形结构，能有效的减少整体的接触面积。减少粘合力，在振膜(下极板)灵敏度相同的情况下，新结构的可靠性更好。此外，本申请还优化了停止结构的图样的密度设计，四周密集的分布，中间的稀疏分布，能更有效的防止下极板中间区域的失效。

A MEMS device and its preparation method and electronic device

The invention relates to an MEMS device and a preparation method and an electronic device thereof. The MEMS device includes: a substrate, a vibrating film, above the base, and a back plate located above the vibration film; the cavity is located between the vibration film and the back plate; in which a number of stop structures extending to the direction of the vibration film are formed on the surface of the back plate relative to the diaphragm, the stop junction. A hollow circular shape. The new stop structure design (design Stopper) of the invention adopts a finer ring structure, which can effectively reduce the overall contact area. The reliability of the new structure is better if the adhesive force is reduced and the sensitivity of the diaphragm is lower. In addition, this application also optimizes the density design of the pattern of the stop structure, the dense distribution around the surrounding and the sparse distribution in the middle can be more effective to prevent the failure of the middle area of the lower plate.

【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(motionsensor)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，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。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。其中，麦克风是一种能把声音能量转化为电能的传感器件，电容器(Condenser)MEMS麦克风原理就是通过声压引起振动模的振动，进而改变电容而引起电压的改变。当今，随着科技的发展与需求的不断增长，人们对电容器(Condenser)MEMS麦克风的需求量也越来越多，特别是高灵敏度的麦克风需求。MEMS麦克风主要结构有振膜(VP)、空气间隙(Gap)和背板组成，其中背板有电极PE(形成电容的电极)和SiN(固定背板以及形成停止结构Stopper)组成，其中停止结构(stopper)(SIN材料)作用是防止振膜在振动时与背板粘连，保护振膜。在麦克风产品HTB可靠性测试中，发现灵敏度越高的样品，其失效率会越高。进行3D轮廓(profile)分析失效的样品，发现振膜下极板已经与上极板完全贴合。测试中由于外加偏压的作用，会使得电容器上下极板由于电场的作用相互吸引而发生形变(平行板执行器原理)，当上下极板的电压达到18V时(吸合电压为18V)，VP会接触上极板的停止结构(stopper)，当粘合力大于下极板回复力时，与停止结构(stopper)接触后发生粘连无法恢复，造成可靠性失效。下极板灵敏度越高其回复力就越小，越容易导致粘连，所以为了稳定的产品可靠性，大大限制了产品的灵敏度窗口(window)。为了解决上述问题需要对目前所述MEMS麦克风及其制备方法作进一步的改进。
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。本专利技术提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件包括：基底；振膜，位于所述基底的上方；背板，位于所述振膜的上方；空腔，位于所述振膜和所述背板之间；其中，在与所述振膜相对的所述背板的表面上形成有若干向所述振膜方向延伸的停止结构，所述停止结构呈中空的环形形状。可选地，从所述背板的中心区域向所述背板的边缘区域所述停止结构的设置密集程度逐渐增加。可选地，所述背板中形成有若干声孔，以露出所述振膜。可选地，所述基底中形成有背腔，以露出部分所述振膜。本专利技术还提供了一种MEMS器件的制备方法，所述方法包括：提供基底，在所述基底上形成有图案化的振膜；在所述振膜上形成牺牲层，以覆盖所述振膜；图案化所述牺牲层，以在所述牺牲层上形成若干相互间隔的环形凹槽；在所述牺牲层上形成背板，以覆盖所述牺牲层，同时填充所述环形凹槽，以在所述背板的表面形成停止结构。可选地，从所述背板的中心区域向所述背板的边缘区域所述停止结构的设置密集程度逐渐增加。可选地，图案化所述牺牲层的步骤包括：在所述基底和所述振膜上形成牺牲层，以覆盖所述振膜；在所述牺牲层上形成图案化的掩膜层，在所述掩膜层中形成有环形凹槽图案；以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述牺牲层，以在所述牺牲层形成所述环形凹槽。可选地，所述方法还进一步包括：图案化所述背板，以在所述背板中形成声孔并露出所述牺牲层；去除所述牺牲层，以在所述背板和所述振膜之间形成空腔并露出所述停止结构。可选地，所述方法还进一步包括图案化所述基底的背面，以在所述基底中形成背腔并露出部分所述振膜。本专利技术还提供了一种电子装置，所述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，所述MEMS器件包括：基底；振膜，位于所述基底的上方；背板，位于所述振膜的上方；空腔，位于所述振膜和所述背板之间；其中，在与所述振膜相对的所述背板的表面上形成有若干向所述振膜方向延伸的停止结构，所述停止结构呈中空的环形形状。新的停止结构设计(designStopper)采用更细的环形结构，能有效的减少整体的接触面积。减少粘合力，在振膜(下极板)灵敏度相同的情况下，新结构的可靠性更好。此外，本申请还优化了停止结构的图样的密度设计，四周密集的分布，中间的稀疏分布，能更有效的防止下极板中间区域的失效。本专利技术的MEMS器件，由于采用了上述制造方法，因而同样具有上述优点。本专利技术的电子装置，由于采用了上述MEMS器件，因而同样具有上述优点。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。在附图中，图1为本专利技术中所述MEMS器件的制备工艺流程图；图2a为本专利技术中所述MEMS器件的结构示意图；图2b为本专利技术中所述MEMS器件中所述停止结构的放大示意图和俯视图；图3a-3c为本专利技术中所述MEMS器件的制备过程示意图；图4为本专利技术中移动电话手机的示例的外部视图。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件包括：基底；振膜，位于所述基底的上方；背板，位于所述振膜的上方；空腔，位于所述振膜和所述背板之间；其中，在与所述振膜相对的所述背板的表面上形成有若干向所述振膜方向延伸的停止结构，所述停止结构呈中空的环形形状。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件包括：基底；振膜，位于所述基底的上方；背板，位于所述振膜的上方；空腔，位于所述振膜和所述背板之间；其中，在与所述振膜相对的所述背板的表面上形成有若干向所述振膜方向延伸的停止结构，所述停止结构呈中空的环形形状。2.根据权利1所述的MEMS器件，其特征在于，从所述背板的中心区域向所述背板的边缘区域所述停止结构的设置密集程度逐渐增加。3.根据权利1所述的MEMS器件，其特征在于，所述背板中形成有若干声孔，以露出所述振膜。4.根据权利1所述的MEMS器件，其特征在于，所述基底中形成有背腔，以露出部分所述振膜。5.一种MEMS器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底，在所述基底上形成有图案化的振膜；在所述振膜上形成牺牲层，以覆盖所述振膜；图案化所述牺牲层，以在所述牺牲层上形成若干相互间隔的环形凹槽；在所述牺牲层上形成背板，以覆盖所述牺牲层，同时填充所述环...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞宏俊，
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