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：提供基底；在所述基底上形成振膜；在所述振膜的上方形成背板，所述振膜和所述背板之间形成有空腔，其中，所述背板包括依次层叠的背板电极、第一耐蚀刻层、背板材料层和第二耐蚀刻层。所述方法可以使所述背板的厚度均一，保证中间的背板材料层的厚度和应力的要求，从而提高麦克风产品良率。

MEMS device and its preparation method, electronic device

The invention relates to an MEMS device and a preparation method and an electronic device thereof. The method comprises providing a substrate, forming a diaphragm on the substrate, forming a backplane above the diaphragm, forming a cavity between the diaphragm and the backplane, wherein the backplane comprises a backplane electrode, a first corrosion resistant layer, a backplane material layer and a second corrosion resistant layer in turn. The method can make the thickness of the backplane uniform, ensure the thickness and stress requirements of the backplane material layer in the middle, thereby improving the yield of the microphone product.

【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，MEMS麦克风基本结构是：一个振膜和一个背板，中间是间隙用来定义两极板之间的电容。通过电容的变化实现声音的传感。在目前的麦克风制造中，背板通常生长在SiO2和多晶硅上，SiO2在后续的制程中将会被BOE蚀刻完，留下背板用为整个麦克风支架。麦克风的良率主要取决于背板和振膜之间的距离变化，所以作为背板支撑在产品中的作用将非常重要。由于麦克风产品良率主要取决于背板和振膜之间的距离变化，所以对背板的有很高的要求，这样背板工艺的调整范围很有限。经过BOE后的背板厚度损失一致性变差(SiO2在各处厚度不一致)以及BOE的蚀刻特性(BOE通常通过增加过蚀刻来确保SiO2蚀刻完全)，背板厚度的变化影响了局部范围的应力及背板和振膜之间的距离，从而影响麦克风的良率。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器件的制备方法，所述方法包括：提供基底；在所述基底上形成振膜；在所述振膜的上方形成背板，所述振膜和所述背板之间形成有空腔，其中，所述背板包括依次层叠的背板电极、第一耐蚀刻层、背板材料层和第二耐蚀刻层。可选地，所述背板电极形成于所述第一耐蚀刻层的底面的中心区域。可选地，所述第一耐蚀刻层、背板材料层、第二耐蚀刻层的材质相同。可选地，所述第一耐蚀刻层、背板材料层、第二耐蚀刻层的材质包括氮化硅。可选地，形成所述背板的方法包括：在所述基底和所述振膜上形成牺牲层，在所述牺牲层上形成图案化的所述背板电极；执行第一沉积步骤，以在所述背板电极上形成所述第一耐蚀刻层；执行第二沉积步骤，以在所述第一耐蚀刻层上形成所述背板材料层；执行第三沉积步骤，以在所述背板材料层上形成所述第二耐蚀刻层；所述第一沉积步骤、第二沉积步骤、第三沉积步骤在同一腔室中进行。可选地，所述第一沉积步骤和所述第三沉积步骤的射频功率大于所述第二沉积步骤的射频功率。可选地，所述第一沉积步骤、所述第二沉积步骤和所述第三沉积步骤的沉积气体均包括SiH4、NH3和N2。可选地，所述第一沉积步骤中，所述SiH4和NH3的气体流量比为2:1～6:1；所述NH3和N2的气体流量比为1:43～1:53；所述第二沉积步骤中，所述SiH4和NH3的气体流量比为3:1～7:1；所述NH3和N2的气体流量比为1:48～1:58；所述第三沉积步骤中，所述SiH4和NH3的气体流量比为2:1～6:1；所述NH3和N2的气体流量比为1:43～1:53。可选地，形成所述空腔的方法包括：在所述基底和所述振膜上形成牺牲层，在所述牺牲层上形成所述背板；图案化所述背板，以在所述背板中形成声孔开口并露出所述牺牲层；通过所述声孔开口去除露出的所述振膜和所述背板之间的所述牺牲层，以形成所述空腔。可选地，使用缓冲蚀刻工艺去除所述牺牲层。可选地，形成所述背板之后所述方法还进一步包括蚀刻所述基底的背面，以形成露出所述振膜的背腔。可选地，所述第一耐蚀刻层和所述第二耐蚀刻层的蚀刻速率均小于所述背板材料层的蚀刻速率。本专利技术还提供了一种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，其中，所述背板包括依次层叠的背板电极、第一耐蚀刻层、背板材料层和第二耐蚀刻层；空腔，位于所述振膜和所述背板之间。可选地，所述第一耐蚀刻层、背板材料层、第二耐蚀刻层的材质相同。可选地，所述第一耐蚀刻层、背板材料层、第二耐蚀刻层的材质包括氮化硅。可选地，所述背板电极形成于所述第一耐蚀刻层的底面的中心区域。可选地，所述背板中形成有若干位于所述空腔上方并与所述空腔连通的声孔开口。可选地，所述衬底背面形成有露出所述振膜的背腔。可选地，所述第一耐蚀刻层和所述第二耐蚀刻层的蚀刻速率均小于所述背板材料层的蚀刻速率。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器件及其制备方法，在所述MEMS器件制备过程中所述背板包括背板电极、第一耐蚀刻层、背板材料层和第二耐蚀刻层。由于所述第一耐蚀刻层的蚀刻速率和所述第二耐蚀刻层的蚀刻速率很低，因此在形成空腔的蚀刻过程中所述第一耐蚀刻层和所述第二耐蚀刻层起到保护作用，防止所述背板材料层被蚀刻，从而使所述背板的厚度均一，保证中间的背板材料层的厚度和应力的要求，从而提高麦克风产品良率。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为本专利技术一实施例中所述MEMS器件的制备工艺流程图；图2a为本专利技术一实施例中所述MEMS器件的结构示意图；图2b为图2a中圆圈标识部分的局部放大示意图；图3a-3f为本专利技术一实施例中所述MEMS器件的制造方法的相关步骤形成的结构的剖视图；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/或部分不应当被这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底；在所述基底上形成振膜；在所述振膜的上方形成背板，所述振膜和所述背板之间形成有空腔，其中，所述背板包括依次层叠的背板电极、第一耐蚀刻层、背板材料层和第二耐蚀刻层。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底；在所述基底上形成振膜；在所述振膜的上方形成背板，所述振膜和所述背板之间形成有空腔，其中，所述背板包括依次层叠的背板电极、第一耐蚀刻层、背板材料层和第二耐蚀刻层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述背板电极形成于所述第一耐蚀刻层的底面的中心区域。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一耐蚀刻层、背板材料层、第二耐蚀刻层的材质相同。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一耐蚀刻层、背板材料层、第二耐蚀刻层的材质包括氮化硅。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述背板的方法包括：在所述基底和所述振膜上形成牺牲层，在所述牺牲层上形成图案化的所述背板电极；执行第一沉积步骤，以在所述背板电极上形成所述第一耐蚀刻层；执行第二沉积步骤，以在所述第一耐蚀刻层上形成所述背板材料层；执行第三沉积步骤，以在所述背板材料层上形成所述第二耐蚀刻层；所述第一沉积步骤、第二沉积步骤、第三沉积步骤在同一腔室中进行。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一沉积步骤和所述第三沉积步骤的射频功率大于所述第二沉积步骤的射频功率。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一沉积步骤、所述第二沉积步骤和所述第三沉积步骤的沉积气体均包括SiH4、NH3和N2。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一沉积步骤中，所述SiH4和NH3的气体流量比为2:1～6:1；所述NH3和N2的气体流量比为1:43～1:53；所述第二沉积步骤中，所述SiH4和NH3的气体流量比为3:1～7:1；所述NH3和N2的气体流量比为1:48～1:58；所述第三沉积步骤中，所述SiH4和NH3的气体流量比为2:1～6:1；所述NH3和N2的气体流量比为1:43～1:53...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥杰，曹涯路，徐亮，方俊峰，王培敏，
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