MEMS器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种MEMS器件及其制造方法，MEMS器件包括：具有背腔的基板；位于基板上方的振动电极，所述振动电极包括支撑部和位于支撑部之间的振动部；位于振动电极上方的上电极板；位于支撑部与上电极板之间的悬梁部，悬梁部连接所述支撑部上表面以及上电极板下表面；位于所述基板上的牺牲层，所述牺牲层还位于上电极板部分下表面，牺牲层、上电极板与基板之间围成空腔，背腔、开口与空腔相连通，悬梁部以及振动电极位于空腔内，且所述悬梁部的材料致密度大于牺牲层的材料致密度。本发明专利技术通过采用悬梁部将振动电极固定于上电极板的方式，改善MEMS器件的可靠性。

MEMS devices and manufacturing methods

【技术实现步骤摘要】
MEMS器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种MEMS器件及其制造方法。
技术介绍
微机电系统(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem)是以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造、具有特定功能的微型装置。微机电系统是多种学科交叉融合具有战略意义的前沿高技术，是未来的主导产业之一。MEMS技术的问世和应用让麦克风变得越来越小。MEMS麦克风具有诸多优点，例如，高信噪比，低功耗，高灵敏度，所用微型封装兼容贴装工艺，回流焊对MEMS麦克风的性能影响小，且温度特性出色等。通常，MEMS麦克风的制造过程包括：在晶圆上沉积若干层功能层，然后刻蚀去除不需要保留的材料，以在晶圆上形成一个腔室，在腔室上覆盖振膜和背板。背板具有优良的刚性，采用通孔结构，且通风性能优异，而振膜为实心结构，当声波引起气压变化时，振膜将会随着气压变化而弯曲，当振膜运动时，振膜与背板之间的电容量将会变化，且MEMS麦克风将电容量的变化转化成电信号。现有技术中，MEMS器件的可靠性有待进一步的提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS器件，其特征在于，包括：/n基板，所述基板内具有贯穿所述基板的背腔；/n位于所述基板上方的振动电极，所述振动电极包括支撑部和位于支撑部之间的振动部，所述振动部位于所述背腔上方；/n位于所述振动电极上方的上电极板，且位于所述振动部上方的上电极板内具有贯穿所述上电极板的开口；/n位于所述支撑部与所述上电极板之间的悬梁部，所述悬梁部连接所述支撑部上表面以及所述上电极板下表面，且所述悬梁部与所述支撑部之间电绝缘，或者，所述悬梁部与所述上电极板之间电绝缘；/n位于所述基板上的牺牲层，且所述牺牲层还位于所述上电极板部分下表面，所述牺牲层、上电极板与基板之间围成空腔，所述背腔、开口与空腔相连...

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件，其特征在于，包括：
基板，所述基板内具有贯穿所述基板的背腔；
位于所述基板上方的振动电极，所述振动电极包括支撑部和位于支撑部之间的振动部，所述振动部位于所述背腔上方；
位于所述振动电极上方的上电极板，且位于所述振动部上方的上电极板内具有贯穿所述上电极板的开口；
位于所述支撑部与所述上电极板之间的悬梁部，所述悬梁部连接所述支撑部上表面以及所述上电极板下表面，且所述悬梁部与所述支撑部之间电绝缘，或者，所述悬梁部与所述上电极板之间电绝缘；
位于所述基板上的牺牲层，且所述牺牲层还位于所述上电极板部分下表面，所述牺牲层、上电极板与基板之间围成空腔，所述背腔、开口与空腔相连通，所述悬梁部以及振动电极位于所述空腔内，且所述悬梁部的材料致密度大于牺牲层的材料致密度；
第一电连接结构，所述第一电连接结构电连接所述下电极板；
第二电连接结构，所述第二电连接结构电连接所述振动电极。


2.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，所述悬梁部为柱状结构或者半封闭中空环状结构。


3.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，所述悬梁部为封闭中空环状结构；所述MEMS器件还包括：填充满所述封闭中空环状结构内部的牺牲材料层，且所述牺牲材料层的材料与所述牺牲层的材料相同。


4.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，所述悬梁部的材料为氮化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮化钛或者氮化钽。


5.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，所述上电极板包括第二底层绝缘极板以及位于所述第二底层绝缘极板顶面的第二导电极板；所述悬梁部与所述第二底层绝缘极板下表面相连。


6.如权利要求5所述MEMS器件，其特征在于，所述悬梁部与所述第二底层绝缘极板为一体结构；所述悬梁部与所述第二底层绝缘极板的材料相同。


7.如权利要求6所述MEMS器件，其特征在于，所述上电极板还包括：位于所述第二导电极板顶面的第二顶层绝缘极板。


8.如权利要求7所述MEMS器件，其特征在于，所述第二导电极板的材料为金属或者多晶硅；所述第二顶层绝缘极板的材料包括氮化硅、氮氧化硅或者氮碳氧化硅；所述第二底层绝缘极板的材料包括氮化硅、氮氧化硅或者氮碳氧化硅。


9.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，还包括：位于所述基板上的下电极板，且所述下电极板位于所述基板与振动电极之间，所述下电极板包括位于所述支撑部下方的支撑区以及所述振动部下方的振动区，且振动区的下电极板内具有贯穿所述下电极板的凹槽；且所述第一电连接结构电连接所述下电极板与所述上电极板，所述牺牲层覆盖所述下电极板远离振动区的侧壁表面。


10.如权利要求9所述MEMS器件，其特征在于，所述牺牲层为叠层结构；所述牺牲层包括：第一牺牲层，所述第一牺牲层顶部与下电极板顶部齐平；位于所述第一牺牲层上表面的第二牺牲层，所述第二牺牲层顶部与所述振动电极底部齐平；位于所述第二牺牲层上表面的第三牺牲层，所述第三牺牲层顶部与所述上电极板下表面相接触。


11.如权利要求9所述MEMS器件，其特征在于，所述第一电连接结构与第二电连接结构分别位于所述振动部的相对两侧。


12.如权利要求9所述MEMS器件，其特征在于，所述第一电连接结构贯穿所述上电极板，所述第二电连接结构贯穿所述上电极板；所述MEMS器件还包括：位于所述上电极板侧壁与所述第一电连接结构之间的第一绝缘层；位于所述上电极板侧壁与所述第二电连接结构之间的第二绝缘层。


13.如权利要求9所述MEMS器件，其特征在于，还包括：位于所述基板与所述第一电极层之间的粘附层；覆盖所述牺牲层远离所述振动区的侧壁的保护层，且所述保护层还覆盖所述下电极板远离振动区的侧壁以及所述上电极板远离振动区的侧壁。


14.一种MEMS器件的制造方法，其特征在于，包括：
提供基板；

【专利技术属性】
技术研发人员：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