微机电系统梳状致动器及形成梳状结构的方法技术方案

在一些实施例中，本公开涉及一种包括梳状结构的微机电系统(MEMS)梳状致动器。所述梳状结构包括：支撑层，具有第一材料；以及多个突起物，在第一方向上远离支撑层的第一表面延伸。所述多个突起物也由第一材料制成。所述多个突起物沿与支撑层的第一表面平行的第二方向分隔开。所述微机电系统梳状致动器还可包括介电衬垫结构，介电衬垫结构连续地且完全地覆盖支撑层的第一表面及所述多个突起物的多个外表面。所述介电衬垫结构包括连续地连接所述多个突起物中的至少两个突起物的最顶表面的连接部分。部分。部分。

【技术实现步骤摘要】
微机电系统梳状致动器及形成梳状结构的方法


[0001]本公开实施例涉及一种微机电系统梳状致动器及形成梳状结构的方法。

技术介绍

[0002]微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)装置在现代装置(例如，智能扬声器、助听器及照相装置)中正变得越来越普遍。许多MEMS装置可分为传感器或致动器(actuator)。MEMS传感器感测外部条件(例如，声波、光、磁信号)的存在并将其转换成电信号(例如，电压、电流)以进行处理。MEMS致动器利用电信号(例如，电压、电流)来产生外部条件(例如，声波、光、磁信号)。利用静电原理以基于电信号产生机械运动的MEMS梳状致动器有望成为快速且低功耗MEMS致动器的候选装置。

技术实现思路

[0003]根据本公开的实施例，一种微机电系统梳状致动器，包括梳状结构以及介电衬垫结构。梳状结构包括支撑层以及多个突起物。支撑层包含第一材料。多个突起物包含所述第一材料且在第一方向上远离所述支撑层的第一表面延伸，其中所述多个突起物沿第二方向分隔开，所述第二方向与所述支撑层的所述第一表面平行。介电衬垫结构连续地且完全地覆盖所述支撑层的所述第一表面及所述多个突起物的多个外表面，其中所述介电衬垫结构包括连接部分，所述连接部分连续地连接所述多个突起物中的至少两个突起物的多个最顶表面。
[0004]根据本公开的实施例，一种微机电系统梳状致动器，包括梳状结构以及介电衬垫结构。梳状结构包括支撑层、第一突起物及第二突起物。支撑层包含半导体材料。第一突起物及第二突起物包含所述半导体材料，在第一方向上远离所述支撑层延伸，且在与所述第一方向正交的第二方向上彼此隔开。介电衬垫结构排列在所述梳状结构之上且包括第一侧壁部分以及第二侧壁部分。第一侧壁部分完全地覆盖所述第一突起物的第一侧壁。第二侧壁部分完全地覆盖所述第一突起物的第二侧壁。所述第一侧壁部分及所述第二侧壁部分分别具有在所述第二方向上测量的均匀的厚度，且环绕所述第一突起物的且在所述第二方向上测量的所述介电衬垫结构的最大距离是在背对所述第一突起物的所述第一侧壁部分的外侧壁与所述第二侧壁部分的外侧壁之间。
[0005]根据本公开的实施例，一种形成梳状结构的方法，包括：在衬底中形成从所述衬底的最顶表面朝所述衬底的最底表面延伸的多个沟槽结构；在所述衬底的所述最顶表面之上形成第一介电层，其中所述第一介电层覆盖所述多个沟槽结构的多个内表面，所述沟槽结构的所述多个内表面由所述衬底的多个内表面界定；在所述第一介电层之上形成半导体材料；移除所述半导体材料的多个上部部分，以在所述多个沟槽结构内形成包括多个突起物的所述梳状结构；在所述梳状结构之上形成第二介电层；执行平坦化工艺以移除所述第一介电层的部分和/或所述第二介电层的部分，从而暴露出所述衬底的所述最顶表面；在所述第二介电层之上和/或所述衬底的所述最顶表面之上形成第三介电层；对所述第三介电层
进行图案化，以从所述衬底的所述最顶表面移除所述第三介电层的多个部分；以及移除所述衬底的多个部分。
附图说明
[0006]结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
[0007]图1示出包括被介电衬垫结构连续地覆盖的多个半导体突起物的微机电系统(MEMS)梳状结构的一些实施例的透视图。
[0008]图2及图3示出与图1所示透视图对应的一些实施例的剖视图。
[0009]图4示出包括被介电衬垫结构连续地覆盖的多个半导体突起物的MEMS梳状结构的一些其他实施例的透视图。
[0010]图5及图6示出与图4所示透视图对应的一些实施例的剖视图。
[0011]图7A到图7C示出在操作期间第一MEMS梳状结构及第二MEMS梳状结构的位置的一些实施例的各种视图，其中第一MEMS梳状结构的介电衬垫结构不接触第二MEMS梳状结构的介电衬垫结构。
[0012]图8A到图8C示出在操作期间第一MEMS梳状结构及第二MEMS梳状结构的位置的一些其他实施例的各种视图，其中第一MEMS梳状结构的介电衬垫结构不接触第二MEMS梳状结构的介电衬垫结构。
[0013]图9A到图20示出通过自对准工艺(self-aligned process)形成MEMS梳状结构的方法的一些实施例的各种视图，所述MEMS梳状结构包括衬有介电衬垫结构的多个半导体突起物。
[0014]图21示出与图9A到图20中所示的方法对应的一些实施例的流程图。
具体实施方式
[0015]以下公开提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开在各种实例中可重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是为了简明及清晰起见，且自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0016]此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在
…
之下(beneath)”、“在
…
下方(below)”、“下部的(lower)”、“在
…
上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。
[0017]微机电系统(MEMS)梳状致动器可用于例如(举例来说)手机相机中的陀螺仪(gyroscope)或光学图像稳定器(optical image stabilizer)系统等装置中。在一些实施
例中，MEMS梳状致动器包括第一梳状结构及第二梳状结构，在操作期间第一梳状结构与第二梳状结构根据电信号朝彼此移动及远离彼此移动。第一梳状结构可包括第一支撑层及从第一支撑层向外延伸的多个突起物。此外，在第一梳状结构之上可排列有介电衬垫结构，从而连续地覆盖多个突起物的多个外表面及第一支撑层的表面。介电衬垫结构实质上是薄的，使得多个突起物中最邻近的突起物彼此间隔开第一距离。第一距离足够大，以使第二梳状结构的突起物能够在MEMS梳状致动器的操作期间装配在第一梳状结构的突起物中最邻近的突起物之间。介电衬垫结构也足够厚，以将多个突起物中的每一者彼此电隔离，使得多个突起物在操作期间各自具有其自身的静电电势(electrostatic potential)。
[0018]为形成梳状结构，可对衬底进行图案化以形成多个沟槽结构，其中每一沟槽结构通过衬底的多个突起物间隔开。在衬底之上及多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微机电系统梳状致动器，包括：梳状结构，包括：支撑层，包含第一材料，以及多个突起物，包含所述第一材料且在第一方向上远离所述支撑层的第一表面延伸，其中所述多个突起物沿第二方向分隔开，所述第二方向与所述支撑层的所述第一表面平行；以及介电衬垫结构，连续地且完全地覆盖所述支撑层的所述第一表面及所述多个突起物的多个外表面，其中所述介电衬垫结构包括连接部分，所述连接部分连续地连接所述多个突起物中的至少两个突起物的多个最顶表面。2.根据权利要求1所述的微机电系统梳状致动器，其中所述介电衬垫结构的所述连接部分具有为平面的最顶表面，且其中与所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向和所述连接部分的所述最顶表面正交。3.根据权利要求1所述的微机电系统梳状致动器，其中所述介电衬垫结构的所述连接部分与所述多个突起物中的至少一个突起物间隔开。4.根据权利要求1所述的微机电系统梳状致动器，其中所述梳状结构还包括：第四突起物，在所述第一方向上从所述支撑层的所述第一表面突起且在所述第二方向上与所述多个突起物间隔开，其中所述介电衬垫结构连续地且完全地覆盖所述第四突起物的多个外表面，且其中所述多个突起物中的第三突起物最邻近所述第四突起物，其中所述介电衬垫结构的第一部分完全地覆盖所述第三突起物的第一侧壁，其中所述介电衬垫结构的第二部分完全地覆盖所述第四突起物的第二侧壁，且其中所述第一部分的最外侧壁与所述第二部分的最外侧壁间隔开第一距离，其中所述第一距离是在所述第二方向上测量，且其中当在与所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向上测量时，所述第一距离大约恒定。5.一种微机电系统梳状致动器，包括：梳状结构，包括：支撑层，包含半导体材料，以及第一突起物及第二突起物，包含所述半导体材料，在第一方向上远离所述支撑层延伸，且在与所述第一方向正交的第二方向上彼此隔开；以及介电衬垫结构，排列在所述梳状结构之上且包括：第一侧壁部分，完全地覆盖所述第一突起物的第一侧壁，以及第二侧壁部分，完全地覆盖所述第一突起物的第二侧壁，其中所述第一侧壁部分及所述第二侧壁部分分别具有在所述第二方向上测量的均匀的厚度，且其中环...

【专利技术属性】
技术研发人员：许乔竣，陈志明，喻中一，潘隆源，
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：