MEMS驱动器件及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种MEMS驱动器件及其形成方法。通过键合具有第二绝缘层和第二导电材料层的第二衬底，从而可精确去除第二衬底，避免对第二导电材料层造成损耗，使得保留的第二导电材料层的厚度可以被精确控制；并且，在去除第二衬底时，是优先利用研磨工艺再结合刻蚀工艺，从而可避免研磨工艺中的机械应力作用在第二导电材料层上，有效改善了在第二导电材料层中容易出现隐裂的问题。中容易出现隐裂的问题。中容易出现隐裂的问题。

【技术实现步骤摘要】
MEMS驱动器件及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种MEMS驱动器件及其形成方法。

技术介绍

[0002]基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)技术制作的MEMS驱动器件具有很多驱动方式，例如静电驱动方式、压电驱动方式等。其中，采用静电驱动方式的MEMS驱动器件例如包括具有梳齿驱动结构的MEMS驱动器件，由于其具有结构简单、与微电子制作工艺兼容性好、可大批量制造、体积小等优点而受到广泛关注。
[0003]图1a～图1c为现有的一种MEMS驱动器件的形成方法在其制备过程中的结构示意图。如图1a～图1c所示，具有梳齿驱动结构的MEMS驱动器件的制备过程，一般包括如下步骤。
[0004]第一步骤，具体参考图1a所示，提供第一衬底10，并在所述第一衬底10上形成导电材料层11，以及对所述导电材料层11执行图形化工艺，以形成固定梳齿结构，并在所述导电材料层11中还形成有空腔11b。
[0005]第二步骤，继续参考图1a所示，提供低电阻的第二衬底20，并将所述第二衬底20键合在所述第一衬底10的导电材料层11上，并封盖所述空腔11c。
[0006]第三步骤，具体参考图1b所示，研磨所述第二衬底20，以减薄所述第二衬底20至预定厚度，进而可利用剩余的第二衬底20制备可动梳齿结构。
[0007]需要说明的是，由于第二衬底20的下方具有空腔11b，从而在对所述第二衬底20进行研磨的过程中，较大机械应力直接作用在第二衬底20上，将极易导致在剩余的第二衬底20中出现隐裂。并且，在利用研磨工艺中减薄第二衬底20时，还存在研磨厚度难以精确控制的问题。
[0008]第四步骤，具体参考图1c所示，刻蚀所述第二衬底20，以形成可动梳齿结构21a。
[0009]如上所述，传统工艺中，在对第二衬底20进行研磨以保留较薄的部分第二衬底时，常常会在第二衬底20中产生有裂纹。此时，再对第二衬底20执行相关工艺时，则极易导致第二衬底20中的裂纹扩展，甚至发生断裂。以及，基于研磨工艺无法精确控制第二衬底20的研磨厚度，进而会相应的对所形成的可动梳齿结构21a的性能造成影响。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种MEMS驱动器件的形成方法，以解决现有的形成方法中，用于制备可动梳齿结构的衬底部分容易出现裂痕，甚至断裂的问题。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种MEMS驱动器件的形成方法，包括：
[0012]提供第一衬底和第二衬底，所述第一衬底上形成有第一导电材料层，并图形化所述第一导电材料层以形成固定梳齿结构，并在所述第一导电材料层中还形成有空腔，所述第二衬底上依次形成有第二绝缘层和第二导电材料层；
[0013]以所述第二衬底的第二导电材料层面向所述第一衬底的第一导电材料层的方向，
键合所述第二衬底和所述第一衬底；
[0014]研磨所述第二衬底以部分去除所述第二衬底的衬底材料，再利用刻蚀工艺去除剩余的第二衬底并刻蚀停止于所述第二绝缘层上，以及去除所述第二绝缘层以暴露出所述第二导电材料层；以及，
[0015]图形化所述第二导电材料层以形成可动梳齿结构，所述可动梳齿结构对应在所述固定梳齿结构的上方。
[0016]可选的，利用刻蚀工艺去除剩余的第二衬底的方法包括：利用等离子刻蚀工艺刻蚀剩余的第二衬底。
[0017]可选的，利用所述等离子刻蚀工艺刻蚀剩余的第二衬底以暴露出所述第二绝缘层后，所述等离子刻蚀工艺还刻蚀部分所述第二绝缘层。
[0018]可选的，所述等离子刻蚀工艺刻蚀部分所述第二绝缘层后，利用湿法刻蚀工艺去除剩余的第二绝缘层。
[0019]可选的，所述第二绝缘层的厚度为0.5μm～1μm。
[0020]可选的，图形化所述第一导电材料层的方法包括：
[0021]在所述第一导电材料层上形成第一掩模层；以及，
[0022]以所述第一掩模层为掩模刻蚀所述第一导电材料层，以形成所述固定梳齿结构。
[0023]可选的，键合所述第二衬底和所述第一衬底时，所述第二衬底的第二导电材料层键合在所述第一掩模层上。
[0024]可选的，图形化所述第二导电材料层以可动梳齿结构的方法包括：刻蚀所述第二导电材料层，并刻蚀停止于所述第一掩模层上。
[0025]可选的，在图形化所述第二导电材料层之后，还包括：至少去除所述第一掩模层中位于固定梳齿结构和可动梳齿结构之间的部分，以使固定梳齿结构和可动梳齿结构之间间隔有空隙。
[0026]另外，本专利技术还提供了一种MEMS驱动器件，包括：
[0027]衬底；
[0028]第一导电材料层，形成在所述衬底上，以及所述第一导电材料层中形成有固定梳齿结构，并在所述第一导电材料层中还形成有空腔；
[0029]第二导电材料层，形成在所述第一导电材料层的上方，以及所述第二导电材料层中形成有可动梳齿结构，所述可动梳齿结构对应在所述固定梳齿结构的上方。
[0030]在本专利技术提供的MEMS驱动器件的形成方法中，所提供的第二衬底上形成有用于制备可动梳齿结构的导电材料层，基于此，即可直接去除第二衬底并保留导电材料层。相比于传统工艺中部分去除第二衬底而言，本专利技术中完全去除第二衬底时能够实现更高的精度控制。具体而言，本专利技术中是优先利用研磨工艺再结合刻蚀工艺以去除第二衬底，此时，在研磨第二衬底的过程中可以利用第二绝缘层实现对第二衬底的厚度的精确检测，有效提高了对第二衬底的研磨精度，并且还可以避免研磨工艺中的机械应力作用在导电材料层上，有效改善了在导电材料层中容易出现隐裂的问题，以及在利用刻蚀工艺去除剩余的第二衬底时还能够继续利用第二绝缘层实现刻蚀阻挡，从而在确保对第二衬底的刻蚀精度的基础上，避免了对第二导电材料层造成损耗，保障第二导电材料层的厚度可以被精确控制。如此一来，在利用所述第二导电材料层形成可动梳齿结构时，即相应的提高了所形成的可动梳
齿结构的性能。
附图说明
[0031]图1a～图1c为现有的一种MEMS驱动器件的形成方法在其制备过程中的结构示意图；
[0032]图2是本专利技术一实施例中的MEMS驱动器件的形成方法的流程示意图；
[0033]图3a～图3h是本专利技术一实施例中的MEMS驱动器件的形成方法在其制备过程中的结构示意图。
[0034]其中，附图标记如下：
[0035]10/100-第一衬底；
[0036]11/110-第一导电材料层；
[0037]11a/110a-固定梳齿结构；
[0038]11b/110b-空腔；
[0039]120-第一掩模层；
[0040]140-绝缘层；
[0041]20/200-第二衬底；
[0042]210-第二导电材料层；
[0043]21a/210a-可动梳齿结构；
[0044]220-第二绝缘层；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS驱动器件的形成方法，其特征在于，包括：提供第一衬底和第二衬底，所述第一衬底上形成有第一导电材料层，并图形化所述第一导电材料层以形成固定梳齿结构，并在所述第一导电材料层中还形成有空腔，所述第二衬底上依次形成有第二绝缘层和第二导电材料层；以所述第二衬底的第二导电材料层面向所述第一衬底的第一导电材料层的方向，键合所述第二衬底和所述第一衬底；研磨所述第二衬底以部分去除所述第二衬底的衬底材料，再利用刻蚀工艺去除剩余的第二衬底并刻蚀停止于所述第二绝缘层上，以及去除所述第二绝缘层以暴露出所述第二导电材料层；以及，图形化所述第二导电材料层以形成可动梳齿结构，所述可动梳齿结构对应在所述固定梳齿结构的上方。2.如权利要求1所述的MEMS驱动器件的形成方法，其特征在于，利用刻蚀工艺去除剩余的第二衬底的方法包括：利用等离子刻蚀工艺刻蚀剩余的第二衬底。3.如权利要求2所述的MEMS驱动器件的形成方法，其特征在于，利用所述等离子刻蚀工艺刻蚀剩余的第二衬底以暴露出所述第二绝缘层后，所述等离子刻蚀工艺还刻蚀部分所述第二绝缘层。4.如权利要求3所述的MEMS驱动器件的形成方法，其特征在于，所述等离子刻蚀工艺刻蚀部分所述第二绝缘层后，利用湿法刻蚀工艺去除剩余的第二绝缘层。5.如权利要求1所述的MEMS驱动器件的形成方法，其特征在于，所述第二绝缘层的厚度为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆林，许继辉，刘国安，辛淼，
申请(专利权)人：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：