一种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，所述方法包括：提供基底，基底上形成有相对设置的复合振膜结构和背极板，复合振膜结构和背极板之间具有空腔，复合振膜结构包括层叠的张应力膜层和压应力膜层，张应力膜层和压应力膜层中的一者为介质层，另一者为导电层；检测复合振膜结构的吸合电压；当吸合电压高于第一阈值电压时，减薄张应力膜层以降低吸合电压至预定阈值区间内，预定阈值区间不大于第一阈值电压且不小于第二阈值电压，其中，第一阈值电压大于第二阈值电压；当吸合电压低于第二阈值电压时，减薄压应力膜层以升高吸合电压至预定阈值区间内。本发明专利技术的方法能够形成复合振膜，进而双向调节吸合电压，进而提高产品良率。进而提高产品良率。进而提高产品良率。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS器件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种MEMS器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]基于微机电系统（MEMS）工艺制备形成的MEMS麦克风，因与传统麦克风相比具有体积小、成本低且性能稳定等优点而被广泛应用。
[0003]吸合电压是MEMS麦克风的一个重要参数指标，只有吸合电压处于一定的阈值电压范围内，MEMS麦克风才能正常工作。然而，传统的MEMS麦克风的制备工艺中，由于振膜结构和形成空腔时氧化物释放工艺过程的波动，导致MEMS麦克风的吸合电压也会有所波动，当吸合电压高于或低于阈值电压范围时，需要对吸合电压进行调整以使其落入阈值电压范围，然而目前工艺仅能降低吸合电压，而无法升高吸合电压，这导致一旦MEMS麦克风的吸合电压低于阈值电压范围，就只能报废，从而使得产品良率低，成本高。

技术实现思路

[0004]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。
[0005]针对目前存在的问题，本专利技术一方面提供一种MEMS器件的制造方法，包括：提供基底，所述基底上形成有相对设置的复合振膜结构和背极板，所述复合振膜结构和所述背极板之间具有空腔，所述复合振膜结构包括层叠的张应力膜层和压应力膜层，所述张应力膜层和所述压应力膜层中的一者为介质层，另一者为导电层；检测所述复合振膜结构的吸合电压；当所述吸合电压高于第一阈值电压时，减薄所述张应力膜层以降低所述吸合电压至预定阈值区间内，所述预定阈值区间不大于所述第一阈值电压且不小于第二阈值电压，其中，所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压；当所述吸合电压低于所述第二阈值电压时，减薄所述压应力膜层，以升高所述吸合电压至所述预定阈值区间内。
[0006]示例性地，所述减薄所述张应力膜层以降低所述吸合电压至预定阈值区间内，包括：采用第一刻蚀剂对所述张应力膜层进行刻蚀以减薄，其中，所述第一刻蚀剂对所述张应力膜层相比对所述压应力膜层具有更高的选择比。
[0007]示例性地，所述第一刻蚀剂对所述张应力膜层相比对所述压应力膜层的选择比高于3：1。
[0008]示例性地，所述张应力膜层为氮化硅层，所述第一刻蚀剂使用缓冲氧化物刻蚀液或使用氢氟酸蒸汽刻蚀。
[0009]示例性地，所述减薄所述压应力膜层以升高所述吸合电压至所述预定阈值区间内，包括：采用第二刻蚀剂对所述压应力膜层进行刻蚀以减薄，其中，所述第二刻蚀剂对所
述压应力膜层相比对所述张应力膜层具有更高的选择比。
[0010]示例性地，所述第二刻蚀剂对所述压应力膜层相比对所述张应力膜层的选择比高于3：1。
[0011]示例性地，所述压应力膜层为多晶硅层，所述第二刻蚀剂包括二氟化氙。
[0012]示例性地，所述第一阈值电压是16V，所述第二阈值电压是10V。
[0013]示例性地，检测所述复合振膜结构的吸合电压之前，形成所述空腔的方法包括：提供基底，所述基底上形成有相对设置的复合振膜结构和背极板，在所述复合振膜结构和所述背极板之间填充有牺牲材料层，在所述背极板中形成有释放孔；通过所述释放孔刻蚀去除所述牺牲材料层，以在所述复合振膜结构和所述背极板之间形成所述空腔。
[0014]本专利技术另一方面提供一种MEMS器件，包括：基底；复合振膜结构和背极板，所述复合振膜结构和所述背极板相对设置于所述基底上，所述复合振膜结构和所述背极板之间具有空腔，所述复合振膜结构包括层叠的张应力膜层和压应力膜层，其中，所述张应力膜层和所述压应力膜层中的一者为介质层，另一者为导电层，所述复合振膜结构的吸合电压在预定阈值区间内。
[0015]本专利技术实施例的MEMS器件及其制造方法，通过形成复合振膜结构，在形成空腔后通过选择减薄张应力膜层或压应力膜层来双向调节吸合电压，进而提高产品良率。
附图说明
[0016]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原理。
[0017]附图中：图1示出了本专利技术一具体实施例方式的MEMS器件的制造方法实施过程中所获得器件的剖面示意图；图2示出了本专利技术一具体实施例方式的MEMS器件的制造方法的流程图；图3示出了本专利技术一具体实施例方式的MEMS器件的复合振膜结构进行减薄时的示意图。
具体实施方式
[0018]接下来，将结合附图更加完整地描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的实施例。但是，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。
[0019]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。
[0020]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关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0021]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该规格书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0022]这里参考作为本专利技术的理想实施例(和中间结构)的示意图的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底，所述基底上形成有相对设置的复合振膜结构和背极板，所述复合振膜结构和所述背极板之间具有空腔，所述复合振膜结构包括层叠的张应力膜层和压应力膜层，所述张应力膜层和所述压应力膜层中的一者为介质层，另一者为导电层；检测所述复合振膜结构的吸合电压；当所述吸合电压高于第一阈值电压时，减薄所述张应力膜层以降低所述吸合电压至预定阈值区间内，所述预定阈值区间不大于所述第一阈值电压且不小于第二阈值电压，其中，所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压；当所述吸合电压低于所述第二阈值电压时，减薄所述压应力膜层，以升高所述吸合电压至所述预定阈值区间内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减薄所述张应力膜层以降低所述吸合电压至预定阈值区间内，包括：采用第一刻蚀剂对所述张应力膜层进行刻蚀以减薄，其中，所述第一刻蚀剂对所述张应力膜层相比对所述压应力膜层具有更高的选择比。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一刻蚀剂对所述张应力膜层相比对所述压应力膜层的选择比高于3：1。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述张应力膜层为氮化硅层，所述第一刻蚀剂使用缓冲氧化物刻蚀液或使用氢氟酸蒸汽刻蚀。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减薄所述压应力膜层以升高所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，闾新明，
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：