半导体结构及其形成方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种半导体结构，包括：衬底；以及微电子机械系统(MEMS)器件，位于衬底上，其中，微电子机械系统器件包括形成在衬底中的机械块；其中，衬底在机械块处具有狭缝，其中，狭缝从机械块的顶面至机械块的底面延伸穿过衬底，其中，衬底具有位于狭缝中并且边缘对边缘布置的第一侧壁和第二侧壁，其中，第一侧壁从机械块的底面到第二侧壁的边缘基本垂直，并且其中，第二侧壁从第二侧壁的边缘到机械块的顶面向外成弧形。本发明专利技术的实施例还涉及形成半导体结构的方法。涉及形成半导体结构的方法。涉及形成半导体结构的方法。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术的实施例涉及半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]微电子机械系统(MEMS)器件是集成机械和电子组件以感测物理量和/或作用于周围环境的微小器件。近年来，MEMS器件变得越来越普遍。例如，MEMS扬声器常见于助听器、入耳式耳机、家用扬声器、电视扬声器等。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一些实施例提供了一种半导体结构，包括：衬底；以及微电子机械系统(MEMS)器件，位于衬底上，其中，微电子机械系统器件包括形成在衬底中的机械块；其中，衬底在机械块处具有狭缝，其中，狭缝从机械块的顶面至机械块的底面延伸穿过衬底，其中，衬底具有位于狭缝中并且边缘对边缘布置的第一侧壁和第二侧壁，其中，第一侧壁从机械块的底面到第二侧壁的边缘基本垂直，并且其中，第二侧壁从第二侧壁的边缘到机械块的顶面向外成弧形。
[0004]本专利技术的另一些实施例提供了一种半导体结构，包括：衬底；以及微电子机械系统(MEMS)器件，位于衬底上，其中，微电子机械系统器件包括形成在衬底中的机械块；其中，衬底在机械块处具有狭缝，其中，狭缝设置为从机械块的顶面至机械块的底面穿过衬底，其中，狭缝的宽度从机械块的底面到高度是基本均匀的，高度与机械块的顶面和底面偏移并且位于机械块的顶面和底面之间，并且其中，狭缝的宽度从高度到机械块的顶面增大。
[0005]本专利技术的又一些实施例提供了一种形成半导体结构的方法，包括：对衬底的第一侧执行第一蚀刻以形成凹口，凹口延伸至衬底中至第一深度；对衬底的第一侧执行第二蚀刻以形成沟槽，沟槽延伸至衬底中至大于第一深度的第二深度，其中，沟槽与凹口重叠并且具有比凹口小的宽度；利用粘合剂将载体衬底接合至衬底的第一侧，粘合剂填充凹口和沟槽并且覆盖衬底的第一侧；从衬底的与第一侧相对的第二侧减薄衬底；以及在减薄之后，去除载体衬底和粘合剂。
[0006]本专利技术的再一些实施例提供了用于MEMS器件的顶部凹口狭缝轮廓。
附图说明
[0007]当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最佳理解本专利技术的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各种部件未按比率绘制。实际上，为了讨论的清楚起见，可以任意地增大或减小各种部件的尺寸。
[0008]图1示出了微电子机械系统(MEMS)器件的一些实施例的截面图，其中MEMS器件的可移动块处的狭缝具有顶部凹口狭缝轮廓。
[0009]图2示出了图1的狭缝的一些实施例的放大截面图。
[0010]图3A至图3G示出了图1的狭缝的一些可选实施例的截面图。
[0011]图4示出了图1的MEMS器件的一些实施例的扩展截面图，其中MEMS器件的致动器结构围绕可移动块。
[0012]图5示出了图4的MEMS器件的一些实施例的顶视布局图。
[0013]图6示出了图4的MEMS器件的一些可选实施例的顶视布局图。
[0014]图7A至图7D示出了图4的MEMS器件的一些可选实施例的截面图700A
‑
700D。
[0015]图8示出了MEMS封装件的一些实施例的截面图，其中图4的MEMS器件封装在印刷电路板(PCB)上。
[0016]图9示出了MEMS封装件的一些可选实施例的截面图，其中MEMS器件的可移动块处的狭缝具有顶部凹口狭缝轮廓。
[0017]图10示出了图9的狭缝的一些实施例的放大截面图。
[0018]图11、图12A、图12B、图13、图14A、图14B、图15、图16A、图16B和图17至图23示出了用于形成MEMS器件的方法的一些实施例的一系列截面图，其中MEMS器件的可移动块处的狭缝具有顶部凹口狭缝轮廓。
[0019]图24示出了图11、图12A、图12B、图13、图14A、图14B、图15、图16A、图16B和图17至图23的方法的一些实施例的框图。
[0020]图25至图31示出了用于形成MEMS器件的方法的一些可选实施例的一系列截面图，其中MEMS器件的可移动块处的狭缝具有顶部凹口狭缝轮廓。
[0021]图32示出了图25至图31的方法的一些实施例的框图。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了许多用于实现本专利技术的不同特征的不同的实施例或示例。下面描述了组件和布置的具体示例以简化本专利技术。当然，这些仅是示例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成附加部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是用于简单和清楚的目的，并且其本身不指示讨论的实施例和/或配置之间的关系。
[0023]为了便于描述，本文中可以使用诸如“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作工艺中的不同方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其它方位)，并且在本文中使用的空间相对描述符可以同样地作相应地解释。
[0024]微电子机械系统(MEMS)扬声器可以包括位于MEMS衬底的前侧上的MEMS衬底上方的压电结构。压电结构在形成在MEMS衬底中的可移动块周围延伸并且配置为响应于电场的施加来移动可移动块以生成声音。为了促进可移动块的移动和声音的生成，腔从与MEMS衬底的前侧相对的MEMS衬底的背侧延伸到MEMS衬底中，至可移动块。另外，具有垂直轮廓的狭缝从衬底的前侧至可移动块处的腔延伸穿过MEMS衬底。
[0025]根据用于形成MEMS扬声器的方法，载体衬底通过填充狭缝的粘合层接合至MEMS衬底的前侧。然后从MEMS衬底的背侧对MEMS衬底执行蚀刻以形成腔。在形成腔之后，去除载体
衬底和粘合层以将载体衬底与MEMS衬底脱粘。
[0026]由于粘合层和狭缝的宽度，可能会出现对该方法的挑战。特别地，人耳对低频声音不敏感，由此低频声音依赖于空气的大的置换。另外，狭缝导致低频声音的泄漏，从而减小了空气的置换。因此，狭缝的宽度越小，低频声音泄漏越少，空气的置换越大。然而，狭缝的宽度越小，从狭缝去除粘合层就越困难。未能从狭缝去除粘合层可能导致MEMS扬声器的故障，并且因此可能降低用于MEMS扬声器的批量制造良率。事实上，如果狭缝的宽度变得太小，批量制造良率可能会达到零。
[0027]加剧上述挑战的是，钝化层可以沉积为衬里狭缝，并且可能导致狭缝的顶部处的瓶颈和/或夹断。在沉积期间，钝化层的材料可以以比在狭缝中的其他地方更快的速率在狭缝中的MEMS衬底的顶部拐角处累积。因此，钝化层在顶部拐角处可以比狭缝中的其他地方更厚，并且可以减小狭缝的有效宽度。这种瓶颈和/或夹断难以控制和解决，并且增加了从狭缝去除粘合层的难度。
[0028]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，包括：衬底；以及微电子机械系统(MEMS)器件，位于所述衬底上，其中，所述微电子机械系统器件包括形成在所述衬底中的机械块；其中，所述衬底在所述机械块处具有狭缝，其中，所述狭缝从所述机械块的顶面至所述机械块的底面延伸穿过所述衬底，其中，所述衬底具有位于所述狭缝中并且边缘对边缘布置的第一侧壁和第二侧壁，其中，所述第一侧壁从所述机械块的所述底面到所述第二侧壁的边缘基本垂直，并且其中，所述第二侧壁从所述第二侧壁的所述边缘到所述机械块的所述顶面向外成弧形。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述边缘比所述机械块的所述底面更靠近所述机械块的所述顶面。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述衬底具有第二狭缝，所述第二狭缝从所述机械块的所述顶面至所述机械块的所述底面延伸穿过所述衬底，其中，所述衬底的部分位于所述狭缝和所述第二狭缝之间并且暴露在所述狭缝和所述第二狭缝中，并且其中，所述衬底的所述部分在所述衬底的顶部拐角部分处具有向上突起。4.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述狭缝具有关于所述狭缝的宽度方向中心处的垂直轴的对称轮廓。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述微电子机械系统器件包括压电结构，所述压电结构在所述机械块周围以闭合路径延伸并且被配置为使所述机械块振动。6.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述狭缝从所述机械块的拐角向所述机械块的中心横向伸长。7.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述半导体结构还包括：帽衬底，位于所述衬底上面；半导体衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亭蓉，
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：