一种MEMS器件制造技术

本实用新型专利技术提供一种MEMS器件，包括：MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相对的正面及背面，所述正面具有振膜，所述背面具有背腔，所述振膜上贯穿开设有孔，本实用新型专利技术对于MEMS器件来说，在器件上开孔会降低器件的刚度，提高器件的振动位移和振动速度，提升MEMS器件性能。提升MEMS器件性能。提升MEMS器件性能。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS器件


[0001]本说明书一个或多个实施例涉及半导体设备领域，尤其涉及一种MEMS器件。

技术介绍

[0002]现有技术中，MEMS器件由于其尺寸较小，以至于MEMS器件中的机械部件运动行程较小，导致性能无法进一步提高。在MEMS器件的中的机械部件中设置额外的质量块，是一种提高MEMS器件的运动行程的重要方法。设置质量块，可以增大驱动类MEMS器件的致动位移和振动幅度，提高驱动能力，也可以增大传感类MEMS器件的灵敏度和带宽，提高检测能力。
[0003]传统MEMS结构设置质量块，一类方法是在器件表面沉积钨、金、银等高密度金属层(如文献CN110099345A、CN214409044U公开的结构)，这种方法由于沉积的是高密度重金属，因此成本高昂，而且工艺中会产生重金属废物废液，增加环保负担；另一类方法是利用MEMS器件结构本身制作质量块(如文献CN110944274B、CN111001553A公开的结构)，这种方法通常采用基底层制作质量块，但MEMS器件的底层材料通常是硅、氧化硅、玻璃等的密度较低的材料，无法实现较大的质量，且会在MEMS器件制造基础上增加质量块的工艺流程，增大了工艺过程中引入应力不平衡的风险，导致良率的降低。
[0004]综上所述，本申请现提出一种MEMS器件解决上述出现的问题。

技术实现思路

[0005]本技术旨在解决
技术介绍
中提出的问题，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种MEMS器件，通过设置独立的质量块，可增加MEMS芯片振膜的惯性，增大MEMS器件的振动幅度，提高其致动位移和速度，增大驱动器的带载能力。
[0006]基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种MEMS器件，包括：MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相对的正面及背面，所述正面具有振膜，所述背面具有背腔，所述振膜上贯穿开设有孔。
[0007]根据本技术实施例所述的MEMS器件，对于驱动类MEMS器件来说，在器件上开孔降低器件的刚度，提高器件的振动位移和振动速度，提升MEMS器件性能。
[0008]根据本技术实施例所述的MEMS器件，所述孔的截面为圆形或方形。
[0009]根据本技术实施例所述的MEMS器件，还包括：质量块，所述质量块具有相对的正面和背面，所述正面具有凸起，所述背面设置有可插入孔内部的凸柱，所述凸柱与所述孔相匹配，所述质量块通过凸柱与MEMS芯片键合。
[0010]根据本技术实施例所述的MEMS器件，所述MEMS芯片的背面设置有钝化层，所述钝化层用于固定凸柱和MEMS芯片。
[0011]下面根据本技术的实施例及附图来详细描述本技术的有益效果。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将
对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1
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6为本技术中MEMS芯片的结构示意图。
[0014]图7
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8为本技术中质量块的结构示意图。
[0015]图9为本技术中MEMS器件的结构示意图。
[0016]图10为本技术中MEMS芯片与钝化层的结构示意图。
[0017]附图标记中：1.MEMS芯片；2.质量块；21.凸柱；a.孔；3.钝化层。
具体实施方式
[0018]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
[0019]下面根据图1
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图10来描述本技术实施例中的一种MEMS器件的具体结构。
[0020]根据本技术实施例中提出的一种MEMS器件，包括MEMS芯片1和质量块2。
[0021]MEMS芯片1具有相对的正面及背面，正面具有振膜，背面具有背腔，振膜上贯穿开设有孔a，在不影响MEMS器件结构设计的情况下，孔a可以设置在MEMS芯片1的振膜上任意位置，可以设置任意的数量，可以设置为各种合适的形状。可选的，孔a为圆孔a或方孔a。可选的，孔a的数量为三个或五个，且呈线性等距、对称开设于振膜上。可选的，孔a的数量为四个或八个，呈十字形中心对称开设于振膜上。可选的，孔a的数量为六个或十二个，呈环形中心对称开设于振膜上。
[0022]根据本技术实施例的MEMS器件，对于驱动类MEMS器件来说，在器件上开孔a会一定程度上降低器件的刚度，在较小的程度上提高器件的振动位移和振动速度，在一定程度上提升驱动类MEMS器件性能。
[0023]质量块2具有相对的正面和背面。可选的，质量块2可以为圆柱结构或半球结构。可选的，质量块2可以由金属、玻璃和硅等材料制备得到，且质量块2的质量可以通过其材料、尺寸、形状等设计获得精确质量，有利于对MEMS芯片1的性能进行准确设计。可选的，质量块2采用独立工艺制备，金属材料质量块2采用机械加工工艺，玻璃材料质量块2采用湿法刻蚀，硅材料质量块2采用干法刻蚀，质量块2的独立加工方法，可以避免质量块2的工艺引入到MEMS器件工艺，带来不必要的工艺风险。正面具有凸起，背面设置有可插入孔a内部的凸柱21，凸柱21与孔a相匹配，凸柱21的长度不大于孔a的长度(即MEMS芯片1的振膜厚度)。质量块2通过凸柱21与MEMS芯片1键合。
[0024]本技术中所述的质量块2适用于驱动类MEMS器件，也适用传感类MEMS器件。可选的，当应用于传感类MEMS器件时，质量块2可以增大MEMS器件的中心质量，在MEMS器件检测压力或振动时，可以增大机械部件与基底连接处的应力，该连接处就是传感器的应力检测区域，因此可以提高传感类MEMS器件的检测灵敏度。此外，由于该键合方式的质量块2与MEMS器件是非刚性连接，当外部检测压力过大或遭受瞬时冲击时，质量块2可以被弹开一小段高度，使通孔a两侧的空气连通，以泄去MEMS器件两侧过高的压力差，保护MEMS器件。可选的，MEMS芯片1的背面设置有钝化层3，钝化层3用于固定凸柱21和MEMS芯片1，当应用于驱动类MEMS器件时，在质量块2与MEMS器件完成键合后，还需要在键合后的MEMS器件背面，生长
一层钝化层3，如图10所示。钝化层材料为二氧化硅或氮化硅，厚度在0.1
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1微米。目的是将质量块2与MEMS器件固定，形成刚性连接，从而使二者形成一个整体。质量块2的设置，可以增大驱动类MEMS器件的振动幅度，提高其致动位移和速度，增大驱动器的带载能力。
[0025]本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件，其特征在于，包括：MEMS芯片(1)，所述MEMS芯片(1)具有相对的正面及背面，所述正面具有振膜，所述背面具有背腔，所述振膜上贯穿开设有孔(a)。2.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述孔(a)的截面为圆形或方形。3.根据权利要求1或2所述的MEMS器件，其特征在于，还包括：质量块(2)，所述质量块(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈民其，郭佳钊，
申请(专利权)人：广州蜂鸟传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：