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一种MEMS器件及其制造方法和电子装置与流程

  • 国知局
  • 2024-07-27 12:53:07

本发明涉及半导体,具体而言涉及一种mems器件及其制造方法和电子装置。

背景技术:

1、mems(micro-electro-mechanical system,微机电系统)麦克风的发展趋势是体积越来越小,厚度越来越薄。当前主流的mems麦克风厚度在350~400um。继续减薄对晶圆背面工艺来说是很大的挑战。

2、目前比较常用的减薄工艺主要有两种,一种是直接将晶圆减薄至目标厚度,但是背面工艺会导致晶圆翘曲非常大而无法继续流片的问题;另一种是先将晶圆减薄至正常厚度,然后对晶圆进行背面开孔工艺,接着进行第二次减薄,但是第二次减薄的过程中会产生背渣,背渣进入背腔无法处理。以上两种工艺均对设备处理能力有较高的要求,需要投入大量资金购买设备或对现有设备进行升级改造。

3、鉴于上述技术问题的存在,需要提出一种新的mems器件及其制造方法。

技术实现思路

1、在技术实现要素: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。本发明的发明内容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。

2、针对目前存在的问题,本发明一方面提供一种mems器件的制造方法,包括:

3、提供组合晶圆,所述组合晶圆包括第一晶圆、第二晶圆以及所述第一晶圆和所述第二晶圆之间的氧化物层,所述第一晶圆和所述第二晶圆暴露的表面分别为正面和背面;

4、对所述第一晶圆进行减薄,减薄的厚度小于所述第一晶圆的厚度;

5、在所述第一晶圆上形成mems结构层和氧化物牺牲层;

6、在所述组合晶圆的背面形成空腔,所述空腔至少贯穿所述第二晶圆、所述氧化物层以及至少部分厚度的所述第一晶圆;

7、同时释放所述组合晶圆的所述氧化物牺牲层和所述氧化物层,以分离所述第一晶圆和所述第二晶圆。

8、示例性地,所述提供组合晶圆,包括:提供第一晶圆和第二晶圆,对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行键合,以形成所述组合晶圆;所述对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行键合,以形成所述组合晶圆,包括:

9、在所述第一晶圆的背面和所述第二晶圆的正面形成氧化物层;

10、对所述第一晶圆与所述第二晶圆进行机械加压,使所述氧化物层连接所述第一晶圆和所述第二晶圆。

11、示例性地,在所述第一晶圆的背面和所述第二晶圆的正面形成氧化物层之前,还包括:对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行抛光。

12、示例性地,所述氧化物层的厚度为0.8um-1.2um。

13、示例性地,在所述第一晶圆上形成mems结构层和氧化物牺牲层之前,还包括:对所述第二晶圆进行第一减薄;

14、在对所述组合晶圆的正面和背面进行减薄前,所述第一晶圆的厚度为700um-750um,所述第二晶圆的厚度为700um-750um;在对所述组合晶圆的正面和背面进行减薄后,所述第一晶圆和所述第二晶圆的总厚度为700um-750um。

15、示例性地,在所述第一晶圆上形成mems结构层和氧化物牺牲层之后,还包括:对所述第二晶圆进行第二减薄。

16、示例性地,在对所述第二晶圆进行第二减薄后,所述第一晶圆和所述第二晶圆的总厚度小于或等于400um。

17、示例性地,所述mems器件是mems麦克风,所述空腔贯穿所述第一晶圆,所述第一晶圆的所述空腔为所述mems麦克风的背腔。

18、本发明实施例第二方面提供一种mems器件,所述mems器件采用如上所述的mems器件的制造方法制造而成。

19、本发明实施例第三方面提供一种电子装置,所述电子装置包括如上所述的mems器件。

20、根据本发明实施例所提供的mems器件的制造方法,通过对组合晶圆进行减薄,减薄后形成空腔,能够避免减薄过程中硅渣进入空腔,避免晶圆翘曲,不影响器件的性能,同时不需要对设备进行升级改造;在释放氧化物牺牲层的同时还释放了连接第一晶圆和第二晶圆的氧化物层,从而分离了第一晶圆和第二晶圆,工艺流程简单。

技术特征:

1.一种mems器件的制造方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的mems器件的制造方法,其特征在于,所述提供组合晶圆,包括:提供第一晶圆和第二晶圆,对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行键合,以形成所述组合晶圆;

3.根据权利要求2所述的mems器件的制造方法,其特征在于,在所述第一晶圆的背面和所述第二晶圆的正面形成氧化物层之前,还包括:对所述第一晶圆和所述第二晶圆进行抛光。

4.根据权利要求2所述的mems器件的制造方法,其特征在于,所述氧化物层的厚度为0.8um-1.2um。

5.根据权利要求1所述的mems器件的制造方法,其特征在于,在所述第一晶圆上形成mems结构层和氧化物牺牲层之前,还包括:对所述第二晶圆进行第一减薄;

6.根据权利要求1所述的mems器件的制造方法,其特征在于,在所述第一晶圆上形成mems结构层和氧化物牺牲层之后,还包括:对所述第二晶圆进行第二减薄。

7.根据权利要求6所述的mems器件的制造方法,其特征在于,在对所述第二晶圆进行第二减薄后,所述第一晶圆和所述第二晶圆的总厚度小于或等于400um。

8.根据权利要求1所述的mems器件的制造方法,其特征在于,所述mems器件为mems麦克风,所述空腔贯穿所述第一晶圆,所述第一晶圆的所述空腔为所述mems麦克风的背腔。

9.一种mems器件,其特征在于,所述mems器件采用权利要求1-8中任一项所述的mems器件的制造方法制造而成。

10.一种电子装置,其特征在于,所述电子装置包括如权利要求9所述的mems器件。

技术总结一种MEMS器件及其制造方法和电子装置,所述方法包括:提供组合晶圆,所述组合晶圆包括第一晶圆、第二晶圆以及所述第一晶圆和所述第二晶圆之间的氧化物层,所述第一晶圆和所述第二晶圆暴露的表面分别为正面和背面;对所述第一晶圆进行减薄,减薄的厚度小于所述第一晶圆的厚度;在所述第一晶圆上形成MEMS结构层和氧化物牺牲层;在所述组合晶圆的背面形成空腔,所述空腔至少贯穿所述第二晶圆、所述氧化物层以及至少部分厚度的所述第一晶圆;同时释放所述组合晶圆的所述氧化物牺牲层和所述氧化物层,以分离所述第一晶圆和所述第二晶圆。本发明通过对组合晶圆进行减薄,减薄后形成空腔,能够避免减薄过程中硅渣进入空腔,以及避免晶圆翘曲。技术研发人员:方羊,姚阳文,闾新明受保护的技术使用者:绍兴中芯集成电路制造股份有限公司技术研发日:技术公布日:2024/1/12

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