微机电系统装置的制作方法

本公开涉及用于从单个半导体晶圆制造的mems(微机电系统)装置。

背景技术：

1、众所周知，例如，如今mems加速度计是可用的，其例如能够测量线性加速度、倾斜和振动。这些mems加速度计通常包括与周围环境隔离的真空腔体。这个腔体的产生被证明是存在问题的。典型地，该腔体是通过将帽盖晶圆和器件晶圆接合(bond)在一起而形成的；例如，可以执行玻璃熔块(frit)接合或金属接合，然而，除了需要使用两个图案化晶圆之外，两种方案还存在其他的一些缺点。

2、具体而言，两种方案都具有这样的特征：考虑到使两个晶圆接合的工艺产生的不均匀性，所生产的加速度计的品质因数的均匀性很低。

3、另外，对于玻璃熔块接合而言，玻璃熔块的印刷带来很高公差，这使得必须减小用于形成加速度计的有用面积。此外，帽盖晶圆被图案化，以便适应接合期间玻璃熔块浆的变形，这因而增大了所生产的加速度计的最终尺寸。此外，需要使用铅膏，这种材料对健康是潜在有害的。

4、对于金属接合而言，必须要在帽盖晶圆和器件晶圆上都图案化出金属区域，并且在进行接合之前执行清洁步骤。此外，在接近400℃的温度处、并且用很高的接合力来执行接合，这可能导致金属区域破碎。在两种情况下，由于使用了第二硅晶圆，生产成本很高。

技术实现思路

1、考虑到使两个晶圆接合的工艺产生的不均匀性，现有微机电系统(mems)装置存在品质因数的均匀性很低的缺陷。

2、本公开涉及将至少部分地克服现有技术缺点的方案。

3、根据本公开，提供了一种微机电系统装置。该微机电系统装置包括：基础区域，包括半导体衬底；半导体材料的结构层，在基础区域上并且包括多个第一开口，结构层在横向上为至少一个功能元件划界；半导体材料的顶层，在结构层上并且包括多个第二开口；转换层，在顶层上并且在多个第二开口之上；以及半导体材料的密封层，在转换层上。

4、在至少一个实施例中，转换层包括多晶硅。

5、在至少一个实施例中，转换层具有晶体结构，并且顶层和密封层包括多晶硅，并且具有晶体结构，该晶体结构的晶粒平均大于转换层的晶体结构的晶粒。

6、在至少一个实施例中，结构层包括多晶硅。

7、在至少一个实施例中，基础区域、结构层和顶层为腔体划界，腔体与多个第二开口流体连通；并且功能元件悬置于腔体中。

8、在至少一个实施例中，基础区域包括：绝缘区域，在半导体衬底上并且包括延伸到半导体衬底的数个凹陷部；以及彼此隔开的多个导电区域，多个导电区域在绝缘区域上并且在凹陷部中延伸，结构层与半导体衬底和导电区域接触。

9、在至少一个实施例中，微机电系统装置还包括：数个接触件，在半导体衬底上，在与绝缘区域相对的一侧上，接触件电连接到对应导电区域。

10、在至少一个实施例中，微机电系统装置还包括：数个电介质材料的电解耦区域，在结构层上，多个第一开口相对于电解耦区域在横向上交错，并且其中顶层的至少一个部分与对应电解耦区域的部分接触，顶层的至少一个部分与结构层的对应部分接触，顶层的至少一个部分、结构层的部分为扶壁结构，扶壁结构相对于至少一个功能元件在横向上交错。

11、本公开提供的微机电系统装置不需要实施晶圆接合工艺，因而具有更好的品质因数的均匀性。

技术特征：

1.一种微机电系统装置，其特征在于，所述微机电系统装置包括：

2.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其特征在于，所述转换层包括多晶硅。

3.根据权利要求2所述的微机电系统装置，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的微机电系统装置，其特征在于，所述结构层包括多晶硅。

5.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其特征在于，所述基础区域包括：

7.根据权利要求6所述的微机电系统装置，其特征在于，所述微机电系统装置还包括：

8.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其特征在于，所述微机电系统装置还包括：

技术总结本公开涉及微机电系统装置。该微机电系统装置是从单个半导体晶圆制造的。该微机电系统装置包括：基础区域，其包括半导体衬底；半导体材料的结构层，在基础区域上并且包括多个第一开口，结构层在横向上为至少一个功能元件划界；半导体材料的顶层，在结构层上并且包括多个第二开口；转换层，在顶层上并且在多个第二开口之上；以及半导体材料的密封层，在转换层上。技术研发人员：G·隆戈尼,L·塞吉齐,A·诺梅尔里尼受保护的技术使用者：意法半导体股份有限公司技术研发日：20220927技术公布日：2024/1/12