一种MEMS器件及其制造方法与流程

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。

背景技术：

1、mems(micro-electro-mechanical system，微机电系统)是指一种将机械构件、驱动部件、光学系统、电控系统集成为一个整体的微型系统。mems器件具有体积小、功耗低等优势，在智能手机、平板电脑、游戏机、汽车、无人机等多个领域具有广泛的应用场景。常用的mems芯片包括加速度计、陀螺仪、压力传感器、麦克风等。类似于集成电路，mems器件也在朝着高性能、小型化和低成本并集成化的方向发展。

2、为了实现完整的运动检测，通常需要将多个mems器件集成到单个集成芯片上。目前业界对于两种器件集成晶圆，在真空度达到需求后，会采用激光封孔工艺，使用专用机台进行逐一封孔，但这种工艺成本高昂、工艺要求高、效率低，且无法应用于较大尺寸的密封工艺。

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、提供第一衬底和第二衬底，所述第二衬底的第一表面形成有第一mems结构和第二mems结构，所述第一衬底包括对应于所述第一mems结构的第一区域和对应于所述第二mems结构的第二区域；

4、在所述第一衬底的第一表面的所述第一区域形成无定型硅结构；

5、在所述第一衬底的第一表面形成覆盖所述无定型硅结构的保护层；

6、图案化所述第一衬底的第二表面，以在所述第一区域形成第一凹槽，并在所述第二区域形成第二凹槽；

7、刻蚀所述第一衬底的第二表面以形成露出所述无定型硅结构的抽气孔；

8、将所述第一衬底的第二表面与所述第二衬底的第一表面键合，以在所述第一区域形成第一空腔，并在所述第二区域形成第二空腔；

9、刻蚀所述保护层以露出所述无定型硅结构；

10、通过所述无定型硅结构和所述抽气孔对所述第一空腔进行抽气；

11、在所述无定型硅结构和所述保护层上方沉积金属层。

12、示例性地，所述第一衬底为p型衬底，所述在所述第一衬底的第一表面的所述第一区域形成无定型硅结构包括：采用多孔硅腐蚀工艺腐蚀所述p型衬底的第一表面，以形成所述无定型硅结构。

13、示例性地，所述第一衬底为n型衬底，所述在所述第一衬底的第一表面的所述第一区域形成无定型硅结构包括：在所述n型衬底的第一表面刻蚀形成深槽；在所述深槽中形成p型半导体材料；采用多孔硅腐蚀工艺腐蚀所述p型半导体材料，以形成所述无定型硅结构。

14、示例性地，在刻蚀所述第一衬底的第二表面以形成露出所述无定型硅结构的抽气孔之前，还包括：图案化所述第一衬底的第二表面，以在所述第一区域形成第三凹槽，所述第三凹槽的位置与所述无定型硅结构相对应；所述抽气孔位于所述第三凹槽中。

15、示例性地，在形成所述抽气孔之前，所述方法还包括：在所述第一凹槽中形成气体吸收层。

16、示例性地，所述保护层的材料包括硅酸乙酯。

17、示例性地，在图案化所述第一衬底的第二表面之前，所述方法还包括：在所述第一衬底的第二表面形成第一键合金属环结构。

18、示例性地，在将所述第一衬底的第二表面与所述第二衬底的第一表面键合之前，所述方法还包括：在所述第二衬底的第一表面形成第二键合金属环结构；所述将所述第一衬底的第二表面与所述第二衬底的第一表面键合包括：将所述第一键合金属环结构与所述第二键合金属环结构进行金属键合。

19、示例性地，所述第一mems结构包括陀螺仪的梳齿结构，所述第二mems结构包括加速度计的梳齿结构。

20、本发明另一方面提供一种mems器件，所述mems器件采用如上所述的方法制成。

21、本发明实施例的mems器件及其制造方法，能够形成无定型硅结构以用于对第一空腔进行抽气，提高了第一空腔的真空度，并解决了较大尺寸抽气孔的填充密封问题，进而降低成本、提高效率。

技术特征：

1.一种mems器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一衬底为p型衬底，所述在所述第一衬底的第一表面的所述第一区域形成无定型硅结构包括：

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一衬底为n型衬底，所述在所述第一衬底的第一表面的所述第一区域形成无定型硅结构包括：

4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在刻蚀所述第一衬底的第二表面以形成露出所述无定型硅结构的抽气孔之前，还包括：

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在形成所述抽气孔之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述保护层的材料包括硅酸乙酯。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在图案化所述第一衬底的第二表面之前，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在将所述第一衬底的第二表面与所述第二衬底的第一表面键合之前，所述方法还包括：

9.根据权利要求1-8中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述第一mems结构包括陀螺仪的梳齿结构，所述第二mems结构包括加速度计的梳齿结构。

10.一种mems器件，其特征在于，所述mems器件采用权利要求1-9中任一项所述的方法制成。

技术总结一种MEMS器件及其制造方法，该方法包括：提供第一衬底和第二衬底，第二衬底的第一表面形成有第一MEMS结构和第二MEMS结构，第一衬底包括第一区域和第二区域；在第一衬底的第一表面的第一区域形成无定型硅结构；形成覆盖无定型硅结构的保护层；图案化第一衬底的第二表面，以形成第一凹槽和第二凹槽；刻蚀第一衬底的第二表面以形成抽气孔；将第一衬底的第二表面与第二衬底的第一表面键合，以形成第一空腔和第二空腔；刻蚀保护层以露出无定型硅结构；通过无定型硅结构和抽气孔对第一空腔进行抽气；在无定型硅结构和保护层上方沉积金属层。本发明形成无定型硅结构以对第一空腔进行抽气，提高了第一空腔的真空度，并解决了较大尺寸抽气孔的填充密封问题。技术研发人员：张兆林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