MEMS器件及其制造方法与流程

本申请涉及半导体，具体而言涉及一种mems器件及其制造方法。

背景技术：

1、基于mems(micro electro mechanical system，微机电系统)加工工艺制作的诸如惯性传感器之类的mems器件已有广泛应用，其由于具有结构简单、与微电子制作工艺兼容性好、可大批量制造、占用面积小、使用方便等优点而受到广泛关注。

2、以惯性传感器为例，其通常包括器件片。参见附图1，现有的器件片由下至上通常依次包括衬底10、第一介质层20、第一导电层30、第二介质层40和第二导电层50。第一导电层30和第二导电层50为图形化的导电层。其中，图形化的第一导电层30作为布线以及检测电容的电容极板，图形化的第二导电层50形成梳齿结构。通过刻蚀工艺释放梳齿结构下方的第二介质层40形成空腔，可以使梳齿结构部分地成为可动结构。

3、参见附图2，现有的器件片因为没有设置阻挡层，在通过刻蚀工艺释放梳齿结构下方的第二介质层40时，第一导电层30下方的第一介质层20(第一介质层20和第二介质层40通常为相同的材质，例如氧化硅)会出现侧掏，侧掏过大时会影响器件片的结构稳定性。

4、因此需要进行改进，以至少部分地解决上述问题。

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、为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种mems器件的制造方法，其包括：

3、在衬底上形成介质层，在所述介质层上形成图案化的第一导电层；

4、在所述介质层和所述第一导电层上形成隔离层，所述隔离层覆盖所述第一导电层；

5、在所述隔离层上形成阻挡层，所述阻挡层覆盖所述隔离层；

6、在所述隔离层和所述阻挡层内形成第一沟槽，所述第一沟槽露出部分所述第一导电层；

7、在所述阻挡层和露出的所述第一导电层上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述阻挡层且填充所述第一沟槽；

8、在所述第一导电层上的所述牺牲层内形成第二沟槽，所述第二沟槽部分地位于所述第一沟槽内，所述第二沟槽露出部分所述第一导电层；

9、在所述牺牲层和露出的所述第一导电层上形成第二导电层，所述第二导电层覆盖所述牺牲层且填充所述第二沟槽；

10、在所述第二导电层内形成第三沟槽，所述第三沟槽露出部分所述牺牲层；

11、释放所述牺牲层。

12、示例性地，所述第二沟槽的宽度小于所述第一沟槽的宽度，所述第二沟槽不露出所述阻挡层。

13、示例性地，所述介质层的材质包括氧化硅；

14、所述第一导电层的材质包括掺杂多晶硅；

15、所述隔离层的材质包括氧化硅；

16、所述阻挡层的材质包括无掺杂多晶硅；

17、所述牺牲层的材质包括氧化硅；

18、所述第二导电层的材质包括掺杂多晶硅。

19、示例性地，所述制造方法包括：

20、通过气态氢氟酸释放所述牺牲层。

21、示例性地，所述介质层通过氧化工艺形成；

22、所述隔离层和所述牺牲层通过pecvd工艺形成；

23、所述第二导电层通过气相外延工艺形成。

24、示例性地，在所述第二导电层内形成所述第三沟槽以使所述第二导电层中具有梳齿结构；

25、释放所述牺牲层以使所述梳齿结构部分地成为可动结构。

26、示例性地，所述制造方法还包括：

27、在所述介质层和所述第一导电层上形成隔离层后，对所述隔离层进行平坦化；

28、在所述阻挡层上形成所述牺牲层后，对所述牺牲层进行平坦化；

29、在所述牺牲层上形成第二导电层后，对所述第二导电层进行平坦化。

30、根据本发明的第二方面，提供了一种mems器件，其包括：

31、衬底；

32、介质层，位于所述衬底上；

33、第一导电层，位于所述介质层上，所述第一导电层中具有第一开口，所述第一开口露出部分所述介质层；

34、隔离层，位于所述介质层上且位于所述第一开口中，所述隔离层的上表面高于所述第一导电层的上表面；

35、阻挡层，位于所述隔离层上，所述隔离层和所述阻挡层中具有位于所述第一导电层上的第二开口，所述第二开口露出部分所述第一导电层；

36、第二导电层，位于所述第一导电层上，且部分地位于所述第二开口中。

37、示例性地，所述介质层的材质包括氧化硅；

38、所述第一导电层的材质包括掺杂多晶硅；

39、所述隔离层的材质包括氧化硅；

40、所述阻挡层的材质包括无掺杂多晶硅；

41、所述第二导电层的材质包括掺杂多晶硅。

42、示例性地，所述第二导电层与所述隔离层和所述阻挡层之间具有空腔，且所述第二导电层与所述阻挡层不接触。

43、示例性地，所述第二导电层中具有梳齿结构。

44、示例性地，所述mems器件为惯性传感器。

45、根据本发明的mems器件及其制造方法，通过在mems器件中设置阻挡层，可以有效避免第一导电层下方出现侧掏，保障了mems器件的结构稳定性。

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所述的制造方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，

8.一种mems器件，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的mems器件，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的mems器件，其特征在于，

11.根据权利要求8所述的mems器件，其特征在于，

12.根据权利要求8所述的mems器件，其特征在于，

技术总结本申请公开了一种MEMS器件及其制造方法，制造方法包括：在衬底上形成介质层，在介质层上形成图案化的第一导电层；在介质层和第一导电层上形成隔离层，隔离层覆盖第一导电层；在隔离层上形成阻挡层，阻挡层覆盖隔离层；在隔离层和阻挡层内形成第一沟槽，第一沟槽露出部分第一导电层；在阻挡层和露出的第一导电层上形成牺牲层，牺牲层覆盖阻挡层且填充第一沟槽；在牺牲层内形成第二沟槽，第二沟槽露出部分第一导电层；在牺牲层和露出的第一导电层上形成第二导电层，第二导电层覆盖牺牲层且填充第二沟槽；在第二导电层内形成第三沟槽；释放牺牲层。本申请的制造方法能够提高MEMS器件的结构稳定性。技术研发人员：任杨波,王红海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