MEMS器件及其制造方法、电子装置与流程

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、电子装置。

背景技术：

1、mems振镜是一种mems器件，其是一种基于微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)技术制造而成的微小可驱动反射镜。它可以在驱动作用下对光束进行偏转、调制、开启闭合及相位控制。mems振镜具有重量轻，体积小，易于大批量生产，生产成本较低，光学，机械性能和功耗方面表现优异的特点，因此广泛应用于投影、显示、光通信、激光雷达等场景中。

2、随着对mems振镜的功能和性能进行提升的要求，mems振镜的结构设计也越来越复杂，为增大mems振镜的转角，将mems振镜设计成上梳齿和下梳齿相互交错的结构来增大扭矩。由于对一个衬底采用两次的深反应离子刻蚀(deep reactive ion etching，简称drie)工艺，形成上下交错的梳齿，而第二次刻蚀时刻蚀形成的聚合物残留更多的积累在梳齿表面，阻碍了对梳齿的刻蚀，从而容易导致硅草的产生并且在mems振镜工作的过程中，这种硅草会损伤梳齿，造成短路，进而降低mems振镜的性能和可靠性，减短mems振镜的使用寿命。

3、因此，有必要提出一种新的mems器件及其制造方法、电子装置，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。本申请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，本申请提供一种mems器件的制造方法，包括：

3、提供第一衬底和第二衬底，所述第一衬底包括第一区域和位于所述第一区域外侧的第二区域，所述第二衬底包括第三区域和位于所述第三区域外侧的第四区域；

4、刻蚀所述第一衬底以在所述第一区域形成多个间隔设置的第一梳齿；

5、刻蚀所述第二衬底以在所述第三区域形成多个间隔设置的第二梳齿；

6、执行键合工艺，以使所述第一衬底形成有所述第一梳齿的一面和所述第二衬底形成有所述第二梳齿的一面相接合构成器件基底，并且多个所述第一梳齿与多个所述第二梳齿彼此交错设置。

7、示例性地，多个所述第一梳齿与多个所述第二梳齿彼此交错嵌套设置，其中，所述第一梳齿的一端部突凸出于所述第一衬底的所述第二区域的表面，和/或，所述第二梳齿的一端部突凸出于所述第二衬底的所述第四区域的表面。

8、示例性地，所述第一衬底包括依次层叠的基底层、绝缘层和器件层，所述刻蚀所述第一衬底以在所述第一区域形成多个间隔设置的第一梳齿，包括：

9、先刻蚀所述第二区域内的所述器件层以去除第一预定厚度的所述器件层，再刻蚀所述第一区域内的所述器件层停止于所述绝缘层，以形成多个所述第一梳齿；或者

10、先刻蚀所述第一区域内的所述器件层停止于所述绝缘层，以形成多个所述第一梳齿，再刻蚀所述第二区域内的所述器件层以去除第一预定厚度的所述器件层。

11、示例性地，所述第二衬底包括依次层叠的基底层、绝缘层和器件层，所述刻蚀所述第二衬底的所述第三区域形成多个间隔设置的第二梳齿，包括：

12、先刻蚀所述第四区域内的所述器件层以去除第二预定厚度的所述器件层，再刻蚀所述第三区域内的器件层停止于所述绝缘层，以形成多个所述第二梳齿结构，或者

13、先刻蚀所述第三区域内的器件层停止于所述绝缘层，以形成多个所述第二梳齿结构，再刻蚀所述第四区域内的所述器件层以去除第二预定厚度的所述器件层。

14、示例性地，所述第一预定厚度的范围在0.5μm-2μm。

15、示例性地，所述第二预定厚度的范围在0.5μm-2μm。

16、示例性地，所述执行键合工艺，以使所述第一衬底形成有所述第一梳齿的一面和所述第二衬底形成有所述第二梳齿的一面相接合形成器件基底之后，所述方法还包括：

17、对所述第一衬底进行减薄；和/或，对所述第二衬底进行减薄。

18、示例性地，所述第一衬底包括依次层叠的基底层、绝缘层和器件层，所述第二衬底包括依次层叠的基底层、绝缘层和器件层，其中，对所述第一衬底进行减薄，包括：对所述第一衬底进行减薄，以去除所述第一衬底的基底层露出所述第一衬底的绝缘层；和/或，对所述第二衬底进行减薄，包括：对所述第二衬底进行减薄，以去除所述第二衬底的基底层露出所述第二衬底的绝缘层。

19、示例性地，在所述减薄的步骤之后，所述方法还包括：

20、对露出的所述绝缘层进行图案化，以在所述绝缘层中定义出焊盘图案开口和镜面图案开口；

21、在所述焊盘图案开口中形成焊盘，以及在所述镜面图案开口中形成镜面；

22、去除露出的所述绝缘层，以使所述第一梳齿或所述第二梳齿形成可动梳齿。

23、示例性地，在形成所述可动梳齿之后，所述方法还包括：

24、自背离所述镜面的一侧刻蚀所述器件基底形成第一腔体和第二腔体，其中，所述第一腔体和所述镜面位置对应，以使所述镜面能够在所述第一腔体中活动，所述第二腔体露出所述第一梳齿和所述第二梳齿。

25、本申请还提供一种mems器件，所述mems器件根据上述任一项mems器件的制造方法制备获得。

26、本申请还提供一种电子装置，所述电子装置包括上述的mems器件。

27、根据本申请提供的mems器件的制造方法，通过将第一梳齿和第二梳齿分别形成在第一衬底和第二衬底上，然后采用键合工艺形成第一梳齿与第二梳齿交错的结构，以制造mems器件，由于分别在第一衬底和第二衬底上只进行一次刻蚀而形成梳齿，避免了针对一个衬底进行多次刻蚀形成梳齿所导致的聚合物残留积累在梳齿表面的问题，从而避免了聚合物残留对梳齿的刻蚀的阻碍，进而有效减少了硅草的产生，可以使该mems器件能够实现大转角转动的同时，提高了mems器件的可靠性、性能和使用寿命。

技术特征：

1.一种mems振镜的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的mems振镜的制造方法，其特征在于，多个所述第一梳齿与多个所述第二梳齿彼此交错嵌套设置，其中，所述第一梳齿的一端部突凸出于所述第一衬底的所述第二区域的表面，和/或，所述第二梳齿的一端部突凸出于所述第二衬底的所述第四区域的表面。

3.如权利要求1或2所述的mems振镜的制造方法，其特征在于，所述第一衬底包括依次层叠的基底层、绝缘层和器件层，所述刻蚀所述第一衬底以在所述第一区域形成多个间隔设置的第一梳齿，包括：

4.如权利要求1或2所述的mems振镜的制造方法，其特征在于，所述第二衬底包括依次层叠的基底层、绝缘层和器件层，所述刻蚀所述第二衬底以在所述第三区域形成多个间隔设置的第二梳齿，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预定厚度的范围在0.5μm-2μm。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二预定厚度的范围在0.5μm-2μm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行键合工艺，以使所述第一衬底形成有所述第一梳齿的一面和所述第二衬底形成有所述第二梳齿的一面相接合形成器件基底之后，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一衬底包括依次层叠的基底层、绝缘层和器件层，所述第二衬底包括依次层叠的基底层、绝缘层和器件层，其中，对所述第一衬底进行减薄，包括：对所述第一衬底进行减薄，以去除所述第一衬底的基底层露出所述第一衬底的绝缘层；和/或，对所述第二衬底进行减薄，包括：对所述第二衬底进行减薄，以去除所述第二衬底的基底层露出所述第二衬底的绝缘层。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述减薄的步骤之后，所述方法还包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在形成所述可动梳齿之后，所述方法还包括：

11.一种mems器件，其特征在于，所述mems器件采用如权利要求1至10中任一项所述的方法制备获得。

12.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求11所述的mems器件。

技术总结一种MEMS器件及其制造方法、电子装置，该方法包括：提供第一衬底和第二衬底，第一衬底包括第一区域和位于第一区域外侧的第二区域，第二衬底包括第三区域和位于第三区域外侧的第四区域；刻蚀第一衬底以在第一区域形成多个间隔设置的第一梳齿；在第二衬底的第三区域形成多个间隔设置的第二梳齿；执行键合工艺，以使第一衬底形成有第一梳齿的一面和第二衬底形成有第二梳齿的一面相接合构成器件基底，并且多个第一梳齿与多个第二梳齿彼此交错设置。本申请的方法有效减少了硅草的产生，提高了MEMS器件的可靠性、性能和使用寿命。技术研发人员：许继辉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：2024/1/13