MEMS器件及其制造方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种mems器件及其制造方法。

背景技术：

1、为了使得同一晶圆中集成具有不同真空度的不同mems器件(如加速度计和陀螺仪)，如图1所示，将第一衬底11与第二衬底12键合，在键合时调整部分个mems器件的真空度；并且，第二衬底12中刻蚀有抽气孔121，通过抽气孔121进行抽气以提高抽气孔121所连通的空腔的真空度，即通过抽气孔121调整剩余部分个mems器件的真空度，并在真空度达到需求后，采用激光封孔工艺，使用专用机台对抽气孔121进行逐个封孔。

2、但是，当第二衬底12的厚度很厚时，受到刻蚀工艺能力的影响使得在第二衬底12中刻蚀形成的抽气孔121的宽度较大，导致采用激光封孔工艺对抽气孔121封孔的效果不好甚至无法进行封孔；并且，激光封孔工艺所使用的专用机台的价格昂贵，且在作业时对抽气孔121进行逐个封孔导致封孔效率低，进而导致成本很高。

3、因此，需要对抽气孔的封孔工艺进行改进，以避免出现上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种mems器件及其制造方法，无需采用激光封孔工艺即可实现抽气孔的密封，同时解决了大尺寸的抽气孔密封的问题，且使得成本得到降低。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种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、依次形成牺牲层和保护层覆盖于所述第一衬底的第一表面，所述保护层覆盖所述牺牲层；

5、刻蚀所述第一衬底的第二表面，以在所述第一区域形成第一空腔和第一抽气孔，且在所述第二区域形成第二空腔，所述第一抽气孔暴露出所述牺牲层；

6、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，键合后的所述第一抽气孔与所述第一空腔连通；

7、形成多个第二抽气孔于所述保护层中；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，经所述第一抽气孔释放部分所述牺牲层，以在所述牺牲层中形成第三空腔；或者，在形成多个所述第二抽气孔于所述保护层中之后，经所述第二抽气孔释放部分所述牺牲层，以在所述牺牲层中形成第三空腔；所述第二抽气孔与所述第三空腔连通；

8、通过所述第二抽气孔、所述第三空腔和所述第一抽气孔对所述第一空腔进行抽气，并填充金属层于所述第二抽气孔中。

9、可选地，所述第一抽气孔与所述第二抽气孔的位置错开。

10、可选地，所述第二抽气孔的宽度小于所述第一抽气孔的宽度。

11、可选地，所述第一抽气孔的宽度为10μm～20μm，所述第二抽气孔的宽度为1μm～5μm。

12、可选地，所述第一区域的第二表面还形成有第四空腔；在所述第一区域形成第一空腔、第一抽气孔和第四空腔，且在所述第二区域形成第二空腔的步骤包括：

13、刻蚀所述第一衬底的第二表面，以在所述第一区域形成第一空腔和第四空腔，且在所述第二区域形成第二空腔；

14、刻蚀所述第四空腔的底壁，以在所述第四空腔的底壁形成第一抽气孔。

15、可选地，在刻蚀所述第一衬底的第二表面之前，所述mems器件的制造方法还包括：

16、形成第一键合环于所述第一衬底的第二表面；

17、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mems器件的制造方法还包括：

18、形成第二键合环于所述第二衬底的第一表面；

19、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：将所述第一衬底的第二表面与所述第二衬底的第一表面通过所述第一键合环和所述第二键合环键合。

20、可选地，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。

21、本发明还提供一种mems器件，包括：

22、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；

23、第一衬底，所述第一衬底的第二表面键合于所述第二衬底的第一表面上；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，所述第一区域的第二表面形成有第一空腔和第一抽气孔，所述第二区域的第二表面形成有第二空腔；所述第一衬底的第一表面覆盖有牺牲层和保护层，所述保护层覆盖所述牺牲层，所述牺牲层中形成有第三空腔，所述保护层中形成有多个第二抽气孔，所述第一抽气孔分别与所述第一空腔和所述第三空腔连通，所述第三空腔与所述第二抽气孔连通；所述第二抽气孔中填充有金属层。

24、可选地，所述第一抽气孔与所述第二抽气孔的位置错开。

25、可选地，所述第二抽气孔的宽度小于所述第一抽气孔的宽度。

26、可选地，所述第一抽气孔的宽度为10μm～20μm，所述第二抽气孔的宽度为1μm～5μm。

27、可选地，所述第一区域的第二表面还形成有与所述第一抽气孔连通的第四空腔，所述第一抽气孔位于所述第三空腔与所述第四空腔之间。

28、可选地，所述mems器件还包括：

29、第一键合环，形成于所述第一衬底的第二表面；

30、第二键合环，形成于所述第二衬底的第一表面，所述第一衬底的第二表面与所述第二衬底的第一表面通过所述第一键合环和所述第二键合环键合。

31、可选地，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。

32、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

33、1、本发明的mems器件的制造方法，通过依次形成牺牲层和保护层覆盖于所述第一衬底的第一表面；刻蚀所述第一衬底的第二表面，以在所述第一区域形成第一空腔和第一抽气孔，且在所述第二区域形成第二空腔，所述第一抽气孔暴露出所述牺牲层；并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后，形成多个第二抽气孔于所述保护层中；且在所述牺牲层中形成与所述第二抽气孔和所述第一抽气孔连通的第三空腔；通过所述第二抽气孔、所述第三空腔和所述第一抽气孔对所述第一空腔进行抽气，并填充金属层于所述第二抽气孔中，使得无需采用激光封孔工艺即可实现抽气孔的密封，同时能够解决大尺寸的抽气孔密封的问题，且使得成本得到降低。

34、2、本发明的mems器件，由于包括：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；第一衬底，所述第一衬底的第二表面键合于所述第二衬底的第一表面上；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，所述第一区域的第二表面形成有第一空腔和第一抽气孔，所述第二区域的第二表面形成有第二空腔；所述第一衬底的第一表面覆盖有第一牺牲层和保护层，所述保护层覆盖所述第一牺牲层，所述第一牺牲层中形成有第三空腔，所述保护层中形成有多个第二抽气孔，所述第一抽气孔分别与所述第一空腔和所述第三空腔连通，所述第三空腔与所述第二抽气孔连通；所述第二抽气孔中填充有金属层，使得无需采用激光封孔工艺即可实现抽气孔的密封，同时能够解决大尺寸的抽气孔密封的问题，且使得成本得到降低。