一种MEMS器件、MEMS器件的制备方法和电子装置与流程

本申请涉及半导体，具体涉及一种mems器件、mems器件的制备方法和电子装置。

背景技术：

1、mems(micro electro mechanical system，微电机系统)涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、可穿戴设备、智能家居、汽车和无人机等领域开拓了广阔的用途。常见的mems器件包括压力传感器、惯性传感器以及光传感器等。

2、在mems惯性传感器结构中，对地电容的大小直接影响到器件的带宽和噪声密度，并直接决定传感器的最小可检测极限(分辨率)，对地电容越小mems器件的分辨率越高。现有的mems器件中，一种方式是，通常通过降低电极板与衬底之间的绝缘介质的介电常数降低对地电容，由于低介电常数材料获取难度较高，使得mems器件制造成本上升。此外，另一种方式是，通过降低电极板与衬底之间的正对面积来降低对地电容，这使得mems器件制造工艺复杂，制造成本过高。

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，本申请一方面提供一种mems器件，包括：第一衬底，所述第一衬底的表面设置有沟槽和填充所述沟槽并覆盖所述第一衬底的介电层，所述介电层上设置有第一极板层，所述第一极板层上设置有功能层，部分所述功能层悬置于所述第一极板层上方；第二衬底，在所述第二衬底内形成有凹槽，所述第一衬底形成有所述功能层的一侧与所述第二衬底形成有所述凹槽的一侧相结合。

3、示例性地，所述沟槽的数量为多个，多个沟槽在所述第一衬底内间隔设置，其中，多个沟槽和至少部分所述第一极板层相对，且所述沟槽至少部分地与所述功能层相对应。

4、示例性地，多个所述沟槽在所述衬底的表面所在平面上的投影为网格形或者间隔的多个条形。

5、示例性地，所述沟槽的数量为1个，一个所述沟槽和至少部分所述第一极板层相对，且所述沟槽至少部分地与所述功能层相对应。

6、示例性地，当所述沟槽的数量为多个时，所述介电层包括填充所述沟槽的第一子介电层和覆盖所述第一衬底的表面及所述第一子介电层的第二子介电层，每个所述沟槽的宽度小于或等于所述第二子介电层的厚度的一半。

7、示例性地，所述第二衬底的所述凹槽朝向所述第一衬底的表面设置有第二极板层。

8、示例性地，所述第一极板层的材料包括多晶硅，所述第二极板层的材料包括多晶硅。

9、本申请另一方面提供一种mems器件的制备方法，包括：提供第一衬底；在所述第一衬底内形成沟槽，所述沟槽从所述第一衬底的表面向所述第一衬底内延伸；形成介电层，以覆盖所述第一衬底的表面并填充所述沟槽；在所述介电层上形成第一极板层；在所述第一极板层上方形成功能层，部分所述功能层悬置于所述第一极板层上方；提供第二衬底，在所述第二衬底内形成有凹槽；将所述第一衬底形成有所述功能层的一侧与所述第二衬底形成有所述凹槽的一侧相结合。

10、示例性地，在所述第一极板层上方形成功能层包括：在所述第一极板层上方形成牺牲层，在所述牺牲层上形成功能材料层；去除部分所述功能材料层形成功能层，去除部分所述牺牲层以在所述第一衬底上形成空腔，使部分所述功能层悬置于所述第一极板层上方。

11、示例性地，在所述第一衬底内形成沟槽，包括：当预定形成的沟槽的深度小于预设阈值，对所述第一衬底进行干法刻蚀和/或湿法刻蚀，以形成所述沟槽；当预定形成的沟槽的深度大于或等于所述预设阈值，对所述第一衬底进行深硅刻蚀，以形成所述沟槽。

12、本申请另一方面提供一种电子装置，包括如上文所述的mems器件。

13、本申请实施例的mems器件在第一衬底的表面设置有沟槽和填充沟槽并覆盖第一衬底的介电层，介电层上设置有第一极板层，第一极板层上设置有功能层，部分功能层悬置于第一极板层上方，还具有第二衬底，在第二衬底内形成有凹槽，并且第一衬底形成有功能层的一侧与第二衬底形成有凹槽的一侧相结合，本申请通过在第一衬底内形成沟槽，增加第一极板层和第一衬底之间的距离，从而有效降低了mems器件的对地电容，提升了mems器件的分辨率且结构简单制造成本较低。

技术特征：

1.一种mems器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mems器件，其特征在于，所述沟槽的数量为多个，多个沟槽在所述第一衬底内间隔设置，其中，多个沟槽和至少部分所述第一极板层相对，且所述沟槽至少部分地与所述功能层相对应。

3.根据权利要求2所述的mems器件，其特征在于，多个所述沟槽在所述衬底的表面所在平面上的投影为网格形或者间隔的多个条形。

4.根据权利要求1所述的mems器件，其特征在于，所述沟槽的数量为1个，一个所述沟槽和至少部分所述第一极板层相对，且所述沟槽至少部分地与所述功能层相对应。

5.根据权利要求1所述的mems器件，其特征在于，当所述沟槽的数量为多个时，所述介电层包括填充所述沟槽的第一子介电层和覆盖所述第一衬底的表面及所述第一子介电层的第二子介电层，每个所述沟槽的宽度小于或等于所述第二子介电层的厚度的一半。

6.根据权利要求1所述的mems器件，其特征在于，所述第二衬底的所述凹槽朝向所述第一衬底的表面设置有第二极板层。

7.根据权利要求6所述的mems器件，其特征在于，所述第一极板层的材料包括多晶硅，所述第二极板层的材料包括多晶硅。

8.一种mems器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述第一极板层上方形成功能层包括：

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述第一衬底内形成沟槽，包括：当预定形成的沟槽的深度小于预设阈值，对所述第一衬底进行干法刻蚀和/或湿法刻蚀，以形成所述沟槽；

11.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的mems器件。

技术总结一种MEMS器件、MEMS器件的制备方法和电子装置，器件包括：第一衬底，所述第一衬底的表面设置有沟槽和填充所述沟槽并覆盖所述第一衬底的介电层，所述介电层上设置有第一极板层，所述第一极板层上设置有功能层，部分所述功能层悬置于所述第一极板层上方；第二衬底，在所述第二衬底内形成有凹槽，所述第一衬底形成有所述功能层的一侧与所述第二衬底形成有所述凹槽的一侧相结合。本申请的MEMS器件通过在第一衬底内形成沟槽，增加第一极板增加第一极板和第一衬底之间的距离，从而有效降低了对地电容，提升了MEMS器件的分辨率且结构简单制造成本较低。技术研发人员：徐达武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：2024/1/15