包括具有防粘滞突起的掩埋腔的MEMS结构及其制造方法与流程

本公开涉及微机械或微机电结构、其制造方法以及mems换能器，具体地，该结构包括具有在其中延伸的一个或多个防粘滞凸块的掩埋腔。

背景技术：

1、众所周知，集成压力传感器可以采用微制造技术。这些传感器通常包括被悬置在半导体主体中具有的腔之上的薄膜或隔膜。彼此连接的压阻元件形成在膜内，并且连接在惠斯通电桥中。当受到压力时，膜发生变形，导致压阻元件的电阻的变化，并且因此导致惠斯通电桥的不平衡。备选地，电容式传感器是可用的，其中膜提供电容器的第一板，而第二板由固定参考提供。在使用中，膜的偏转生成电容器的电容的变化，该电容的变化可以被检测，并且与施加在膜上的压力相关联。

2、在微机械器件中在特定条件发生的显著缺陷为固定元件的可移动结构和与其相邻的固定元件的不可逆粘滞或者和衬底的不可逆粘滞。很明显，该现象可能会以不可预测的方式带来严重后果，甚至使得受影响的mems系统无法工作。具体地，在膜的情况下，膜与该膜悬置在其上的衬底的粘滞使其不可用。

3、粘滞现象通常由两个接触的主体表面之间施加的表面力生成。当然，接触区越宽，表面之间的相互作用力就越大。附加地，在评估和防止粘滞时要考虑的其他因素尤其是表面的粗糙度、它们的磨损、湿度水平和微机械结构操作的环境温度。在膜悬置在掩埋腔上的情况下，因为在这些掩埋腔内部进行操作以减少粘滞的原因的固有困难，这些参数尤其难以监控。

4、一个可能的解决方案在于将膜加强，使得膜在使用期间永远不会达到全冲程，并且在界定具有悬置在其上的膜的腔的相对表面之间不会发生直接接触。例如，可以通过增加膜的厚度来增加膜的强度。在已知的半导体压力传感器的制造工艺中，膜是通过外延生长形成的。获得较厚膜所需的外延生长时间的增加具有诸如以下项的几个缺点，例如，成本的增加以及半导体晶片背侧的不均匀性的增加，这导致处理晶片的困难和与制造工艺的后续步骤的不兼容性问题。此外，已知的集成半导体压力传感器通常被设计和用于测量相对较低的压力(例如，高达0.1mpa)，并且其膜的加强可能导致在这样的压力下难以操作。

技术实现思路

1、本公开涉及一种微机械或微机电结构、其制造方法以及微机电换能器。

2、本公开涉及一种结构，该结构包括：半导体主体；腔，被掩埋在半导体主体中，腔由第一壁、与第一壁相对的第二壁以及在第一壁与第二壁之间耦合的第三壁和第四壁内部地界定；以及膜，延伸包括腔的第一壁，膜具有被完全包含在腔中的第一和第二防粘滞凸块，第一防粘滞凸块从第一壁中的一个突出，并且第二防粘滞凸块从第二壁突出，第一和第二防粘滞凸块居中安置在腔中。

技术特征：

1.一种结构，包括：

2.根据权利要求1所述的结构，其中所述第二防粘滞凸块与所述第一防粘滞凸块对准，并且面向所述第一防粘滞凸块。

3.根据权利要求2所述的结构，其中所述第一防粘滞凸块和所述第二防粘滞凸块朝向彼此突出。

4.根据权利要求3所述的结构，其中所述半导体主体、所述膜、所述第一防粘滞凸块以及所述第二防粘滞凸块是单晶硅的。

5.根据权利要求4所述的结构，其中所述第一防粘滞凸块和所述第二防粘滞凸块具有在0.01μm至1μm的范围内的沿第一方向的厚度。

6.根据权利要求1所述的结构，其中所述半导体主体包括：

7.根据权利要求6所述的结构，其中所述第二管芯在所述第二凹部中容纳所述第二防粘滞凸块。

8.一种用于制造结构的方法，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，包括：在所述半导体主体的所述第二表面区域处形成另外的第二柱状部分，所述另外的第二柱状部分具有所述第二底面积值，通过第二沟槽相互分离，

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一柱状部分和所述第一沟槽在所述第一表面区域处限定所述半导体材料的第一满/空比，

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二底面积值大于所述第一底面积值。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，沿着所述半导体主体的截面，所述第一沟槽具有大于所述第二沟槽的尺寸，并且所述第二柱状部分具有大于所述第一柱状部分的尺寸。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，沿着所述半导体主体的截面，所述至少一个第二柱状部分具有大于所述第一柱状部分中的每个第一柱状部分的尺寸。

14.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一柱状部分和所述至少一个第二柱状部分具有多边形形状。

15.根据权利要求8所述的方法，其中所述退火同时形成至少一个第二防粘滞凸块，所述至少一个第二防粘滞凸块被完全包含在所述腔中，从容纳所述第一防粘滞凸块的所述第一壁和所述第二壁中的另一个壁突出。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述半导体主体、所述膜层、所述第一防粘滞凸块和所述至少一个第二防粘滞凸块是单晶硅的。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一防粘滞凸块和所述第二防粘滞凸块具有在0.01μm和1μm之间的厚度。

18.根据权利要求8所述的方法，其中退火在脱氧环境中执行。

19.一种用于制造结构的方法，所述方法包括：

20.根据权利要求19所述的方法，包括：在所述第二凹部中形成第二防粘滞凸块，

技术总结本公开的实施例涉及包括具有防粘滞突起的掩埋腔的MEMS结构及其制造方法。MEMS结构包括：半导体主体；腔，被掩埋在半导体主体中；膜，悬置在腔上；以及至少一个防粘滞凸块，被完全包含在腔中，其功能是防止腔内部的膜的侧面粘滞到向下界定腔的相对侧。技术研发人员：M·阿兹佩蒂亚·尤尔奎亚,E·杜奇,S·尼科利,R·卡姆佩德利,I·瓦里斯科,L·滕托里受保护的技术使用者：意法半导体股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/16