一种微机械凸起结构的制作方法

本技术涉及mems(微电子机械系统)领域，特别涉及一种mems(微电子机械系统)运动结构上的一种微机械凸起结构。

背景技术：

1、mems(微电子机械系统)运动结构在外界声压/气压或外加电压出现较大变化时，可动结构运动幅度变大，相邻结构容易发生粘合。

2、微机械凸起结构是mems传感器用来实现防止微结构运动粘合的技术，现有微机械凸起结构通常是由绝缘材料来构成且普遍工艺制作方式是采取整层绝缘材料与整层结构材料紧密相连堆叠；包含微机械凸起结构的整层绝缘材料位于整层结构层材料下层，或是预先于整层结构层材料定义微机械凸起结构开孔位置后再沉积整层绝缘材料，紧密相连于整层结构层材料上层，但其中微机械凸起结构通过开孔延伸至结构层材料下方,整层的绝缘材料存在残余应力：无论在结构层材料的上层或是下层都对结构层材料形成额外的约束力，这样使得结构层的运动状态受限，对于有上下结构层如电容传感器的致动应用，会造成运动受限而导致电容传感器灵敏度下降，性能降低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，克服现有mems(微电子机械系统)中运动结构在运动幅度较大时导致相邻结构发生粘合，从而提供一种微机械凸起结构。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种微机械凸起结构，所述凸起结构的材料为单一绝缘材料或为绝缘材料与导电材料构成的复合层材料，用于防止可动结构运动时相邻结构相互粘合；所述凸起结构的材料为绝缘材料与导电材料构成的复合层材料时，所述导电材料设置在绝缘材料的内部，用于在电容器中防止极板间粘合、漏电，同时改变电容器的电容。

3、作为上述技术方案的改进之一，所述导电材料为多晶硅或非晶硅。

4、作为上述技术方案的改进之一，所述绝缘材料为氮化硅。

5、作为上述技术方案的改进之一，所述凸起结构和内部的导电材料呈柱体、锥体、台体或倒火山口形状。

6、本实用新型通过在结构中制作局部微纳米级的微凸起结构(dimple)，实现可动结构运动时相邻结构可通过局部微凸起结构实现点接触，容易弹开，防止整面粘合，维持正常工作。同时结合cmp工艺与局部图形化工艺可对单一绝缘层材料与复合层材料进行微凸起结构最适化尺寸定义降低材料残余应力对结构层材料运动的影响,同时，本实用新型提出的复合膜层导电微凸起结构(multi-layers conductive dimple)，比如氮化硅包裹多晶硅微凸起结构(nitride-covered polysilicon dimple)，其设计方案及其制作工艺使得原本的双膜电容(dual-membrane capacitance)额外还增加了导电微凸起结构产生的边缘电容(fringe capacitance)，可增加电容元件的灵敏度,同时达到结构层表面无凹槽的更优状态。

7、本实用新型所述微机械凸起结构实现的技术效果：

8、1.实现避免可动结构与邻近结构粘合的效果，同时复合膜层微凸起结构的conductive-dimple(导电微凸起结构)设计使得原本的双膜电容额外还增加了conductive-dimple的边缘电容(fringe capacitance)，可增加电容元件的灵敏度,微凸起结构(dimple)外层为非导电材料，防止电容上下极板运动过程中接触漏电；

9、2.结合cmp工艺与局部图形化工艺可对单一绝缘层材料与复合层材料进行微凸起结构最适化尺寸定义降低材料残余应力对结构层材料运动的影响；

10、3.微凸起结构(dimple)材料介电常数大于空气，可增加电容；

11、4.配合cmp实现上结构层平坦化，方便后续小线条图形化。

技术特征：

1.一种微机械凸起结构，其特征在于，所述凸起结构为绝缘材料与导电材料构成的复合层；所述导电材料设置在绝缘材料的内部，所述凸起结构用于在电容器中防止极板间粘合、漏电，同时改变电容器的电容。

2.根据权利要求1所述的微机械凸起结构，其特征在于，所述导电材料为多晶硅或非晶硅。

3.根据权利要求1所述的微机械凸起结构，其特征在于，所述绝缘材料为氮化硅。

4.根据权利要求1所述的微机械凸起结构，其特征在于，所述凸起结构和内部的导电材料呈柱体、锥体、台体或倒火山口形状。

技术总结本技术涉及一种微机械凸起结构，所述凸起结构的材料为绝缘材料或为绝缘材料与导电材料构成的复合层材料，用于防止可动结构运动时相邻结构相互粘合；所述凸起结构的材料为绝缘材料与导电材料构成的复合层材料时，所述导电材料设置在绝缘材料的内部，用于在电容器中防止极板间粘合、漏电，同时改变电容器的电容。本技术实现了通过凸起结构防止相邻结构粘合，同时，选用导电材料设计增加电容元件的灵敏度。技术研发人员：陈骁,何政达,万蔡辛,赵成龙,蔡春华,巩啸风,蒋樱,林谷丰受保护的技术使用者：无锡韦感半导体有限公司技术研发日：20220624技术公布日：2024/1/15