微机电装置及其制造方法与流程

本发明涉及微机电(mems)装置，特别涉及包含停止部件的微机电装置及其制造方法。

背景技术：

1、微机电(mems)装置是整合机械性组件和电性组件，以感测物理量和/或与周围环境交互作用的微型装置。近年来，微机电装置在微电子产业上越来越普遍，举例而言，微机电装置可作为微型传感器，例如动作传感器、压力传感器、加速度传感器等，并且已经广泛地应用在许多电子产品中。

2、微机电装置通常由处理数据的微处理器和几个组件所组成，这些个组件例如是与周围环境交互作用的微型传感器。由于微机电装置的微型传感器具有较大的表面积与体积之比值，相较于尺寸较大的机械装置，由环境电磁力(例如静电荷和磁矩)和流体动力(例如表面张力和黏度)所产生的力，对于微机电装置而言是更重要的设计考虑因素。例如，在传统的微机电装置的可移动部件和金属表面之间可能会产生黏附(stiction)，导致传统的微机电装置的生产良率和可靠度下降。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的实施例提供改良的微机电(mems)装置及其制造方法，以克服传统的微机电装置的上述问题。本发明的微机电装置包含设置在微机电装置层的质量块正下方，并且与质量块分隔开的停止部件，藉此改善微机电装置的可靠度和生产良率。

2、根据本发明的一实施例，提供了一种微机电装置，包括：一第一基板；一互连层，设置在所述第一基板上，其中所述互连层包括交替堆栈的复数个导电层和复数个介电层；一微机电装置层，键合在所述互连层上，其中所述微机电装置层包括一质量块；一停止部件，设置在所述质量块正下方，并与所述质量块分隔开，其中所述停止部件被所述互连层的一部分包围，且所述停止部件包括：一底部，由所述复数个导电层的其中之一构成；及一硅基层，设置于所述底部上；以及一第二基板，包括一空腔，且键合在所述微机电装置层上。

3、根据本发明的另一实施例，提供了一种微机电装置的制造方法，包括以下步骤：提供一第一基板；在所述第一基板上形成一互连层，其中所述互连层包括交替堆栈的复数个导电层和复数个介电层；在所述第一基板上形成一停止部件，其中所述停止部件被所述互连层的一部分包围，且所述停止部件包括：由所述复数个导电层之一形成的一底部，及形成于所述底部上的一硅基层；在所述互连层上形成一微机电装置层，其中所述微机电装置层包括一质量块位于所述停止部件正上方，并与所述停止部件分隔开；以及提供包含一空腔的一第二基板，并与所述微机电装置层键合。

4、本发明技术方案的有益效果包括：本发明的微机电装置的停止部件可避免电荷在停止部件上累积，因此本发明的微机电装置的停止部件有效地防止微机电装置层的质量块与互连层之间发生黏附。此外，本发明的微机电装置的停止部件还可以防止微机电装置层受到机械性的损伤。因此，提高了本发明的微机电装置的可靠度和生产良率。

5、为了让本发明的特征明显易懂，下文特举出实施例，并配合附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种微机电装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述互连层包括一凹入部分，被所述互连层的所述部分包围，并且所述停止部件设置在所述凹入部分中。

3.如权利要求2所述的微机电装置，其特征在于，所述停止部件的所述底部由所述互连层的一最低导电层的一部分构成，且所述凹入部分贯穿所述互连层。

4.如权利要求2所述的微机电装置，其特征在于，所述停止部件的所述底部由所述互连层的一中间导电层的一部分构成，且所述凹入部分的底面与所述中间导电层的底面在同一平面上。

5.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述硅基层包括多晶硅、非晶硅或单晶硅。

6.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述微机电装置层还包括朝向所述互连层的一突出部和位于所述突出部上的一导电层，且所述微机电装置层藉由所述突出部上的所述导电层和所述突出部与所述互连层的一顶部导电层键合。

7.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述微机电装置层还包括与所述质量块相邻的一悬臂部件，且所述悬臂部件和所述质量块对应于所述第二基板的所述空腔设置。

8.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述第一基板包括设置于其中的复数个互补式金属氧化物半导体晶体管，且所述互连层电耦接至所述复数个互补式金属氧化物半导体晶体管。

9.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述停止部件的所述底部由所述互连层的一顶部导电层的一部分构成。

10.如权利要求9所述的微机电装置，其特征在于，所述互连层还包括设置在所述顶部导电层上的一顶部介电层和设置在所述顶部介电层上的一钝化层，且所述停止部件还包括依次堆栈在所述底部上的所述顶部介电层的一部分和所述钝化层的一部分，以及在所述顶部介电层的所述部分和所述钝化层的所述部分中的一贯穿孔，其中所述硅基层顺向性地设置在所述钝化层的所述部分上和所述贯穿孔内。

11.如权利要求10所述的微机电装置，其特征在于，所述停止部件还包括一阻障层，顺向性地设置在所述硅基层和所述钝化层的所述部分之间，以及顺向性地设置在所述硅基层和所述底部之间，且所述阻障层包括ti、tin或ti与tin的组合。

12.一种微机电装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

13.如权利要求12所述的微机电装置的制造方法，其特征在于，所述硅基层通过溅镀制程或电浆增强型化学气相沉积制程形成，且所述硅基层包括多晶硅、非晶硅或单晶硅。

14.如权利要求12所述的微机电装置的制造方法，其特征在于，其中形成所述停止部件包括：

15.如权利要求14所述的微机电装置的制造方法，其特征在于，其中形成所述互连层包括：

16.如权利要求12所述的微机电装置的制造方法，其特征在于，其中形成所述停止部件包括：

17.如权利要求16所述的微机电装置的制造方法，其特征在于，其中形成所述互连层包括：

18.如权利要求12所述的微机电装置的制造方法，其特征在于，其中形成所述停止部件包括：

19.如权利要求18所述的微机电装置的制造方法，其特征在于，其中蚀刻所述顶部介电层和所述钝化层还包括形成另一贯穿孔，以暴露出所述顶部导电层的一部分，并且所述微机电装置层与所述顶部导电层的所述部分键合。

20.如权利要求12所述的微机电装置的制造方法，其特征在于，所述第一基板包括形成于其中的复数个互补式金属氧化物半导体晶体管，并且所述互连层电耦接到所述复数个互补式金属氧化物半导体晶体管。

技术总结本发明公开了一种微机电装置及其制造方法，该微机电装置包括第一基板、互连层、微机电装置层、停止部件和第二基板；互连层设置于第一基板上，包含交替堆栈的多个导电层与多个介电层；微机电装置层键合在互连层上，包含质量块；停止部件设置在质量块正下方，并与质量块分隔开，停止部件被互连层的一部分包围，且停止部件包含由多个导电层的其中之一构成的底部和设置在底部上的硅基层；第二基板包含空腔，且键合在微机电装置层上。技术研发人员：拉玛奇德拉玛尔斯·彼拉迪·叶蕾哈卡,拉奇许·昌德,陈合烽,罗希特·普利卡尔·基扎克伊尔,张汇文受保护的技术使用者：世界先进积体电路股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/19