一種mems器件及其制備方法、電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種MEMS器件及其制備方法、電子
目-ο
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路性能的提高主要是通過(guò)不斷縮小集成電路器件的尺寸以提高它的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前，由于在追求高器件密度、高性能和低成本中半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)進(jìn)步到納米技術(shù)工藝節(jié)點(diǎn)，給制造和設(shè)計(jì)等諸多方面帶來(lái)很大挑戰(zhàn)，器件的穩(wěn)定性以及良率成為衡量半導(dǎo)體器件性能的一個(gè)重要因素。
[0003]在運(yùn)動(dòng)傳感器(mot1n sensor)類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)上，智能手機(jī)、集成CMOS和微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件日益成為最主流、最先進(jìn)的技術(shù)，并且隨著技術(shù)的更新，這類(lèi)傳動(dòng)傳感器產(chǎn)品的發(fā)展方向是規(guī)模更小的尺寸，高質(zhì)量的電學(xué)性能和更低的損耗。
[0004]目前在MEMS器件制備過(guò)程中，通常需要用到覆蓋晶圓，例如在運(yùn)動(dòng)傳感器、加速度傳感器以及慣性傳感器類(lèi)的產(chǎn)品中通常首先制備MEMS晶圓，所述MEMS晶圓中形成有MEMS元件，然后再制備覆蓋晶圓，然后將所述MEMS晶圓和所述覆蓋晶圓接合為一體。
[0005]在所述覆蓋晶圓制備過(guò)程中如圖la-lb所示，首先提供覆蓋晶圓101，然后圖案化所述覆蓋晶圓101,以在所述覆蓋晶圓中形成凹槽，如圖la所然后在所述覆蓋晶圓上沉積隔離層102，例如SiN層，由于所述凹槽具有較大的尺寸，在所述深溝槽中沉積SiN層時(shí)不僅容易產(chǎn)生顆粒，同時(shí)會(huì)引起所述SiN層的脫落，如圖lb所示，所述SiN層的沉積效果非常差，導(dǎo)致器件性能和良率降低。
[0006]因此，需要對(duì)目前所述MEMS覆蓋晶圓的制備方法作進(jìn)一步的改進(jìn)，以便消除上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0008]本發(fā)明為了克服目前存在問(wèn)題，提供了一種MEMS器件的制備方法，包括:
[0009]步驟S1:提供覆蓋晶圓，在所述覆蓋晶圓中形成有第一凹槽；
[0010]步驟S2:在所述第一凹槽的底部形成具有若干間隔設(shè)置的凸起圖案的掩膜層；
[0011]步驟S3:以所述掩膜層為掩膜蝕刻所述第一凹槽，以在所述第一凹槽中形成所述凸起圖案；
[0012]步驟S4:在所述覆蓋晶圓上沉積隔尚層，以覆蓋所述覆蓋晶圓和所述第一凹槽。
[0013]可選地，在所述步驟S1中，所述第一凹槽的尺寸為25-45um。
[0014]可選地，所述步驟S2包括:
[0015]步驟S21:沉積掩膜層，以覆蓋所述覆蓋晶圓的表面和所述第一凹槽的底部；
[0016]步驟S22:圖案化所述第一凹槽上方的所述掩膜層，以在所述掩膜層中形成所述凸起圖案。
[0017]可選地，在所述步驟S3中，在形成所述凸起圖案之后，所述方法還包括去除所述掩膜層的步驟。
[0018]可選地，在所述步驟S1中，所述覆蓋晶圓選用Si。
[0019]可選地，在所述步驟S4中，所述隔離層選用SiN。
[0020]可選地，在所述步驟S1中，在所述覆蓋晶圓中所述第一凹槽的一側(cè)還形成有第二凹槽，所述第二凹槽的尺寸小于所述第一凹槽的尺寸。
[0021]可選地，所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。
[0022]可選地，在所述步驟S2中，在所述第二凹槽底部形成所述掩膜層，以完全覆蓋所述第二凹槽的底部。
[0023]本發(fā)明還提供了一種基于上述的方法制備得到的MEMS器件。
[0024]本發(fā)明還提供了一種電子裝置，包括上述的MEMS器件。
[0025]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種MEMS器件的制備方法，在所述方法中首先提供覆蓋晶圓，在所述覆蓋晶圓中形成淺凹槽，然后在所述凹槽中形成凸起圖案，以所述凸起圖案為掩膜蝕刻所述凹槽，以在所述凹槽中形成所述凸起圖案，然后沉積SiN層，所述凸起圖案能夠降低所述凸起圖案和要沉積的隔離層之間的應(yīng)力，避免所述隔離層發(fā)生脫落，以提高器件的性能和良率。
【附圖說(shuō)明】
[0026]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，
[0027]圖la-lb為現(xiàn)有技術(shù)中所述覆蓋晶圓的制備過(guò)程示意圖；
[0028]圖2a_2d為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中所述覆蓋晶圓的制備過(guò)程示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中所述覆蓋晶圓的制備工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0031]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開(kāi)徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0032]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q(chēng)為“在...上”、“與...相鄰”、“連接至『或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件被稱(chēng)為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
[0033]空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀?。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。
[0034]在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。
[0035]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0036]實(shí)施例1
[0037]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題提供了一種MEMS器件的制備方法，下面結(jié)合附圖2a_2d對(duì)所述方法做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0038]首先，執(zhí)行步驟201，提供覆蓋晶圓201并圖案化，以在所述覆蓋晶圓中形成凹槽。
[0039]具體地，如圖2a所示，其中，所述覆蓋晶圓201可以選用本領(lǐng)常用的半導(dǎo)體材料，例如Si或者SiGe等并不局限于某一種，在該實(shí)施例中，所述覆蓋晶圓201選用Si。
[0040]然后圖案化所述覆蓋晶圓201以形成第一凹槽20和第二凹槽21，其中所述第一凹槽20在接合之后形成傳感器空腔，因此所述第一凹槽20具有較大尺寸，所述第一凹槽的關(guān)鍵尺寸為25-45um，可選為30um，其中所述第二凹槽21的關(guān)鍵尺寸較小。
[0041]所述凹槽的形成方法包括但不局限于下述方法:在所述覆蓋晶圓201上形成圖案化的光刻膠層，所述光刻膠層中形成有第一凹槽20和第二凹槽21的圖案，然后以所述光刻膠層為掩膜蝕刻所述覆蓋晶圓201，以在所述覆蓋晶圓201中形成第一凹槽20和第二凹槽21。
[0042]在該步驟中選用深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)的方法形成第一凹槽20和第二凹槽21，在所述深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)步驟中選用氣體六氟化硅(SF6)作為工藝氣體，施加射頻電源，使得六氟化娃反應(yīng)進(jìn)氣形成高電離，所述蝕刻步驟中控制工作壓力為20 mTorr-8Torr,頻功率為600W，13.5MHz，直流偏壓可以在-500V — 1000V內(nèi)連續(xù)控制，保證各向異性蝕刻的需要，選用深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)可以保持非常高的刻蝕光阻選擇比。所述深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)系統(tǒng)可以選擇本領(lǐng)常用的設(shè)備，并不局限于某一型號(hào)。
[0043]在該步驟中，減小所述深溝槽蝕刻過(guò)程中的蝕刻時(shí)間，以降低所述凹槽的深度，形成的所述第一凹槽20的深度小于凹槽的目標(biāo)深度，以