[发明专利]MEMS器件中的应力释放机构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及微机电系统(“MEMS”)，并且更具体地 涉及用于应用在MEMS器件的电极或锚上的应力释放机构。

背景技术

许多器件和系统包括许多不同类型的执行各种监测和/或 控制功能的传感器。在微机械加工和其它微制造工艺中的进步已经使 微机电系统(MEMS)的广大多样性的制造成为可能。最近几年，用来 执行监测和/或控制功能的许多传感器已经应用在MEMS器件中。

一种特定类型的MEMS器件是加速计。MEMS加速计可以形 成在包括处理层(handle layer)、在处理层上的由氧化物构成的绝缘 牺牲层、以及在绝缘层上的有源层的绝缘体上硅(“SOI”)晶片上。SOI MEMS加速计包括形成在有源层中的摆片(proof mass)。在摆片的另 一部分可以一般经由一组柔性梁弹簧悬挂在晶片上的同时，摆片的一 部分可以经由绝缘层的一部分锚定到晶片的一部分上。当MEMS加速计 遭受加速度时摆片运动，并且该运动经由电子技术转换成具有基于加 速度的参量(例如电压、电流、频率等)的信号。

典型地，在装运给客户之前时要对MEMS传感器进行严格的 测试。测试可以包括从预定的高度落下传感器。该测试模拟当客户处 理器件时可能出现的机械振动。在大部分情况中，当前配置的MEMS 传感器足够坚固以至于能够经受住这种下落测试。然而，在一些情况 中，测试可能破坏MEMS传感器。具体地，锚定在晶片上的部分摆片可 能变得与处理晶片分离。结果是，MEMS传感器可能变得不能使用。

因而，需要提供一种足够坚固的MEMS传感器来经受应用在 其上的应力。此外，需要具有简单和相对廉价的工艺，以用来制造所 需的不需要额外的装置和工艺的MEMS传感器。更进一步地，从随后的 结合附图和前述的技术领域和背景的详细说明和所附权利要求，本发 明的其它所需的特色和特征将变得明显。

附图说明

本发明下文中将结合以下图形来描述，其中相同的标记表示 相同的元件，并且

附图1是一个示例SOI MEMS传感器的横截面图；

附图2是附图1描述的示例SOI MEMS传感器的顶视图；

附图3是可以用来制造附图1和2描述的SOI MEMS传感器 的示例衬底的横截面图；

附图4是可以形成在附图3的衬底上的示例图案的部分顶视 图；

附图5是可以形成在附图3的衬底上的另一示例图案的部分 顶视图；

附图6是在用来制造在附图1和2中描述的SOI MEMS传感 器的方法的步骤期间附图3的示例衬底的横截面图。

具体实施方式

下述详细说明实质上仅仅是示例性的并且不能意指限定本 发明或本发明的应用和使用。此外，虽然本发明在此描述为实现绝缘 体上硅晶片，但是可以理解本发明可以有选择地实现其它任何合适类 型的晶片。此外，在此无意通过前述的技术领域、背景技术、发明内 容或下述的详细说明书中任何表述或暗示的理论来进行限定。在这点 上，虽然本发明在上下文中描写和描述为加速计，但是可以理解，本 发明至少对于包括在衬底表面上可移动地悬挂的摆片的众多器件中的 任何一个都可以使用。

现在开始描述，附图1是一个示例微机电系统(MEMS)器 件100的横截面图。MEMS器件100是一个惯性传感器，例如加速计， 并且包括形成在晶片106上的锚区域102和传感器区域104。晶片106 可以是多种类型的传统使用的晶片中的每一个。例如，并且如附图1 所述，晶片106可以是SOI(“绝缘体上硅”)晶片。在这种情况下，晶 片106一般包括处理层108、有源层112、和设置在处理层108和有源 层112之间的绝缘层114。锚区域102和传感器区域104都形成在有源 层112中。锚区域102是经由绝缘层114保持粘附到处理层108的、 有源层112的区域。相反地，传感器区域104在连接到锚区域102的 同时，也部分地从处理层108释放。尤其是，通过除去在传感器区域 104下的部分绝缘层114来部分地底切有源层104。该底切形成一个将 部分传感器区域104从处理层108释放的释放槽116。传感器区域104 的被释放的区域因而悬挂在处理层108的上方。