[发明专利]具有抗裂膜结构的微机电系统器件及其制造方法

权利要求书

1.一种制造微机电系统(MEMS)器件的方法，所述方法包括：

在衬底上形成牺牲体；

在所述衬底上制造多层膜结构，其中所述制造包括：

在所述牺牲体上和周围形成基膜层使得所述基膜层有不平的上表面和台阶式外边缘部分；

从所述基膜层的顶部去除预定厚度的材料，其足以消除所述台阶式外边缘部分并赋予所述基膜层以平的上表面；以及

在所述基膜层的所述平的上表面上形成盖膜层，所述盖膜层包括在所述盖膜层和所述基膜层之间的界面处的具有基本平行的晶粒取向的多晶硅；以及

去除至少一部分所述牺牲体以在所述多层膜结构内形成内腔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基膜层是通过在所述牺牲体上和周围沉积多晶硅形成的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述基膜层的外沿部分包括具有不平行的晶粒取向的区域，并且其中具有不平行的晶粒取向的所述区域的至少一部分在去除所述预定厚度的处理期间被去除。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在形成所述盖膜层之后，形成穿过所述多层膜结构并且到所述牺牲体的通道。

5.根据权利要求4所述的方法，其中去除至少一部分所述牺牲体包括通过所述通道蚀刻至少一部分的所述牺牲体以形成所述多层膜结构内的所述内腔，并且其中所述方法还包括通过填塞所述通道来密封地封闭所述内腔。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述微机电系统器件包括MEMS电容性压力传感器，并且其中所述方法还包括在其密封封闭之前在所述内腔内创建已知的参考压力。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述基膜层被形成为，在横截面中包括：位于所述牺牲体相对面上的第一和第二锚区域；以及横向地延伸于所述第一和第二锚区域之间的桥部分。

8.根据权利要求7所述的方法，其中去除所述预定厚度包括利用化学机械抛光处理以部分地去除所述基膜层的所述桥部分，使得所述牺牲体在抛光之后保持被所述基膜层包封。

9.根据权利要求7所述的方法，其中去除所述预定厚度包括利用化学机械抛光处理以基本整体地去除所述基膜层的所述桥部分，并穿过其中暴露所述牺牲体。

10.根据权利要求9所述的方法，其中抛光持续进行超出最初暴露的所述牺牲体，以部分地去除所述牺牲体，并赋予所述牺牲体以与所述基膜层的所述平的上表面基本齐平的平的上表面。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述衬底上沉积电极层；

图案化所述电极层，以定义至少一个感测电极和从其延伸的互连线；

在所述衬底、所述感测电极以及所述互连线上形成电介质层；

图案化所述电介质层，以在其中创建暴露所述感测电极的电极开口。

12.一种制造微机电系统(MEMS)器件的方法，所述方法包括：

在衬底上形成感测电极；

在所述感测电极上沉积感测电介质层；

在所述电介质层上形成牺牲体；

通过形成多个多晶硅层和把要在其上沉积附加多晶硅层的至少一个多晶硅层平坦化，在所述牺牲体上构建多层多晶硅膜，使得至少所述多层多晶硅膜的最上层被赋予基本平行的晶粒结构；

形成穿过所述多层多晶硅膜到达所述牺牲体的至少一个通道；

去除至少一部分所述牺牲体以形成至少部分地被所述多层多晶硅膜包封的内腔；以及

在所述至少一个通道中形成塞子以密封地封闭所述内腔。

13.根据权利要求12所述的方法，其中形成所述感测电极包括：

在所述衬底上沉积第一多晶硅层；以及

图案化所述第一多晶硅层以至少部分地定义所述感测电极；以及

其中在所述牺牲体上构建所述多层多晶硅膜包括：

在所述牺牲体上和周围形成第二多晶硅层；

从所述第二多晶硅层去除预定厚度的多晶硅，以赋予所述第二多晶硅层以平的上表面；以及

在所述第二多晶硅层的所述平的上表面上形成第三多晶硅层。