[发明专利]芯片结构、其制作方法及包括其的MEMS器件

说明书

技术领域

本申请涉及半导体集成电路制作技术领域，具体而言，涉及一种芯片结构、其制作方法及包括其的MEMS器件。

背景技术

在集成电路的制作过程中，通常需要将不同的芯片结构键合形成所需的芯片。其中，芯片结构通常包括衬底，以及设置于衬底上的金属结构，且金属结构为具有由多个直线部和多个拐角部相连形成的环形结构。在将上述芯片结构与其他芯片结构键合连接的过程中，金属结构中的拐角部会在键合压力的作用下向外延展，从而降低键合形成的芯片的性能。

MEMS器件是采用微电子和微机械加工技术制作出来的器件。现有的MEMS器件中，如图1和图2所示，通常包括第一芯片100′和第二芯片200′。其中，第一芯片100′包括第一衬底110′，设置于第一衬底110′中的第一金属结构140′，设置于第一衬底110′表面上的第一介质层130′，以及设置于第一介质层130′上的第一金属结构140′；第二芯片200′包括具有第二介质层211′的第二衬底210′，设置于第二介质层211′上的第二介质层230′，以及设置于第二介质层230′上的第二金属结构240′；上述第一金属结构140′和第二金属结构240′为环形结构（如图2所示），且第一芯片100′和第二芯片200′通过第一金属结构140′和第二金属结构240′进行键合连接，从而在第一金属结构140′和第二金属结构240′之间形成密封腔室。

在上述MEMS器件的制作过程中，通常采用热压键合的方式将第一金属结构和第二金属结构之间键合连接。在上述键合过程中，第一金属结构和第二金属结构的拐角部分会在键合压力的作用下向外延展，从而导致第一芯片和第二芯片之间的连接强度下降，进而降低MEMS器件的性能。目前，技术人员尝试通过降低键合压力以减少第一金属结构和第二金属结构的拐角部分的外延。然而，降低键合压力会造成部分第一金属结构和第二金属结构之间无法键合连接，进而降低MEMS器件的性能。

发明内容

本申请旨在提供一种芯片结构、其制作方法及包括其的MEMS器件，以提高后期制作的MEMS器件的性能。

本申请提供了一种芯片结构，包括衬底，以及设置于衬底上的金属结构，其中金属结构具有由多个直线部和多个拐角部相连形成的环形结构，且至少一个拐角部为薄壁拐角部，该薄壁拐角部的壁厚小于与其相邻的直线部的壁厚。

进一步地，上述芯片结构中，薄壁拐角部的内壁具有弧形过渡结构，且弧形过渡结构朝向外壁方向延伸至与该薄壁拐角部相邻的两个直线部的内壁的外延交线处的外部。

进一步地，上述芯片结构中，薄壁拐角部与所述直线部相连的两端点之间的连线D的长度与其相邻的所述直线部的长度的1/8～1/4，薄壁拐角部的内壁与连线D之间的最大垂直高度为连线D的1/2～2。

进一步地，上述芯片结构中，金属结构包括四个拐角部，其中沿对角线设置的两个拐角部为薄壁拐角部。

进一步地，上述芯片结构中，金属结构包括四个拐角部，且四个拐角部均为薄壁拐角部。

本申请还提供了一种上述芯片结构的制作方法，该制作方法包括：提供衬底；在衬底上形成金属预备结构；刻蚀金属预备结构，形成由多个直线部和多个拐角部相连形成的环形的金属结构，且其中至少一个所述拐角部为薄壁拐角部，该薄壁拐角部的壁厚小于与其相邻的直线部的壁厚。

进一步地，上述芯片的制作方法中，形成金属结构的步骤包括：在金属预备结构上形成与所欲形成的金属结构的形状相符的硬掩模；沿硬掩模的侧边向下刻蚀金属预备结构形成金属结构。

本申请还提供了一种MEMS器件，包括：第一芯片，设置有MEMS结构以及第一金属结构；第二芯片，设置有第二金属结构；第一芯片和第二芯片通过第一金属结构和第二金属结构相连接，其中第一芯片和第二芯片中至少一个具有本申请上述的芯片结构。

进一步地，上述MEMS器件中，第一芯片和第二芯片均具有本申请上述的芯片结构。

进一步地，上述MEMS器件中，第一金属结构中的薄壁拐角部与第二金属结构中的薄壁拐角部相对应设置。

进一步地，上述MEMS器件中，第一芯片包括：第一衬底；MEMS结构，设置于第一衬底中；第一介质层，设置于第一衬底和MEMS结构上；第一金属结构，设置于第一介质层上，且相对环绕在MEMS结构的外周设置；第二芯片包括：具有环形凸出部的第二衬底；第二介质层，设置于第二衬底的环形凸出部上；第二金属结构，设置于第二介质层上。

进一步地，上述MEMS器件中，第一金属结构的高度为第二金属结构的高度的1/2～2。