[发明专利]一种MEMS器件及其制备方法、电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种MEMS器件及其制备方法、电子装置。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，在传感器(motion sensor)类产品的市场上，智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。

其中，MEMS传感器广泛应用于汽车电子：如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子：如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子：如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。

在MEMS领域中，所述MEMS器件的工作原理是由震荡膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，因此震荡膜(Membrane)在正常工作时会上下震动，震荡膜(Membrane)材料会在锚部(Anchor)区域发生摩擦、松动，更严重时导致震荡膜(Membrane)脱落，导致器件失效。

因此，需要对目前所述MEMS器件的制备方法作进一步的改进，以便消除上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明为了克服目前存在问题，提供了一种MEMS器件的制备方法，包括：

步骤S1：提供基底，在所述基底上形成有第一牺牲材料层和位于所述第一牺牲材料层上的支撑材料层，其中，在所述支撑材料层上还形成有间隔设置的晶核种子；

步骤S2：图案化所述支撑材料层和所述晶核种子，以在所述第一牺牲材料层上形成间隔设置的至少两个支撑材料叠层；

步骤S3：对所述晶核种子进行退火，以将所述晶核种子转变成凸起；

步骤S4：在所述支撑材料叠层以及所述第一牺牲材料层上形成震荡膜材料层，以在所述凸起上形成震荡膜锚部，同时在所述震荡膜锚部之间形成震荡膜。

可选地，在所述步骤S1中，所述支撑材料层选用无定型硅。

可选地，在所述步骤S1中，所述晶核种子选用无定型硅。

可选地，所述步骤S4包括：

步骤S41：在所述支撑材料叠层上和所述第一牺牲材料层上沉积震荡膜材料层，以覆盖所述支撑材料叠层和所述第一牺牲材料层；

步骤S42：图案化所述震荡膜材料层，以去除所述支撑材料叠层外侧的所述震荡膜材料层，以形成所述震荡膜锚部和所述震荡膜。

可选地，在所述步骤S3中，在每个所述支撑材料叠层中至少形成有两个间隔设置的所述凸起。

可选地，所述方法还包括以下步骤：

步骤S5：继续沉积所述第一牺牲材料层并图案化，以形成开口；

步骤S6：沉积第二牺牲材料层，以填充所述开口并覆盖所述第一牺牲材料层，同时在所述开口的上方形成凹槽；

步骤S7：在所述凹槽之间的所述第二牺牲材料层上形成若干定极板；

步骤S8：沉积限制层，以覆盖所述定极板和所述第二牺牲材料层；

步骤S9：图案化所述基底的背面，以露出所述第一牺牲材料层；

步骤S10：去除所述震荡膜中间部位上方和下方的所述第一牺牲材料层和所述第二牺牲材料层，以形成空腔。

本发明还提供了一种MEMS器件，包括：

基底；

牺牲材料层，位于所述基底上；

震荡膜结构，包括震荡膜和位于所述震荡膜两端的震荡膜锚部，其中，所述震荡膜锚部呈凸起形状，嵌于所述牺牲材料层中；

定极板，包括若干相互间隔的部分，位于所述震荡膜的上方；

空腔，位于所述震荡膜和所述定极板之间。

可选地，所述震荡膜锚部与牺牲材料层之间还形成有支撑材料叠层，所述支撑材料叠层包括支撑材料层以及位于其上的凸起。

可选地，所述凸起对无定型硅的晶核种子进行退火得到。

可选地，所述支撑材料层选用无定型硅，并对其进行退火。

可选地，所述震荡膜锚部包括至少两个相互连接的所述凸起形状。