[发明专利]MEMS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于MEMS技术领域，更具体地，涉及一种利用牺牲层形成防粘附突点以及在运动质量块层和多晶埋层或衬底之间形成三氧化铝防粘附层的双重防粘附MEMS器件及其制造方法。

背景技术

MEMS技术被誉为21世纪带有革命性的高新技术，其发展始于20世纪60年代，MEMS是英文Micro Electro Mechanical systems的缩写，即微电子机械系统，是微电子和微机械的巧妙结合。在以硅为基础的MEMS加工技术中，部分产品如电容式微硅麦克风，对该类产品的研究已有二十多年的进展，具体实现的方法有多种，主要结构如衬底硅片、空腔、牺牲氧化层、振动隔膜、绝缘氧化层、多晶背极板等，但在微硅麦克风器件的微型结构制造和应用过程中，当振动隔膜和硅衬底之间的表面吸附力大于微结构的弹性恢复力时，相邻的微型结构(衬底、振动隔膜、背极板等)之间将发生粘连，从而导致器件失效，使成品率下降，粘连已成为微机械加工和应用过程中产生成品报废的主要原因，严重制约了电容式微硅麦克风发展和产业化应用，有鉴于此，有必要对现有的电容式微硅麦克风的结构和制造方法予以改进以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS器件及其制造方法。

根据本发明的一方面，提供一种MEMS器件包括：基底，所述基底具有第一空腔；第一牺牲层，位于所述基底上，所述第一牺牲层中具有第二空腔；振动隔膜层，所述振动隔膜层的至少一部分由所述第一牺牲层支撑，所述振动隔膜层包括位于所述第二空腔上方的振动隔膜，所述振动隔膜朝向所述第二空腔的表面具有向所述第二空腔突出的突点；第二牺牲层，位于所述振动隔膜上，所述第二牺牲层中具有第三空腔，所述振动隔膜的至少一部分位于所述第三空腔内；背极板层，位于所述第二牺牲层上，所述背极板层的至少一部分由所述第二牺牲层支撑，所述背极板层包括位于所述第三空腔上方的背极板；其中，所述MEMS器件还包括：防粘附层，位于所述基底和所述振动隔膜层之间、背极板层和振动隔膜之间的所有裸露表面上。

优选地，所述第一牺牲层以及所述第二牺牲层的材料为氧化硅。

优选地，所述基底为半导体衬底，所述第一牺牲层位于所述半导体衬底上。

优选地，所述突点的形状为V形、倒梯形或圆弧形，所述突点自所述振动隔膜朝向所述第二空腔的表面突出的高度为0.5μm至0.8μm。

优选地，所述MEMS器件还包括：第三牺牲层，位于所述背极板层上；金属层，位于所述第三牺牲层上，所述金属层包括引线。

优选地，所述第三牺牲层中具有通孔，所述金属层经由所述通孔与所述振动隔膜层、所述背极板层连接。

优选地，所述振动隔膜层和/或所述背极板层的材料为多晶硅。

优选地，所述防粘附层还位于所述背极板层上和/或所述MEMS器件裸露的表面上。

优选地，所述防粘附层的材料为三氧化铝。

根据本发明的另一方面，提供一种MEMS器件的制造方法，包括：提供基底，在所述基底上形成第一牺牲层；对所述第一牺牲层的上表面进行刻蚀以形成凹坑；在所述第一牺牲层的上表面形成包括释放孔的振动隔膜层，所述振动隔膜层填充所述凹坑；形成覆盖所述振动隔膜层的第二牺牲层；在所述第二牺牲层的上表面形成包括释放孔的背极板层；在基底的背面形成深槽，并通过所述深槽对所述基底进行腐蚀以在所述基底中形成第一空腔；通过所述振动隔膜层的释放孔以及所述背极板层的释放孔对所述第一牺牲层和第二牺牲层进行腐蚀以在第一牺牲层中形成第二空腔、在第二牺牲层中形成第三空腔，填充在所述凹坑中的振动隔膜层向所述第二空腔突出；在所述基底和所述振动隔膜层之间、背极板层和振动隔膜之间的所有裸露表面上形成防粘附层。

优选地，所述第一牺牲层以及所述第二牺牲层的材料为氧化硅。

优选地，所述基底为半导体衬底，所述第一牺牲层位于所述半导体衬底上。

优选地，所述凹坑的形状为V形、倒梯形或圆弧形，深度为0.5μm至0.8μm。

优选地，所述制造方法还包括：在所述背极板层上形成第三牺牲层；在所述第三牺牲层上形成金属层，并对所述金属层图形化形成引线。

优选地，所述制造方法还包括：在所述第三牺牲层上形成通孔，所述金属层经由所述通孔与所述振动隔膜层、所述背极板层连接。

优选地，所述振动隔膜层和/或所述背极板层的材料为多晶硅。

优选地，所述制造方法还包括：在所述背极板层上和/或所述MEMS器件裸露的表面上形成所述防粘附层。