[发明专利]MEMS器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种MEMS器件及其制造方法，MEMS器件包括：具有背腔的基板；位于基板上方的振动电极，所述振动电极包括支撑部和位于支撑部之间的振动部；位于振动电极上方的上电极板；位于支撑部与上电极板之间的悬梁部，悬梁部连接所述支撑部上表面以及上电极板下表面；位于所述基板上的牺牲层，所述牺牲层还位于上电极板部分下表面，牺牲层、上电极板与基板之间围成空腔，背腔、开口与空腔相连通，悬梁部以及振动电极位于空腔内，且所述悬梁部的材料致密度大于牺牲层的材料致密度。本发明通过采用悬梁部将振动电极固定于上电极板的方式，改善MEMS器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种MEMS器件及其制造方法。

背景技术

微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)是以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造、具有特定功能的微型装置。微机电系统是多种学科交叉融合具有战略意义的前沿高技术，是未来的主导产业之一。

MEMS技术的问世和应用让麦克风变得越来越小。MEMS麦克风具有诸多优点，例如，高信噪比，低功耗，高灵敏度，所用微型封装兼容贴装工艺，回流焊对MEMS麦克风的性能影响小，且温度特性出色等。通常，MEMS麦克风的制造过程包括：在晶圆上沉积若干层功能层，然后刻蚀去除不需要保留的材料，以在晶圆上形成一个腔室，在腔室上覆盖振膜和背板。背板具有优良的刚性，采用通孔结构，且通风性能优异，而振膜为实心结构，当声波引起气压变化时，振膜将会随着气压变化而弯曲，当振膜运动时，振膜与背板之间的电容量将会变化，且MEMS麦克风将电容量的变化转化成电信号。

现有技术中，MEMS器件的可靠性有待进一步的提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种MEMS器件及其制造方法，提高MEMS器件的可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种MEMS器件，包括：基板，所述基板内具有贯穿所述基板的背腔；位于所述基板上方的振动电极，所述振动电极包括支撑部和位于支撑部之间的振动部，所述振动部位于所述背腔上方；位于所述振动电极上方的上电极板，且位于所述振动部上方的上电极板内具有贯穿所述上电极板的开口；位于所述支撑部与所述上电极板之间的悬梁部，所述悬梁部连接所述支撑部上表面以及所述上电极板下表面，且所述悬梁部与所述支撑部之间电绝缘，或者，所述悬梁部与所述上电极板之间电绝缘；位于所述基板上的牺牲层，且所述牺牲层还位于所述上电极板部分下表面，所述牺牲层、上电极板与基板之间围成空腔，所述背腔、开口与空腔相连通，所述悬梁部以及振动电极位于所述空腔内，且所述悬梁部的材料致密度大于牺牲层的材料致密度；第一电连接结构，所述第一电连接结构电连接所述下电极板；第二电连接结构，所述第二电连接结构电连接所述振动电极。

本发明还提供一种MEMS器件的制造方法，包括：提供基板；在所述基板上方形成振动电极以及牺牲层，所述振动电极包括支撑部以及位于支撑部之间的振动部，所述牺牲层位于所述基板与振动电极之间，所述牺牲层还覆盖所述振动电极顶部和侧壁；在所述支撑部上方的牺牲层内形成至少一个暴露出所述支撑部表面的连接槽；形成填充满所述连接槽的悬梁部以及位于所述牺牲层表面的上电极板，所述上电极板下表面与所述悬梁部相接触，位于所述振动部上方的上电极板内具有贯穿所述上电极板的开口，且所述悬梁部的材料致密度大于所述牺牲层的材料致密度，所述悬梁部与所述支撑部之间电绝缘，或者，所述悬梁部与所述上电极板之间电绝缘；形成第一电连接结构以及第二电连接结构，所述第一电连接结构电连接所述上电极板，所述第二电连接结构电连接所述振动电极；刻蚀位于所述振动部下方的基板，在所述基板内形成贯穿所述基板的背腔；刻蚀所述背腔暴露出的牺牲层，直至剩余牺牲层与上电极板之间围成空腔，且所述悬梁部以及振动电极位于所述空腔内，所述开口与所述空腔相连通。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：