[发明专利]MEMS器件及其制造方法

说明书

本申请公开了一种MEMS器件及其制造方法。该制造方法包括：形成CMOS电路；以及在CMOS电路上形成MEMS模块，CMOS电路与MEMS模块连接，用于驱动MEMS模块，其中，形成MEMS模块的步骤包括：形成保护层；在保护层中形成牺牲层；在保护层与牺牲层上形成第一电极，并形成第一电极与CMOS电路之间的电连接，第一电极覆盖牺牲层；在第一电极上形成压电层，压电层与牺牲层的位置对应；在压电层上形成第二电极，并形成第二电极与CMOS电路之间的电连接；在第一电极上或保护层形成到达牺牲层的通孔；以及经由通孔除去牺牲层形成空腔。该方法制造的MEMS器件灵敏度高同时又显著降低制造成本和改善工艺兼容性。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种MEMS器件及其制造方法。

背景技术

微机械系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)与集成电路(integratedcircuit,IC)目前是半导体产业最重要的两个发展领域。在全球科技迅速发展的推动下，MEMS与IC的集成成为一种必然趋势。其集成方法有三种：单片集成、半混合(键合)集成和混合集成。单片集成是指MEMS结构与CMOS制造在一个芯片上。混合集成是将MEMS和IC分别制造在不同的管芯上，然后封装在一个管壳中，将带凸点的MEMS裸片以倒装焊形式或者引线键合方式与IC芯片相互连接，形成SIP。半混合是利用三维集成技术实现MEMS芯片和CMOS的立体集成。单片集成是MEMS与IC是集成技术的重要发展方向，尤其对于射频RF薄膜体声波滤波器而言有很多优点。首先，处理电路靠近微结构，对信号的检测、收发能够实现更高的精度；其次，集成系统体积减小，功耗低；再次，器件数量减少、封装管脚数降低，可靠性提高。

在现有的射频(Radio Frequency,RF)MEMS薄膜体声波滤波器制造技术中，大多采用系统级封装(systemin a package,SIP)将滤波器、驱动电路以及处理电路合封在一起。SIP指在一个封装体内集成多个功能芯片，芯片之间通过衬底的引线键合进行连接。SIP的模块间互联很长、集成密度较低，对滤波器信号的传输不利，制造工艺繁琐且不利于集成。少数工艺采用二维平面结构将IC电路与薄膜体声波滤波器集成在同一平面的单芯片上，此种结构工艺繁琐且工艺灵活性差，特别是MEMS工艺受到CMOS器件的热开销限制。相对SIP合封，二维平面结构单芯片集成薄膜体声波滤波器与IC电路芯片面积减小，更加利于集成但工艺复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种MEMS器件及其制造方法，其中，在形成压电叠层之后利用牺牲层与通孔形成空腔，保证了空腔的形状不会在形成压电叠层时变形。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种MEMS器件的制造方法，包括：形成CMOS电路；以及在所述CMOS电路上形成MEMS模块，所述CMOS电路与所述MEMS模块连接，用于驱动所述MEMS模块，其中，形成所述MEMS模块的步骤包括：形成保护层；在所述保护层中形成牺牲层；在所述保护层与所述牺牲层上形成第一电极，并形成所述第一电极与所述CMOS电路之间的电连接，所述第一电极覆盖所述牺牲层；在所述第一电极上形成压电层，所述压电层与所述牺牲层的位置对应；在所述压电层上形成第二电极，并形成所述第二电极与所述CMOS电路之间的电连接；在所述第一电极或保护层上形成到达所述牺牲层的通孔；以及经由所述通孔除去所述牺牲层形成空腔。

优选地，形成所述牺牲层的步骤包括：在所述保护层中形成开口；将牺牲材料填充至所述开口；以及去除所述开口外部的所述牺牲材料。

优选地，所述牺牲材料包括磷硅玻璃。

优选地，在形成所述牺牲层的步骤之前，还包括在所述保护层上形成第一接触孔与第二接触孔，所述第一电极通过所述第一接触孔与所述CMOS电路电连接，所述第二电极通过所述第二接触孔与所述CMOS电路电连接。