[实用新型]MEMS结构、MEMS组件

说明书

本申请公开了MEMS结构、MEMS组件。包括：模板层，所述模板层包括用于限定空腔的第一凹槽；位于所述模板层上的停止层；位于所述空腔上的掩模层；位于所述掩模层上的封闭层，所述封闭层封闭所述多个释放孔，其中，所述模板层还包括围绕所述第一凹槽的多个第二凹槽，所述多个第二凹槽与所述释放孔的位置相对应，所述封闭层包括多个突出部，其中，所述第一凹槽的第一深度大于第二凹槽的第二深度，其中，多个第二凹槽与释放孔的位置相对应，封闭层包括多个突出部，多个突出部穿过多个释放孔插入至多个第二凹槽中，从而形成栓塞以封闭多个释放孔。利用栓塞结构填充释放孔以及封闭空腔，以提高MEMS结构的工作稳定性和可靠性。

技术领域

本实用新型涉及MEMS(微机电系统)技术，更具体地，涉及MEMS 结构、MEMS组件。

背景技术

MEMS(微机电系统)是采用光刻和蚀刻等工艺在半导体衬底上形成的微型系统。MEMS结构内部包括空腔、电极等微结构，已经衍生出多种类型的产品，包括加速度计、压力传感器、湿度传感器、指纹传感器、陀螺仪、麦克风、马达、微泵等。

随着手机等移动终端的发展，指纹传感器获得了广泛的应用。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凹凸不平的纹路，纹路有规律的排列形成不同的纹型。指纹识别指通过比较不同指纹的细节特征点来进行身份鉴定。由于具有终身不变性、唯一性和方便性，指纹识别的应用越来越广泛。指纹传感器例如是包括压电材料的MEMS结构，利用压电材料的逆压电效应产生超声波。该超声波在接触到指纹时，在指纹的嵴、峪中表现出不同的反射率和透射率。通过扫描一定面积内的超声波束信号即可读取指纹信息。

进一步地，指纹传感器可以是MEMS组件，包括集成在一起的 MEMS结构和CMOS电路。MEMS结构用于发射和接收超声波，CMOS 电路用于为MEMS结构提供驱动信号和处理检测信号。共晶键合是集成 CMOS电路和MEMS结构的有效方法。但是，在键合过程中会产生键合浆料溢流现象，导致管芯的结构部件短路而失效,大大的降低了良率。同时,键合工艺对准精度不高，从而导致用于电气连接的共晶键合点的尺寸较大，提高了制造成本。采用键合工艺集成CMOS电路和MEMS结构导致制造工艺复杂化、高成本和低良率。

在改进的方法中，可以在CMOS电路上直接制作MEMS结构。然而，由于在CMOS电路上形成MEMS结构的叠层，因此，在MEMS结构中形成空腔非常困难，尤其是难以精确地限定空腔的尺寸。例如，该 MEMS结构沿着堆叠方向始终只能提供一个自由表面，因而在形成空腔的步骤中仅能在该自由表面上开口，从而限制了工艺自由度。此外， CMOS电路自身包括多个层间介质层，其中含有大量的气体，如Ar、 H2等，在形成空腔的步骤中或者之后，气体释放至空腔中，从而导致空腔的机械性能和声学性能劣化。

因此，期望进一步改进MEMS结构中的空腔形成方法以改善与 CMOS工艺的兼容性和提高MEMS结构的工作稳定性和可靠性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供MEMS结构、MEMS组件及其制造方法，其中，采用封闭层的突出部形成栓塞结构填充释放孔以及封闭空腔，以提高MEMS结构的工作稳定性和可靠性。

根据本实用新型提供的一种MEMS结构，包括：模板层，所述模板层包括用于限定空腔的第一凹槽；位于所述模板层上的停止层，所述停止层覆盖所述第一凹槽的底部和侧壁，从而形成与所述第一凹槽相对应的所述空腔；位于所述空腔上的掩模层，所述掩模层包括与所述空腔连通的多个释放孔；以及位于所述掩模层上的封闭层，所述封闭层封闭所述多个释放孔，其中，所述模板层还包括围绕所述第一凹槽的多个第二凹槽，所述多个第二凹槽与所述释放孔的位置相对应，所述封闭层包括多个突出部，所述多个突出部穿过所述多个释放孔插入至所述多个第二凹槽中，从而形成栓塞以封闭所述多个释放孔，其中，所述第一凹槽的第一深度大于第二凹槽的第二深度。