[发明专利]微机电系统装置及其形成方法

说明书

本公开实施例涉及一种微机电系统装置及其形成方法，所述方法包括在第一压电层之上沉积第一电极层。接着在第一电极层之上沉积硬掩模层。在硬掩模层上形成具有第一电极图案的光刻胶掩模。使用光刻胶掩模向硬掩模层中进行第一刻蚀，以将第一电极图案转移到硬掩模层。接着移除光刻胶掩模。使用硬掩模层进行第二刻蚀，以将第一电极图案转移到第一电极层，以及移除硬掩模层。

技术领域

本发明实施例涉及一种微机电系统装置及其形成方法，且特别是涉及一种压电微机电系统装置及其形成方法。

背景技术

微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)麦克风在现代声音激活(sound-activated)装置(例如，智能扬声器、助听器及麦克风)中正变得越来越普遍。MEMS麦克风感测声波的存在并将声波转换成电信号以进行处理。压电微机电系统(piezomicroelectromechanical system，piezoMEMS)麦克风利用将机械应变(mechanicalstrain)转换成电信号的压电结构。压电MEMS麦克风是下一代MEMS麦克风的有希望的候选装置，因为与其他类型的MEMS麦克风相比，压电MEMS麦克风提供高信噪比(signal tonoise ratio)并对颗粒物(particles)及水气(moisture)不敏感。

发明内容

本发明实施例提供一种形成微机电系统装置的方法，其包括以下步骤。在第一压电层之上沉积第一电极层；在第一电极层之上沉积硬掩模层；在硬掩模层上形成具有第一电极图案的光刻胶掩模；在光刻胶掩模就位的情况下，对硬掩模层进行第一刻蚀，以将第一电极图案转移到硬掩模层；移除光刻胶掩模；在硬掩模层就位的情况下，对第一电极层进行第二刻蚀，以将第一电极图案转移到第一电极层；以及移除硬掩模层。

本发明实施例提供一种形成压电微机电系统装置的方法，其包括以下步骤。在衬底的前侧之上沉积第一压电层；在第一压电层之上沉积第一电极层；在第一电极层之上沉积第一介电层；使用第一光刻胶掩模对第一介电层进行图案化且在第一介电层中形成开口，开口暴露出第一电极层的部分；穿过第一介电层向第一电极层内进行第一刻蚀，以移除第一电极层的被开口暴露出的部分；以及移除第一介电层。

本发明实施例提供一种压电微机电系统装置，其包括压电结构、第一电极层、第二电极层、第一接触件及第二接触件。第一电极层及第二电极层嵌置在压电结构中。第二电极层上覆在第一电极层之上且与第一电极层间隔开。第二电极层具有电极侧壁，电极侧壁的平均表面粗糙度比第二电极层的顶表面的平均表面粗糙度高。第一接触件上覆在压电结构之上且延伸穿过压电结构并延伸到第一电极层。第一接触件毗邻电极侧壁。第二接触件上覆在压电结构之上且延伸穿过压电结构并延伸到第二电极层。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的方面。注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A及图1B示出具有多个图案化电极层的压电微机电系统(piezoMEMS)麦克风的各种实施例的剖视图，所述多个图案化电极层在其整个长度上具有实质上均匀的薄层电阻(sheet resistance)。

图2示出图1A的压电MEMS麦克风的一些替代实施例的剖视图，其中接触件直接接触压电结构的顶表面。

图3示出具有多个图案化电极层的压电MEMS麦克风的一些替代实施例的剖视图，所述多个图案化电极层在其整个长度上具有实质上均匀的薄层电阻。

图4示出具有部分地被介电衬里(dielectric lining)包围的接触件的压电MEMS麦克风的一些实施例的剖视图。

图5示出具有三个接触件的压电MEMS麦克风的一些替代实施例的剖视图，所述三个接触件中的至少两个接触件被介电衬里包围。