[发明专利]集成互补金属氧化物半导体-微机电系统器件及其制法

说明书

集成互补金属氧化物半导体‑微机电系统器件包括互补金属氧化物半导体结构、顶盖结构及微机电系统结构。互补金属氧化物半导体结构制作于第一衬底上且包括至少一个传导层。顶盖结构包括穿过顶盖结构的通孔且具有沉积在顶盖结构的第一侧上的隔离层且具有沉积在顶盖结构的第二侧上的导电布线层。微机电系统结构沉积在第一衬底与顶盖结构之间。集成互补金属氧化物半导体‑微机电系统器件还包括导电连接件，导电连接件穿过通孔中的一者且穿过顶盖结构上的隔离层中的开口。导电连接件将顶盖结构上的导电布线层中的导电路径与互补金属氧化物半导体结构的至少一个传导层进行导电连接。

技术领域

本发明的实施例是有关于集成互补金属氧化物半导体-微机电系统器件及其制法。

背景技术

微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)器件(例如加速度计、压力传感器及陀螺仪)已在许多现代电子器件中得到广泛使用。举例来说，MEMS加速度计通常存在于汽车(例如，存在于气囊展开系统(airbag deployment system)中)、平板计算机或智能手机中。对于许多应用来说，MEMS器件电连接到互补金属氧化物半导体(CMOS)器件以形成完整的MEMS系统。通常，所述连接是通过打线结合形成，但是也可存在其他方式。

发明内容

本公开的一些方面涉及一种集成CMOS-MEMS器件。所述集成CMOS-MEMS器件包括CMOS结构、顶盖结构及MEMS结构。所述CMOS结构制作于第一衬底上且包括至少一个CMOS器件及至少一个传导层。所述顶盖结构包括穿过所述顶盖结构的通孔且具有沉积在顶盖结构的第一侧上的隔离层且具有沉积在顶盖结构的第二侧上的导电布线层。所述MEMS结构沉积在所述第一衬底与所述顶盖结构之间且包括至少一个MEMS器件。所述集成CMOS-MEMS器件还包括导电连接件，所述导电连接件穿过所述通孔中的一者且穿过所述顶盖结构上的所述隔离层中的开口。所述导电连接件将所述顶盖结构上的所述导电布线层中的导电路径与所述CMOS结构的所述至少一个传导层进行导电连接。

本公开的其他方面涉及一种制作集成CMOS-MEMS器件的方法。所述方法包括：制作包括CMOS结构及MEMS结构的CMOS-MEMS结构。所述CMOS结构包括至少一个CMOS器件及至少一个传导层。所述方法包括通过对顶盖晶片的第一侧进行刻蚀以形成一个或多个空腔来制作顶盖结构，在所述顶盖晶片的所述第一侧上形成有隔离层。所述方法包括将所述顶盖结构结合到所述CMOS-MEMS结构以及在所述顶盖晶片的第二侧处刻蚀一个或多个沟槽。所述方法还包括朝所述顶盖晶片的所述第二侧及所述一个或多个沟槽的表面沉积导电材料，以形成导电接触件，所述导电接触件穿过所述顶盖晶片的所述第二侧处的所述沟槽中的一者且导电连接到所述CMOS结构的所述至少一个传导层。

本公开的其他方面涉及一种制作集成CMOS-MEMS器件的方法。所述方法包括：在第一衬底上制作CMOS结构，所述CMOS结构包括至少一个CMOS器件及至少一个传导层。所述方法包括从顶盖晶片制作顶盖结构，其中所述制作所述顶盖结构包括对所述顶盖晶片的第一侧进行刻蚀以形成一个或多个空腔，在所述顶盖晶片的所述第一侧上沉积有隔离层。所述方法包括将所述顶盖结构结合到MEMS晶片以及形成至少延伸穿过所述MEMS晶片的至少一个硅插塞，所述至少一个硅插塞的第一侧结合到所述顶盖晶片的所述第一侧上的所述隔离层。所述方法包括将所述MEMS晶片共晶结合到所述第一衬底以及在所述顶盖晶片的第二侧处刻蚀一个或多个沟槽。所述方法还包括朝所述顶盖晶片的所述第二侧及所述一个或多个沟槽的内表面沉积导电材料，以形成导电接触件，所述导电接触件穿过所述顶盖晶片的所述第二侧处的所述沟槽中的一者且导电连接到所述至少一个硅插塞。

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各个方面。应注意，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1是根据一些实施例的具有穿通芯片通孔连接的集成CMOS-MEMS器件的剖视图。