[发明专利]微机电系统梳状致动器及形成梳状结构的方法

说明书

在一些实施例中，本公开涉及一种包括梳状结构的微机电系统(MEMS)梳状致动器。所述梳状结构包括：支撑层，具有第一材料；以及多个突起物，在第一方向上远离支撑层的第一表面延伸。所述多个突起物也由第一材料制成。所述多个突起物沿与支撑层的第一表面平行的第二方向分隔开。所述微机电系统梳状致动器还可包括介电衬垫结构，介电衬垫结构连续地且完全地覆盖支撑层的第一表面及所述多个突起物的多个外表面。所述介电衬垫结构包括连续地连接所述多个突起物中的至少两个突起物的最顶表面的连接部分。

技术领域

本公开实施例涉及一种微机电系统梳状致动器及形成梳状结构的方法。

背景技术

微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)装置在现代装置(例如，智能扬声器、助听器及照相装置)中正变得越来越普遍。许多MEMS装置可分为传感器或致动器(actuator)。MEMS传感器感测外部条件(例如，声波、光、磁信号)的存在并将其转换成电信号(例如，电压、电流)以进行处理。MEMS致动器利用电信号(例如，电压、电流)来产生外部条件(例如，声波、光、磁信号)。利用静电原理以基于电信号产生机械运动的MEMS梳状致动器有望成为快速且低功耗MEMS致动器的候选装置。

发明内容

根据本公开的实施例，一种微机电系统梳状致动器，包括梳状结构以及介电衬垫结构。梳状结构包括支撑层以及多个突起物。支撑层包含第一材料。多个突起物包含所述第一材料且在第一方向上远离所述支撑层的第一表面延伸，其中所述多个突起物沿第二方向分隔开，所述第二方向与所述支撑层的所述第一表面平行。介电衬垫结构连续地且完全地覆盖所述支撑层的所述第一表面及所述多个突起物的多个外表面，其中所述介电衬垫结构包括连接部分，所述连接部分连续地连接所述多个突起物中的至少两个突起物的多个最顶表面。

根据本公开的实施例，一种微机电系统梳状致动器，包括梳状结构以及介电衬垫结构。梳状结构包括支撑层、第一突起物及第二突起物。支撑层包含半导体材料。第一突起物及第二突起物包含所述半导体材料，在第一方向上远离所述支撑层延伸，且在与所述第一方向正交的第二方向上彼此隔开。介电衬垫结构排列在所述梳状结构之上且包括第一侧壁部分以及第二侧壁部分。第一侧壁部分完全地覆盖所述第一突起物的第一侧壁。第二侧壁部分完全地覆盖所述第一突起物的第二侧壁。所述第一侧壁部分及所述第二侧壁部分分别具有在所述第二方向上测量的均匀的厚度，且环绕所述第一突起物的且在所述第二方向上测量的所述介电衬垫结构的最大距离是在背对所述第一突起物的所述第一侧壁部分的外侧壁与所述第二侧壁部分的外侧壁之间。

根据本公开的实施例，一种形成梳状结构的方法，包括：在衬底中形成从所述衬底的最顶表面朝所述衬底的最底表面延伸的多个沟槽结构；在所述衬底的所述最顶表面之上形成第一介电层，其中所述第一介电层覆盖所述多个沟槽结构的多个内表面，所述沟槽结构的所述多个内表面由所述衬底的多个内表面界定；在所述第一介电层之上形成半导体材料；移除所述半导体材料的多个上部部分，以在所述多个沟槽结构内形成包括多个突起物的所述梳状结构；在所述梳状结构之上形成第二介电层；执行平坦化工艺以移除所述第一介电层的部分和/或所述第二介电层的部分，从而暴露出所述衬底的所述最顶表面；在所述第二介电层之上和/或所述衬底的所述最顶表面之上形成第三介电层；对所述第三介电层进行图案化，以从所述衬底的所述最顶表面移除所述第三介电层的多个部分；以及移除所述衬底的多个部分。

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，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1示出包括被介电衬垫结构连续地覆盖的多个半导体突起物的微机电系统(MEMS)梳状结构的一些实施例的透视图。

图2及图3示出与图1所示透视图对应的一些实施例的剖视图。

图4示出包括被介电衬垫结构连续地覆盖的多个半导体突起物的MEMS梳状结构的一些其他实施例的透视图。