[发明专利]微机电系统器件、微机电系统加速度计及其形成方法

说明书

在半导体基质材料层中的凹陷表面上形成半导体氧化物板。在半导体基质材料层中形成多个梳结构。所述多个梳结构包括通过第一半导体部分而间隔开的一对内梳结构。使用各向同性刻蚀工艺相对于所述多个梳结构选择性地移除在侧向上环绕第一半导体部分的第二半导体部分。半导体氧化物板、所述一对内梳结构及覆盖所述多个梳结构的图案化刻蚀掩模层保护第一半导体部分免受各向同性刻蚀工艺的刻蚀剂影响。形成用于微机电系统器件的可移动结构，所述可移动结构包括半导体基质材料层的第一部分与所述一对内梳结构的组合。

技术领域

本公开实施例是涉及微机电系统器件及其形成方法。

背景技术

微机电系统(micro-electro mechanical system，MEMS)器件包括使用半导体技术而制作的器件以形成机械特征及电特征。MEMS器件可包括具有微米级或亚微米级尺寸的移动部件及用于将移动部件电耦合到电信号的机构。所述电信号可为引发移动部件的移动的输入信号或因移动部件的移动而产生的输出信号。MEMS器件是可与其他器件(例如半导体器件)整合以充当传感器或致动器的有用器件。

发明内容

本公开实施例提出一种微机电系统器件，其特征在于包括：可移动结构，位于侧向限制空间中，其中所述可移动结构包括中心质量部分及第一可移动梳结构，所述第一可移动梳结构包括贴合到所述中心质量部分的第一侧壁的内梳轴部分及在侧向上从所述内梳轴部分突出的多个第一可移动梳指状件，其中：所述中心质量部分包括第一半导体材料的一部分；半导体氧化物板，包含所述第一半导体材料的氧化物，覆盖所述中心质量部分的整个底表面；以及所述第一可移动梳结构包括介电衬垫及导电填充材料部分，所述介电衬垫在实体上暴露于基质内的空腔，所述导电填充材料部分位于所述内梳轴部分内且连续地延伸到所述多个第一可移动梳指状件中的每一者中并在侧向上被所述介电衬垫包围。

本公开实施例提出一种微机电系统加速度计，其特征在于包括：可移动结构，位于侧向限制空间中，其中所述可移动结构包括中心质量部分、第一可移动梳结构及第二可移动梳结构，所述中心质量部分包括第一半导体材料的一部分，所述第一可移动梳结构固定于所述中心质量部分的第一侧上，所述第二可移动梳结构固定于所述中心质量部分的第二侧上，其中所述第一可移动梳结构及所述第二可移动梳结构中的每一者包括各自的梳轴部分及在侧向上从所述各自的梳轴部分突出的各组的多个可移动梳指状件；第一固定梳结构，固定于所述侧向限制空间的第一侧壁上，且包括多个第一固定梳指状件，所述多个第一固定梳指状件与所述第一可移动梳结构的所述各组的多个可移动梳指状件交错；第二固定梳结构，固定于所述侧向限制空间的第二侧壁上，且包括多个第二固定梳指状件，所述多个第二固定梳指状件与所述多个第二可移动梳指状件交错；以及半导体氧化物板，包含所述第一半导体材料的氧化物且覆盖所述中心质量部分的整个底表面。

本公开实施例提出一种形成微机电系统器件的方法，其特征在于包括：通过使半导体基质材料层的第一水平表面的区域凹陷而形成凹陷表面；在所述凹陷表面上形成半导体氧化物板；形成从所述半导体基质材料层的第二水平表面朝所述第一水平表面延伸的多个梳结构，其中所述多个梳结构包括一对内梳结构及一对外梳结构，所述一对内梳结构通过所述半导体基质材料层的第一部分而在侧向上间隔开，所述一对外梳结构与所述一对内梳结构交错；以及使用各向同性刻蚀工艺相对于所述多个梳结构选择性地移除所述半导体基质材料层的在侧向上环绕所述半导体基质材料层的所述第一部分的第二部分，其中所述半导体氧化物板、所述一对内梳结构及图案化刻蚀掩模层保护所述半导体基质材料层的所述第一部分免受所述各向同性刻蚀工艺的刻蚀剂影响，所述图案化刻蚀掩模层位于所述第二水平表面上且覆盖所述多个梳结构。

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1A是根据本公开实施例的在形成凹陷空腔之后包括半导体基质材料层的示例性结构的垂直剖视图。