[发明专利]一种MEMS器件及其制造方法

说明书

公开了一种MEMS器件及其制造方法，所述方法包括：在半导体衬底的第一区域形成第一掺杂区；在所述半导体衬底的第一区域形成多孔层，所述多孔层位于所述第一掺杂区下方；对所述多孔层进行氧化形成第一氧化层以及包裹所述第一氧化层的第二氧化层；在所述第一掺杂区和所述半导体衬底的第一表面上形成外延层；在所述外延层上形成钝化层；在所述半导体衬底的第二表面形成到达所述第二氧化层的通道；以及经由所述通道去除所述第一氧化层以及所述第二氧化层，以在所述半导体衬底中形成空腔。本发明采用采用多孔层氧化形成的第一氧化层以及包裹第一氧化层的第二氧化层作为刻蚀停止层，用于形成与外部环境连通的通道，从而形成空腔。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种MEMS器件及其制造方法。

背景技术

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)器件是在微电子技术基础上发展起来的采用微加工工艺制作的微电子机械器件，已经广泛地用作传感器和执行器。例如，MEMS器件可以是压力传感器、加速度计、陀螺仪、硅电容麦克风等。

MEMS器件例如包括组装在一起的传感器芯片和电路芯片。其中，在传感器芯片中形成MEMS机械结构，在电路芯片中形成检测电路。把传感器芯片和电路芯片焊接在一起，从而形成MEMS器件。

根据检测元件和方法的不同，压力传感器可以分为多种不同的类型，包括压阻式、电容式、谐振式等。压阻式压力传感器与其他类型的压力传感器相比，具有灵敏度高、响应速度快、可靠性高、功耗低、体积小等一系列优点。随着技术的进步，采用MEMS技术的压阻式压力传感器的技术日趋成熟，已经实现了生产的批量化和低成本化。

在传统的压力传感器中，通过硅-玻璃或者硅-硅键合工艺形成空腔与支撑结构。该键合工艺导致压力传感器的尺寸和制造成本增加以及产品良率降低。

专利CN109678103A公开了一种MEMS结构及其制造方法，不需要通过传统的键合封装工艺形成空腔，直接将空腔嵌入在半导体衬底内。该方法具体包括：在半导体衬底的第一表面，采用电化学腐蚀形成空腔，利用外延层封闭空腔。然后经由穿过外延层的开口在空腔的内壁上形成停止层。在半导体衬底的第二表面，采用深槽刻蚀工艺或湿法蚀刻工艺形成通道。经由通道去除停止层，使得空腔与外界环境连通。

上述方法需要破坏对传感器来说至为重要的外延层(敏感膜层)，以形成通道的刻蚀停止层，而且需要引进额外的停止层，增加了传感器器件的尺寸。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种MEMS器件及其制造方法，采用多孔层氧化形成的第一氧化层以及包裹第一氧化层的第二氧化层作为刻蚀停止层，用于形成与外部环境连通的通道，从而形成空腔。

本发明的一方面提供一种MEMS器件的制造方法，所述方法包括：

在半导体衬底的第一区域形成第一掺杂区；

在所述半导体衬底的第一区域形成多孔层，所述多孔层位于所述第一掺杂区下方；

对所述多孔层进行氧化形成第一氧化层以及包裹所述第一氧化层的第二氧化层；

在所述第一掺杂区和所述半导体衬底的第一表面上形成外延层；

在所述外延层上形成钝化层；

在所述半导体衬底的第二表面形成到达所述第二氧化层的通道；以及

经由所述通道去除所述第一氧化层以及所述第二氧化层，以在所述半导体衬底中形成空腔。

优选地，形成所述半导体衬底的方法包括：

提供第一半导体层；以及

在第一半导体层上外延生长第二半导体层；