Mems器件及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及MEMS技術領域，尤其設及一種利用犧牲層形成防粘附突點的MEMS器 件及其制造方法。
【背景技術】
[0002] MEMS技術被譽為21世紀帶有革命性的高新技術，其發展始于20世紀60年代， MEMS是英文MicroElectroMechanicalSystem的縮寫，即微電子機械系統。微電子機械 系統（MEM巧是近年來發展起來的一種新型多學科交叉的技術，該技術將對未來人類生活 產生革命性的影響。MEMS的基礎技術主要包括娃各向異性刻蝕技術、謹娃鍵合技術、表面 微機械技術、LIGA技術等，運些技術已成為研制生產MEMS必不可少的核屯、技術。
[0003] 在W娃為基礎的MEMS加工技術中，部分產品如慣性傳感器中的加速度計、巧螺儀 等微機械器件，其微型結構部分的特征尺寸為IOOnm~1mm，在該尺寸下微型結構的表面積 與體積之比有所提高，使得范德華力、表面張力、靜電力等與微型結構件表面積相關的表面 作用逐漸增強。在微型結構的制造和應用過程中，當表面吸附力大于微型結構的彈性恢復 力時，相鄰的微型結構（或稱為可動質量塊）或微型結構與襯底之間將發生粘連，從而導致 器件失效，使成品率下降。
[0004] 粘連已成為微機械加工和應用過程中產生成品報廢的主要原因，嚴重制約了MEMS 技術的發展和產業化應用。在實際的微機械成品開發過程中，由于范德華力等表面作用力 和相對接觸面積近似成正比關系。當微型結構面積較大時，兩者之間容易發生粘連現象，而 當一個微結構的接觸面積很小時，如一個很小的突點，運樣即使有接觸，其微型結構的彈性 恢復力遠大于小突點的表面吸附力，因此就不會發生粘連。基于該原理，一般的慣性傳感器 設計和制造過程中，微型結構件的平面方向狂和Y方向）可W通過版圖設計，在圖形布局 時事先設計好防粘附的小突點，W減少水平運動方向的接觸面積從而防止運動過程中水平 方向發生粘連。但是，現有技術并未解決如何在微型結構件的垂直方向上設置防粘連的小 突點的問題。因此，器件在工作過程中，還容易發生垂直方向上的運動失效，最后導致使整 個器件失效。
【發明內容】
陽0化]本發明要解決的技術問題是提供一種MEMS器件及其制造方法，運動質量塊具有 向下方空腔突出的突點，減小了運動質量塊與布線圖形、基底之間的接觸面積，可W有效減 少或防止粘連。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種MEMS器件，包括： 陽0〇7] 基底；
[0008] 布線埋層，位于所述基底上，所述布線埋層圖形化為一個或多個布線圖形；
[0009] 犧牲層，位于所述基底上，所述犧牲層中具有空腔，所述布線圖形的至少一部分位 于所述空腔內；
[0010] 運動質量塊層，所述運動質量塊層的至少一部分由所述犧牲層支撐，所述運動質 量塊層包括位于所述空腔上方的運動質量塊，所述運動質量塊朝向所述空腔的表面具有向 所述空腔突出的突點。
[0011] 根據本發明的一個實施例，所述犧牲層的材料為氧化材料。
[0012] 根據本發明的一個實施例，所述犧牲層的材料為氧化娃。
[0013] 根據本發明的一個實施例，所述基底包括半導體襯底和位于所述半導體襯底上的 隔離層，所述布線埋層和犧牲層位于所述隔離層上。
[0014] 根據本發明的一個實施例，所述突點自所述運動質量塊朝向所述空腔的表面突出 的高度為0. 5Jim至0. 8Jim。
[0015] 根據本發明的一個實施例，所述MEMS器件還包括：金屬層，位于所述運動質量塊 層上，所述金屬層包括引線和/或用于與封帽娃片鍵合的鍵合區。
[0016] 根據本發明的一個實施例，所述犧牲層中具有通孔，所述運動質量塊層經由所述 通孔與所述布線圖形連接。
[0017] 根據本發明的一個實施例，所述布線埋層和/或運動質量塊層的材料為多晶娃。 [001引為了解決上述問題，本發明還提供了一種MEMS器件的制造方法，包括：
[0019] 提供基底；
[0020] 在所述基底上形成布線埋層并圖形化，W形成一個或多個布線圖形；
[0021] 形成覆蓋所述布線埋層的犧牲層；
[0022] 對所述犧牲層的上表面進行刻蝕W形成凹坑；
[0023] 在所述犧牲層的上表面形成運動質量塊層，所述運動質量塊層填充所述凹坑；
[0024] 對所述運動質量塊層進行圖形化W形成運動質量塊，并在所述運動質量塊層中形 成深槽，所述深槽底部露出所述犧牲層；
[00巧]通過所述深槽對所述犧牲層進行腐蝕W在所述運動質量塊下方的犧牲層中形成 空腔，填充在所述凹坑中的運動質量塊層向所述空腔突出。
[00%] 根據本發明的一個實施例，所述犧牲層的材料為氧化材料。
[0027] 根據本發明的一個實施例，所述犧牲層的材料為氧化娃。
[0028] 根據本發明的一個實施例，采用HF酸熏蒸的方式對所述犧牲層進行腐蝕。
[0029] 根據本發明的一個實施例，提供基底包括：
[0030] 提供半導體襯底；
[0031] 在所述半導體襯底上形成隔離層，所述布線埋層和犧牲層位于所述隔離層上。
[0032] 根據本發明的一個實施例，所述凹坑的深度為0. 5ym至0. 8ym。
[0033] 根據本發明的一個實施例，在對所述運動質量塊層進行圖形化之前所述方法還包 括：在所述運動質量塊層上形成金屬層，并對所述金屬層進行圖形化W形成引線和/或用 于與封帽娃片鍵合的鍵合區。
[0034] 根據本發明的一個實施例，在形成所述運動質量塊層之前還包括：在所述犧牲層 中形成通孔，所述運動質量塊層經由所述通孔與所述布線圖形連接。
[0035] 根據本發明的一個實施例，所述布線埋層和/或運動質量塊層的材料為多晶娃。
[0036] 根據本發明的一個實施例，形成所述凹坑之前所述方法還包括：對所述犧牲層的 上表面進行平坦化。
[0037]與現有技術相比，本發明具有W下優點： 陽03引本發明實施例的MEMS器件中，運動質量塊在朝向下方空腔的表面上具有突點，該 突點可W有效地減小運動指令塊與空腔內的布線圖形或基底的接觸面積，從而減少或防止 粘連，避免器件失效。
[0039] 此外，本發明實施例的MEMS器件的制造方法中，在犧牲層的上表面形成凹坑，而 運動質量塊層形成于犧牲層上并填充凹坑，在將犧牲層部分移除后，填充在凹坑內的運動 質量塊層形成突點，減小了運動質量塊與布線圖形或基底的接觸面積，從而可W減少或防 止粘連，避免器件失效。
【附圖說明】 W40] 圖1是根據本發明實施例的MEMS器件的制造方法的流程示意圖；
[0041] 圖2至圖10是根據本發明實施例的MEMS器件的制造方法中各個步驟對應的器件 剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0042] 下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應W此限制本發明的保 護范圍。
[0043] 參考圖1，根據本實施例的MEMS器件的制造方法可W包括如下步驟：
[0044] 步驟SlOl，提供基底；
[0045] 步驟S102,在所述基底上形成布線埋層并圖形化，W形成一個或多個布線圖形；
[0046] 步驟S103,形成覆蓋所述布線埋層的犧牲層；
[0047] 步驟S104,對所述犧牲層的上表面進行刻蝕W形成凹坑；
[0048] 步驟S105,在所述犧牲層的上表面形成運動質量塊層，所述運動質量塊層填充所 述凹坑；
[0049] 步驟S106,對所述運動質量塊層進行圖形化W形成運動質量塊，并在所述運動質 量塊層中形成深槽，所述深槽底部露出所述犧牲層；
[0050] 步驟S107,通過所述深槽對所述犧牲層進行腐蝕W在所述運動質量塊下方的犧牲 層中形成空腔，填充在所述凹坑中的運動質量塊層向所述空腔突出。
[0051] 下面參考圖2至圖10進行詳細說明。
[0052] 參考圖2,首先提供基底10。作為一個優選的例子，該基底10可W包括半導體襯 底101W及位于半導體襯底101上的隔離層102。更加具體而言，半導體襯底101可W是常 規半導體工藝中的娃襯底，例如可W是晶向為<100〉的P型娃襯底。隔離層102的材料可 W是常規半導體工藝中的絕緣材料，例如氧化娃。例如，可W使用熱氧化、低壓化學氣相淀 積（LPVCD)或者等離子增強型化學氣相淀積（PECVD)等方法在半導體襯底101上形成氧化 娃材質的隔離層102。隔離層102的典型厚度可W是2ym至3ym。
[0053] 參考圖3,在隔離層102上形成布線埋層103并圖形化，W形成一個或多個布線圖 形。布線埋層103的材料通常可W是導電材料，例如多晶娃或滲雜的多晶娃。在一個非限 制性的例子中，可W通過低壓化學氣相淀積（LPVCD)的方法在隔離層102上淀積布線埋層 103,淀積溫度可W是570°C至630°C，該布線埋層103的厚度可W是0.6ym至l.Oym。通 過對布線埋層103的圖形化，可W形成一個或多個布線圖形，該布線圖形例如可W是布線、 電容極板等。
[0054] 參考圖4,形成覆蓋布線埋層103的犧牲層104。該犧牲層104的材料可W是氧化 材料，優選為氧化娃。在一個非限制性的例子中，可W通過低壓化學氣相淀積（LPVCD)的方 法形成氧化娃材質的犧牲層104,其厚度通常可W是1. 0Jim至2. 0Jim。 陽化5] 在形成犧牲層104后，可W對其上表面進行平坦化。例如，可W通過常規半導體工 藝中的化學機械拋光（CM巧或者勻膠后再各向同性回刻的方法進行平坦化。平坦化之后， 犧牲層104具有