一種MEMS器件及其制造方法技術

本發明專利技術提供一種MEMS器件及其制造方法，所述方法包括：提供基底，基底上形成有相對設置的復合振膜結構和背極板，復合振膜結構和背極板之間具有空腔，復合振膜結構包括層疊的張應力膜層和壓應力膜層，張應力膜層和壓應力膜層中的一者為介質層，另一者為導電層；檢測復合振膜結構的吸合電壓；當吸合電壓高于第一閾值電壓時，減薄張應力膜層以降低吸合電壓至預定閾值區間內，預定閾值區間不大于第一閾值電壓且不小于第二閾值電壓，其中，第一閾值電壓大于第二閾值電壓；當吸合電壓低于第二閾值電壓時，減薄壓應力膜層以升高吸合電壓至預定閾值區間內。本發明專利技術的方法能夠形成復合振膜，進而雙向調節吸合電壓，進而提高產品良率。進而提高產品良率。進而提高產品良率。

【技術實現步驟摘要】
一種MEMS器件及其制造方法


[0001]本專利技術涉及半導體
，具體而言涉及一種MEMS器件及其制造方法。

技術介紹

[0002]基于微機電系統（MEMS）工藝制備形成的MEMS麥克風，因與傳統麥克風相比具有體積小、成本低且性能穩定等優點而被廣泛應用。
[0003]吸合電壓是MEMS麥克風的一個重要參數指標，只有吸合電壓處于一定的閾值電壓范圍內，MEMS麥克風才能正常工作。然而，傳統的MEMS麥克風的制備工藝中，由于振膜結構和形成空腔時氧化物釋放工藝過程的波動，導致MEMS麥克風的吸合電壓也會有所波動，當吸合電壓高于或低于閾值電壓范圍時，需要對吸合電壓進行調整以使其落入閾值電壓范圍，然而目前工藝僅能降低吸合電壓，而無法升高吸合電壓，這導致一旦MEMS麥克風的吸合電壓低于閾值電壓范圍，就只能報廢，從而使得產品良率低，成本高。

技術實現思路

[0004]在
技術實現思路
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本專利技術的
技術實現思路
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
[0005]針對目前存在的問題，本專利技術一方面提供一種MEMS器件的制造方法，包括：提供基底，所述基底上形成有相對設置的復合振膜結構和背極板，所述復合振膜結構和所述背極板之間具有空腔，所述復合振膜結構包括層疊的張應力膜層和壓應力膜層，所述張應力膜層和所述壓應力膜層中的一者為介質層，另一者為導電層；檢測所述復合振膜結構的吸合電壓；當所述吸合電壓高于第一閾值電壓時，減薄所述張應力膜層以降低所述吸合電壓至預定閾值區間內，所述預定閾值區間不大于所述第一閾值電壓且不小于第二閾值電壓，其中，所述第一閾值電壓大于所述第二閾值電壓；當所述吸合電壓低于所述第二閾值電壓時，減薄所述壓應力膜層，以升高所述吸合電壓至所述預定閾值區間內。
[0006]示例性地，所述減薄所述張應力膜層以降低所述吸合電壓至預定閾值區間內，包括：采用第一刻蝕劑對所述張應力膜層進行刻蝕以減薄，其中，所述第一刻蝕劑對所述張應力膜層相比對所述壓應力膜層具有更高的選擇比。
[0007]示例性地，所述第一刻蝕劑對所述張應力膜層相比對所述壓應力膜層的選擇比高于3：1。
[0008]示例性地，所述張應力膜層為氮化硅層，所述第一刻蝕劑使用緩沖氧化物刻蝕液或使用氫氟酸蒸汽刻蝕。
[0009]示例性地，所述減薄所述壓應力膜層以升高所述吸合電壓至所述預定閾值區間內，包括：采用第二刻蝕劑對所述壓應力膜層進行刻蝕以減薄，其中，所述第二刻蝕劑對所
述壓應力膜層相比對所述張應力膜層具有更高的選擇比。
[0010]示例性地，所述第二刻蝕劑對所述壓應力膜層相比對所述張應力膜層的選擇比高于3：1。
[0011]示例性地，所述壓應力膜層為多晶硅層，所述第二刻蝕劑包括二氟化氙。
[0012]示例性地，所述第一閾值電壓是16V，所述第二閾值電壓是10V。
[0013]示例性地，檢測所述復合振膜結構的吸合電壓之前，形成所述空腔的方法包括：提供基底，所述基底上形成有相對設置的復合振膜結構和背極板，在所述復合振膜結構和所述背極板之間填充有犧牲材料層，在所述背極板中形成有釋放孔；通過所述釋放孔刻蝕去除所述犧牲材料層，以在所述復合振膜結構和所述背極板之間形成所述空腔。
[0014]本專利技術另一方面提供一種MEMS器件，包括：基底；復合振膜結構和背極板，所述復合振膜結構和所述背極板相對設置于所述基底上，所述復合振膜結構和所述背極板之間具有空腔，所述復合振膜結構包括層疊的張應力膜層和壓應力膜層，其中，所述張應力膜層和所述壓應力膜層中的一者為介質層，另一者為導電層，所述復合振膜結構的吸合電壓在預定閾值區間內。
[0015]本專利技術實施例的MEMS器件及其制造方法，通過形成復合振膜結構，在形成空腔后通過選擇減薄張應力膜層或壓應力膜層來雙向調節吸合電壓，進而提高產品良率。
附圖說明
[0016]本專利技術的下列附圖在此作為本專利技術的一部分用于理解本專利技術。附圖中示出了本專利技術的實施例及其描述，用來解釋本專利技術的原理。
[0017]附圖中：圖1示出了本專利技術一具體實施例方式的MEMS器件的制造方法實施過程中所獲得器件的剖面示意圖；圖2示出了本專利技術一具體實施例方式的MEMS器件的制造方法的流程圖；圖3示出了本專利技術一具體實施例方式的MEMS器件的復合振膜結構進行減薄時的示意圖。
具體實施方式
[0018]接下來，將結合附圖更加完整地描述本專利技術，附圖中示出了本專利技術的實施例。但是，本專利技術能夠以不同形式實施，而不應當解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本專利技術的范圍完全地傳遞給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚，層和區的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標記表示相同的元件。
[0019]應當明白，當元件或層被稱為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或層時，其可以直接地在其它元件或層上、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或層，或者可以存在居間的元件或層。相反，當元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或層時，則不存在居間的元件或層。應當明白，盡管可使
用術語第一、 第二、第三等描述各種元件、部件、區、層和/或部分，這些元件、部件、區、層和/或部分不應當被這些術語限制。這些術語僅僅用來區分一個元件、部件、區、層或部分與另一個元件、部件、區、層或部分。因此，在不脫離本專利技術教導之下，下面討論的第一元件、部件、區、層或部分可表示為第二元件、部件、區、層或部分。
[0020]空間關系術語例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關系。應當明白，除了圖中所示的取向以外，空間關系術語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向為在其它元件或特征“上”。因此，示例性術語“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個取向。器件可以另外地取向(旋轉90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應地被解釋。
[0021]在此使用的術語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本專利技術的限制。在此使用時，單數形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復數形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應明白術語“組成”和/或“包括”，當在該規格書中使用時，確定所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其它的特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術語“和/或”包括相關所列項目的任何及所有組合。
[0022]這里參考作為本專利技術的理想實施例(和中間結構)的示意圖的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種MEMS器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底，所述基底上形成有相對設置的復合振膜結構和背極板，所述復合振膜結構和所述背極板之間具有空腔，所述復合振膜結構包括層疊的張應力膜層和壓應力膜層，所述張應力膜層和所述壓應力膜層中的一者為介質層，另一者為導電層；檢測所述復合振膜結構的吸合電壓；當所述吸合電壓高于第一閾值電壓時，減薄所述張應力膜層以降低所述吸合電壓至預定閾值區間內，所述預定閾值區間不大于所述第一閾值電壓且不小于第二閾值電壓，其中，所述第一閾值電壓大于所述第二閾值電壓；當所述吸合電壓低于所述第二閾值電壓時，減薄所述壓應力膜層，以升高所述吸合電壓至所述預定閾值區間內。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述減薄所述張應力膜層以降低所述吸合電壓至預定閾值區間內，包括：采用第一刻蝕劑對所述張應力膜層進行刻蝕以減薄，其中，所述第一刻蝕劑對所述張應力膜層相比對所述壓應力膜層具有更高的選擇比。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一刻蝕劑對所述張應力膜層相比對所述壓應力膜層的選擇比高于3：1。4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述張應力膜層為氮化硅層，所述第一刻蝕劑使用緩沖氧化物刻蝕液或使用氫氟酸蒸汽刻蝕。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述減薄所述壓應力膜層以升高所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王東，閭新明，
申請(專利權)人：紹興中芯集成電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：