一种mems器件及其制备方法、电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种MEMS器件及其制备方法、电子
目-ο
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的不断发展，在传感器(mot1n sensor)类产品的市场上,智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。
[0003]其中，MEMS传感器广泛应用于汽车电子:如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子:如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子:如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。
[0004]在MEMS领域中，所述MEMS器件的工作原理是由震荡膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，所述MEMS器件在使用中由于运动幅度过大，通常会导致震荡膜(Membrane)破裂损坏，为了解决该问题在MEMS器件中设计了限制层(Stop structure)避免震荡膜(Membrane)因运动幅度过大导致失效。
[0005]目前所述限制层10 (Stop structure)如图lh所示，所述限制层(Stopstructure)虽然能够防止震荡膜(Membrane)由于震荡幅度太大而引起损坏，但由于其结构太尖锐、坚硬，容易造成震荡膜(Membrane)的损伤，因此，限制层(Stop structure)的设计仍然需要不断改进和完善，以便消除上述问题。
【发明内容】
[0006]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]本发明为了克服目前存在问题，提供了一种MEMS器件的制备方法，包括:
[0008]步骤S1:提供基底，在所述基底上形成有第一牺牲材料层和位于所述第一牺牲材料层中的震荡膜，其中，在所述第一牺牲材料层中形成有若干开口，以露出所述震荡膜；
[0009]步骤S2:沉积第二牺牲材料层，以填充所述开口并覆盖所述第一牺牲材料层，同时在所述开口的上方形成凹槽；
[0010]步骤S3:在所述凹槽的侧壁和底部形成第一限制层，然后再次沉积所述第二牺牲材料层，以填充所述凹槽；
[0011]步骤S4:在所述凹槽之间的所述第二牺牲材料层上形成若干定极板；
[0012]步骤S5:沉积第二限制层，以覆盖所述定极板和所述第二牺牲材料层；
[0013]步骤S6:去除所述凹槽中的第二牺牲材料层，以形成中空的弹性阻挡件。
[0014]可选地，所述方法在所述步骤S6之后还进一步包括:
[0015]步骤S7:图案化所述基底的背面，以露出所述第一牺牲材料层；
[0016]步骤S8:去除所述震荡膜中间部位上方和下方的所述第一牺牲材料层和所述第二牺牲材料层，以形成空腔，并露出所述中空的弹性阻挡件。
[0017]可选地，所述步骤S1包括:
[0018]步骤S11:提供基底，并在所述基底上沉积所述第一牺牲材料层；
[0019]步骤S12:在所述第一牺牲材料层上形成震荡膜材料层并图案化，以形成所述震荡膜；
[0020]步骤S13:再次沉积所述第一牺牲材料层，以覆盖所述震荡膜；
[0021]步骤S14:图案化所述第一牺牲材料层，以形成所述若干开口，露出所述震荡膜。
[0022]可选地，所述步骤S3中所述第一限制层包括依次沉积的氮化物层。
[0023]可选地，所述步骤S4包括:
[0024]步骤S41:在所述第二牺牲材料层上形成导电材料层；
[0025]步骤S42:在所述导电材料层上形成图案化的掩膜层；
[0026]步骤S43:以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述导电材料层，以在所述凹槽之间形成相互间隔的定极板。
[0027]可选地，所述步骤S5中所述第二限制层包括氮化物层。
[0028]可选地，所述步骤S6包括:
[0029]步骤S61:图案化所述第二限制层，以形成第二开口，露出所述凹槽中的所述第二牺牲材料层；
[0030]步骤S62:蚀刻去除所述凹槽中的所述第二牺牲材料层，露出所述第一限制层，以形成所述弹性阻挡件。
[0031]可选地，所述步骤S8中选用双面蚀刻工艺，以同时去除所述震荡膜上方和下方的所述第一牺牲材料层和所述第二牺牲材料层。
[0032]本发明还提供了一种MEMS器件，包括:
[0033]震荡膜；
[0034]定极板，包括若干相互间隔的部分，位于所述震荡膜的上方；
[0035]空腔，位于所述震荡膜和所述定极板之间；
[0036]弹性阻挡件，位于所述空腔的顶部，所述震荡膜的上方。
[0037]可选地，所述定极板位于所述弹性阻挡件之间。
[0038]可选地，所述弹性阻挡件为中空的立方体结构。
[0039]可选地，所述弹性阻挡件包括氮化物层。
[0040]可选地，所述MEMS器件还进一步包括位于所述震荡膜下方的传感开口，用于实现压力的传感。
[0041 ] 本发明还提供了一种电子装置，包括上述的MEMS器件。
[0042]本发明为了解决现有技术存在的问题，提供了一种MEMS器件的制备方法，在MEMS器件中通过改善限制层(Stop structure)的设计和结构来避免震荡膜(Membrane)的损坏而失效。
[0043]本发明的优点在于:
[0044](1)更有效的防止震荡膜(Membrane)损坏，提闻了广品的良率。
[0045](2)提高了产品的可靠性，避免突发性剧烈震动导致震荡膜(Membrane)断裂。
[0046](3)设计了弹簧结构的限制层(Stop structure),更有效的保护震荡膜(Membrane)受到损伤。
【附图说明】
[0047]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0048]图la-lh为现有技术中MEMS器件的制备过程示意图；
[0049]图2a_2i为本发明一【具体实施方式】中所述MEMS器件的制备过程示意图；
[0050]图3为本发明一【具体实施方式】中所述MEMS器件的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0051]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0052]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种MEMS器件及其制备方法、电子
目-ο
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的不断发展，在传感器(mot1n sensor)类产品的市场上,智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。
[0003]其中，MEMS传感器广泛应用于汽车电子:如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子:如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子:如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。
[0004]在MEMS领域中，所述MEMS器件的工作原理是由震荡膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，所述MEMS器件在使用中由于运动幅度过大，通常会导致震荡膜(Membrane)破裂损坏，为了解决该问题在MEMS器件中设计了限制层(Stop structure)避免震荡膜(Membrane)因运动幅度过大导致失效。
[0005]目前所述限制层10 (Stop structure)如图lh所示，所述限制层(Stopstructure)虽然能够防止震荡膜(Membrane)由于震荡幅度太大而引起损坏，但由于其结构太尖锐、坚硬，容易造成震荡膜(Membrane)的损伤，因此，限制层(Stop structure)的设计仍然需要不断改进和完善，以便消除上述问题。
【发明内容】
[0006]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]本发明为了克服目前存在问题，提供了一种MEMS器件的制备方法，包括:
[0008]步骤S1:提供基底，在所述基底上形成有第一牺牲材料层和位于所述第一牺牲材料层中的震荡膜，其中，在所述第一牺牲材料层中形成有若干开口，以露出所述震荡膜；
[0009]步骤S2:沉积第二牺牲材料层，以填充所述开口并覆盖所述第一牺牲材料层，同时在所述开口的上方形成凹槽；
[0010]步骤S3:在所述凹槽的侧壁和底部形成第一限制层，然后再次沉积所述第二牺牲材料层，以填充所述凹槽；
[0011]步骤S4:在所述凹槽之间的所述第二牺牲材料层上形成若干定极板；
[0012]步骤S5:沉积第二限制层，以覆盖所述定极板和所述第二牺牲材料层；
[0013]步骤S6:去除所述凹槽中的第二牺牲材料层，以形成中空的弹性阻挡件。
[0014]可选地，所述方法在所述步骤S6之后还进一步包括:
[0015]步骤S7:图案化所述基底的背面，以露出所述第一牺牲材料层；
[0016]步骤S8:去除所述震荡膜中间部位上方和下方的所述第一牺牲材料层和所述第二牺牲材料层，以形成空腔，并露出所述中空的弹性阻挡件。
[0017]可选地，所述步骤S1包括:
[0018]步骤S11:提供基底，并在所述基底上沉积所述第一牺牲材料层；
[0019]步骤S12:在所述第一牺牲材料层上形成震荡膜材料层并图案化，以形成所述震荡膜；
[0020]步骤S13:再次沉积所述第一牺牲材料层，以覆盖所述震荡膜；
[0021]步骤S14:图案化所述第一牺牲材料层，以形成所述若干开口，露出所述震荡膜。
[0022]可选地，所述步骤S3中所述第一限制层包括依次沉积的氮化物层。
[0023]可选地，所述步骤S4包括:
[0024]步骤S41:在所述第二牺牲材料层上形成导电材料层；
[0025]步骤S42:在所述导电材料层上形成图案化的掩膜层；
[0026]步骤S43:以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述导电材料层，以在所述凹槽之间形成相互间隔的定极板。
[0027]可选地，所述步骤S5中所述第二限制层包括氮化物层。
[0028]可选地，所述步骤S6包括:
[0029]步骤S61:图案化所述第二限制层，以形成第二开口，露出所述凹槽中的所述第二牺牲材料层；
[0030]步骤S62:蚀刻去除所述凹槽中的所述第二牺牲材料层，露出所述第一限制层，以形成所述弹性阻挡件。
[0031]可选地，所述步骤S8中选用双面蚀刻工艺，以同时去除所述震荡膜上方和下方的所述第一牺牲材料层和所述第二牺牲材料层。
[0032]本发明还提供了一种MEMS器件，包括:
[0033]震荡膜；
[0034]定极板，包括若干相互间隔的部分，位于所述震荡膜的上方；
[0035]空腔，位于所述震荡膜和所述定极板之间；
[0036]弹性阻挡件，位于所述空腔的顶部，所述震荡膜的上方。
[0037]可选地，所述定极板位于所述弹性阻挡件之间。
[0038]可选地，所述弹性阻挡件为中空的立方体结构。
[0039]可选地，所述弹性阻挡件包括氮化物层。
[0040]可选地，所述MEMS器件还进一步包括位于所述震荡膜下方的传感开口，用于实现压力的传感。
[0041 ] 本发明还提供了一种电子装置，包括上述的MEMS器件。
[0042]本发明为了解决现有技术存在的问题，提供了一种MEMS器件的制备方法，在MEMS器件中通过改善限制层(Stop structure)的设计和结构来避免震荡膜(Membrane)的损坏而失效。
[0043]本发明的优点在于:
[0044](1)更有效的防止震荡膜(Membrane)损坏，提闻了广品的良率。
[0045](2)提高了产品的可靠性，避免突发性剧烈震动导致震荡膜(Membrane)断裂。
[0046](3)设计了弹簧结构的限制层(Stop structure),更有效的保护震荡膜(Membrane)受到损伤。
【附图说明】
[0047]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0048]图la-lh为现有技术中MEMS器件的制备过程示意图；
[0049]图2a_2i为本发明一【具体实施方式】中所述MEMS器件的制备过程示意图；
[0050]图3为本发明一【具体实施方式】中所述MEMS器件的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0051]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0052]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。