一种mems器件及其制备方法、电子装置的制造方法

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，但震荡膜的应力(Stress)面临一个很大的挑战，在MEMS器件(例如微型手机，MicroPhone)中震荡膜(Membrane)的应力(Stress)会影响器件(Device)的运动和电容变化量的感应，更严重时，由于形成开口露出所述震荡膜工艺(Release)产生的应力释放现象会破坏震荡膜(Membrane)的结构,致使震荡膜(Membrane)破裂,如图1h所示,导致器件失效。
[0005]因此，需要对目前所述MEMS器件的制备方法作进一步的改进，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；
[0009]步骤S2:在所述第一牺牲材料层上形成第一震荡膜材料层，以覆盖所述第一牺牲材料层；
[0010]步骤S3:在所述第一震荡膜材料层上形成第二震荡膜材料层，以覆盖所述第一震荡膜材料层；
[0011]步骤S4:图案化所述第一震荡膜材料层和所述第二震荡膜材料层，以形成震荡膜叠层。
[0012]可选地，所述第一震荡膜材料层和所述第二震荡膜材料层选用相同的材料。
[0013]可选地，所述第一震荡膜材料层和所述第二震荡膜材料层选用多晶硅。
[0014]可选地，所述步骤S4包括:
[0015]步骤S41:在所述第二震荡膜材料层上形成图案化的掩膜层；
[0016]步骤S42:以所述掩膜层为掩膜，蚀刻去除位于两端的部分所述第一震荡膜材料层和所述第二震荡膜材料层，以露出所述第一牺牲材料层，形成所述震荡膜叠层；
[0017]步骤S43:去除所述掩膜层。
[0018]可选地，在所述步骤S4之后，所述方法进一步包括:
[0019]步骤S5:继续沉积所述第一牺牲材料层并图案化，以形成开口，以露出所述震荡膜叠层；
[0020]步骤S6: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；
[0021]步骤S7: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；
[0022]步骤S8:沉积限制层，以覆盖所述定极板和所述第二牺牲材料层；
[0023]步骤S9:图案化所述基底的背面，以露出所述第一牺牲材料层；
[0024]步骤SlO:去除所述震荡膜叠层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。
[0025]可选地，在所述步骤S8中，沉积所述限制层，以填充所述凹槽，形成限位件。
[0026]可选地，所述步骤SlO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。
[0027]本发明还提供了一种MEMS器件，包括:
[0028]震荡膜叠层，所述震荡膜叠层包括第一震荡膜和位于所述第一震荡膜上方的第二震荡膜；
[0029]定极板，包括若干相互间隔的部分，位于所述震荡膜叠层的上方；
[0030]空腔，位于所述震荡膜叠层和所述定极板之间。
[0031]可选地，所述第一震荡膜和所述第二震荡膜选用相同的材料。
[0032]可选地，所述第一震荡膜和所述第二震荡膜选用多晶硅。
[0033]可选地，所述第一震荡膜和所述第二震荡膜的形状和厚度相同。
[0034]可选地，所述MEMS器件还包括阻挡件，位于所述空腔的顶部，所述震荡膜叠层的上方。
[0035]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。
[0036]本发明还提供了一种电子装置，包括上述的MEMS器件。
[0037]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器件中通过设置两层震荡膜，来改善所述震荡膜的应力，设置两层震荡膜相对一层震荡膜来说其应力分布更加均一，所述应力梯度的绝对数值更小(the absolute value of thestrain gradient is smaller),能够更加有效地避免震荡膜(Membrane)的损坏而失效,进一步提高MEMS器件的良率和性能。
[0038]本发明的优点在于:
[0039](I)降低了震荡膜(Membrane)由于应力产生的破裂现象，提高了良率。
[0040](2)使震荡膜(Membrane)结构稳定，提高了 MEMS器件的寿命和可靠性。
【附图说明】
[0041]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，
[0042]图1a-1h为现有技术中MEMS器件的制备过程示意图；
[0043]图2a_2h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；
[0044]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】
[0045]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。
[0046]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，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0047]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接至『或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0048]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0049]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。