角为20°~90°。
[0049] 该凹槽的形状可W是圆弧形、梯形或V型，例如，图3所示的例子中是V型。在第二实 施例中，相邻的凹槽彼此之间具有间隔，换言之，相邻的凹槽之间被半导体衬底200的表面 2001隔开。吸气剂薄膜204还覆盖在凹槽之间的表面2001上。
[0050] 吸气剂薄膜204任何适当的吸气剂类型，例如非蒸发型吸气剂。吸气剂薄膜204的 材料可W选自TiJr、化或者其任意组合形成的合金。
[0051] 第二实施例中的半导体器件可W是MEMS器件的一部分，或者也可W是其他类型的 半导体器件的一部分。
[0化2] 第=实施例
[0053] 参考图4,图4示出了第S实施例的半导体器件的剖面结构图，其与图3基本相同， 主要区别在于:相邻凹槽之间彼此邻接，并不存在间隔。此外，凹槽的侧壁与第一平面的夹 角也略有不同。
[0054] 第四实施例
[0055] 下面结合图5至图9对第四实施例的半导体器件的制造方法进行详细说明，第四实 施例的制造方法针对的是第二实施例的半导体器件。
[0056] 参考图5，提供半导体衬底200。该半导体衬底200可W是娃衬底，例如晶向为<100 〉、<111〉或<110〉的娃衬底。该半导体衬底200具有在第一平面内延伸的表面2001。
[0057] 在表面2001上淀积形成掩膜层201。该掩膜层201的材料可W是光刻胶、Si〇2、 Si3N4、Au、化，或者其他适当的材料。
[0化引作为一个非限制性的例子，掩膜层201可W是厚度为IKA-IOKA的Si化层，其形成 方法可W是表面氧化法。
[0059] 参考图6,图形化掩膜层201，W定义出凹槽的图形，形成腐蚀窗口。对掩膜层201进 行图形化的方法可W包括光刻显影、湿法刻蚀、干法刻蚀等。
[0060] 参考图7, W图形化的掩膜层201为掩膜对半导体衬底200进行刻蚀，W形成一个或 多个凹槽206。凹槽206的刻蚀方式可W是干法刻蚀、湿法刻蚀、离子束轰击刻蚀、激光切割、 离子锐等方式中的一种或多种。作为一个非限制性的例子，可W采用KOH或TMH等腐蚀液进 行湿法刻蚀，W形成凹槽206。优选地，该凹槽206的侧壁与第一平面的夹角可W是54.7%凹 槽206的形状为V形，凹槽206的深度为5-30WI1。
[0061] 形成的多个凹槽206中，相邻的凹槽206之间具有间隔。换言之，相邻的凹槽206之 间被半导体衬底200的表面隔开。
[0062] 参考图8,移除图形化的掩膜层。例如，可W采用BOE腐蚀液移除Si化材质的掩膜 层。
[0063] 参考图9,淀积吸气剂薄膜204,该吸气剂薄膜204至少覆盖凹槽的侧壁。在本实施 例中，吸气剂薄膜204还覆盖相邻凹槽之间的半导体衬底200的表面。
[0064] 其中，吸气剂薄膜204的形成方法可W是瓣射、蒸发等方式，其原子入射方向垂直 于第一平面。由于凹槽的侧壁与第一平面的夹角大于0°且小于180°，因此，入射方向与凹槽 侧壁的夹角必然是小于90°的角。由此，通过控制凹槽侧壁的倾斜程度，可W使得入射方向 与凹槽侧壁形成较优的角度，从而可W形成多孔性、高表面粗糖度的吸气剂薄膜204。
[0065] 需要说明的是，相邻凹槽之间的半导体衬底200的表面仍然垂直于入射方向，因 此，覆盖在凹槽之间的半导体衬底200的表面上的吸气剂薄膜204较为致密，其多孔性和表 面粗糖度都较低。运一点可W从图14至图21看出，图14至图21示出为不同拍摄角度和位置 的扫描电镜图。更具体而言，图14为图3或图9中位于半导体衬底200上的吸气剂薄膜204和 位于凹槽侧壁上的吸气剂薄膜204的交界处的剖面扫描电镜图；图15是图14的局部放大图， 用W更清楚地呈现吸气剂薄膜204在交界处的形貌；图16是图14中位于凹槽侧壁上的吸气 剂薄膜的表面扫描电镜图；图17是图14中位于半导体衬底上的吸气剂薄膜的表面扫描电镜 图；图18是图14对应的交界处的俯视扫描电镜图；图19是图18的局部放大图；图20是图14中 位于半导体衬底上的吸气剂薄膜的断面扫描电电镜图；图21是图14中位于凹槽侧壁上的吸 气剂薄膜的表面扫描电镜图。
[0066] 尤其而言，从图16和图17的对比可W看出，图16所示的位于凹槽侧壁的吸气剂薄 膜具有良好的多孔性，表面粗糖度较高，换言之，位于凹槽侧壁的吸气剂薄膜具有良好的纳 米柱状结构，运样的特性使得吸气剂薄膜具有良好的吸气效果;而图17、图20和图21所示的 位于半导体衬底表面上的吸气剂薄膜较为致密，其多孔性较差，表面粗糖度较低，并不具备 纳米柱状结构。另外，从图18和图19所示的俯视图也可W清楚地看出位于凹槽侧壁的吸气 剂薄膜和位于半导体衬底上的吸气剂薄膜的对比。
[0067] 实际上，在现有技术中，如果淀积设备并不具备偏转衬底角度的功能，那么将会W 基本上90°的入射角度在衬底表面淀积吸气剂薄膜，如此，整个吸气剂薄膜都是如同图17、 20、21所示的致密结构，导致气体吸收效果较差。而在本实施例中，位于凹槽侧壁上的吸气 剂薄膜具有多孔性、表面粗糖度高的特点，至少部分地改善了吸气剂薄膜的气体吸收效果。 进一步而言，如果相邻凹槽之间不具有间隔，那么吸气剂薄膜将基本上全部位于凹槽侧壁 上，如图2和图4所示，运将进一步改善气体吸收效果。
[0068] 当然，在形成吸气剂薄膜时，入射方向也可W不垂直于第一平面，使得入射方向与 第一平面的夹角为90° W外的其他角度。例如，在具备衬底偏转的淀积设备中，可W结合衬 底的偏转W及凹槽侧壁相对于第一平面的倾斜角度来实现入射方向与凹槽侧壁夹角的最 优化，从而实现吸气特性优良的吸气剂薄膜。
[0069] 第五实施例
[0070] 下面结合图10至图12对第五实施例的半导体器件的制造方法进行详细说明，第五 实施例的制造方法针对的是第=实施例的半导体器件。
[0071] 具体而言，第五实施例的制造方法中的在先步骤可W参考图5至图7及其相关描 述;后续的步骤参考图10至图12进行描述。
[0072] 参考图10,在W图形化的掩膜层201湿法腐蚀一定时间后，继续增加腐蚀时间，使 得凹槽206变宽、变深，从而使得相邻的凹槽206彼此邻接。
[0073] 参考图11，移除图形化的掩膜层201，移除方法可W参见先前的描述。
[0074] 参考图12,淀积吸气剂薄膜204,吸气剂薄膜204覆盖凹槽的侧壁。吸气剂薄膜的形 成方法可W参见先前的描述。
[0075] 第六实施例
[0076] 参考图13,提供器件衬底201和封帽衬底202。器件衬底201上形成有第一空腔，封 帽衬底202上形成有第二空腔。第一空腔或第二空腔具有在第一平面内延伸的内壁2021，作 为一个非限制性的例子，该内壁2021位于封帽衬底202内的第二空腔中，具体而言，该内壁 2021位第二空腔的底面。当然，该内壁也可W位于器件衬底201的第一空腔内。
[0077] 之后，在内壁2021上形成一个或多个凹槽，该凹槽的侧壁与第一平面的夹角大于 0°且小于180°。凹槽的形成方法可W参见前述第四或第五实施例的相关描述。
[0078] 之后，淀积吸气剂薄膜204,吸气剂薄膜204至少覆盖凹槽的侧壁，淀积时的入射方 向垂直于第一方向。需要说明的是，本文的"垂直"并非限于严格垂直，还包括在垂直方向上 有适度偏差的情况。
[0079] 吸气剂薄膜204的淀积方法可W参见前述第四、第五实施例的相关描述。
[0080] 之后，可W将器件衬底201和封帽衬底202键合，例如，通过键合材料205键合。键合 后，第一空腔和第二空腔拼合形成密闭的腔体203。
[0081] 应该理解到的是上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限 审IJ，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，包括但不限于对局部构造的 变更、对元器件的类型或型号的替换，W及其他非实质性的替换或修改，均落入本实用新型 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种MEMS器件，所述MEMS器件具有密闭的腔体，所述腔体具有在第一平面内延伸的 内壁，所述内壁包括用于淀积吸气剂薄膜的薄膜淀积区域，其特征在于，所述薄膜淀积区域 形成有一个或多个凹槽，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹角大于0°且小于180°，所述 吸气剂薄膜覆盖所述凹槽的侧壁。2. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹 角为20°~90°。3. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述凹槽的形状为圆弧形、梯形或V 形。4. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述吸气剂薄膜的材料选自Ti、Zr、Tu 或者其任意组合形成的合金。5. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，相邻的凹槽之间相互邻接或具有间 隔。6. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件包括器件衬底和封帽衬 底，所述器件衬底上形成有第一空腔，所述封帽衬底上形成有第二空腔，所述封帽衬底与所 述器件衬底键合，所述第一空腔和第二空腔拼合形成所述腔体。7. -种半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有在第一平面内延伸的表 面，所述表面包括用于淀积吸气剂薄膜的薄膜淀积区域，其特征在于，所述薄膜淀积区域形 成有一个或多个凹槽，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹角大于0°且小于180°，所述吸 气剂薄膜覆盖所述凹槽的侧壁。8. 根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的 夹角为20°~90°。9. 根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述凹槽的形状为圆弧形、梯形或V 形。10. 根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述吸气剂薄膜的材料选自Ti、 Zr、Tu或者其任意组合形成的合金。11. 根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，相邻的凹槽之间相互邻接或具有 间隔。
【专利摘要】本实用新型提供了一种MEMS器件、半导体器件，所述MEMS器件具有密闭的腔体，所述腔体具有在第一平面内延伸的内壁，所述内壁包括用于淀积吸气剂薄膜的薄膜淀积区域，所述薄膜淀积区域形成有一个或多个凹槽，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹角大于0°且小于180°，所述吸气剂薄膜覆盖所述凹槽的侧壁。本实用新型能够在常规的蒸发、溅射设备上以较小的入射角度形成吸气剂薄膜，即形成多孔性、高粗糙度的吸气剂薄膜。
【IPC分类】B81B3/00
【公开号】CN205115033
【申请号】CN201520738345
【发明人】季锋, 闻永祥, 刘琛, 周浩
【申请人】杭州士兰微电子股份有限公司, 杭州士兰集成电路有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年9月22日
[0049] 该凹槽的形状可W是圆弧形、梯形或V型，例如，图3所示的例子中是V型。在第二实 施例中，相邻的凹槽彼此之间具有间隔，换言之，相邻的凹槽之间被半导体衬底200的表面 2001隔开。吸气剂薄膜204还覆盖在凹槽之间的表面2001上。
[0050] 吸气剂薄膜204任何适当的吸气剂类型，例如非蒸发型吸气剂。吸气剂薄膜204的 材料可W选自TiJr、化或者其任意组合形成的合金。
[0051] 第二实施例中的半导体器件可W是MEMS器件的一部分，或者也可W是其他类型的 半导体器件的一部分。
[0化2] 第=实施例
[0053] 参考图4,图4示出了第S实施例的半导体器件的剖面结构图，其与图3基本相同， 主要区别在于:相邻凹槽之间彼此邻接，并不存在间隔。此外，凹槽的侧壁与第一平面的夹 角也略有不同。
[0054] 第四实施例
[0055] 下面结合图5至图9对第四实施例的半导体器件的制造方法进行详细说明，第四实 施例的制造方法针对的是第二实施例的半导体器件。
[0056] 参考图5，提供半导体衬底200。该半导体衬底200可W是娃衬底，例如晶向为<100 〉、<111〉或<110〉的娃衬底。该半导体衬底200具有在第一平面内延伸的表面2001。
[0057] 在表面2001上淀积形成掩膜层201。该掩膜层201的材料可W是光刻胶、Si〇2、 Si3N4、Au、化，或者其他适当的材料。
[0化引作为一个非限制性的例子，掩膜层201可W是厚度为IKA-IOKA的Si化层，其形成 方法可W是表面氧化法。
[0059] 参考图6,图形化掩膜层201，W定义出凹槽的图形，形成腐蚀窗口。对掩膜层201进 行图形化的方法可W包括光刻显影、湿法刻蚀、干法刻蚀等。
[0060] 参考图7, W图形化的掩膜层201为掩膜对半导体衬底200进行刻蚀，W形成一个或 多个凹槽206。凹槽206的刻蚀方式可W是干法刻蚀、湿法刻蚀、离子束轰击刻蚀、激光切割、 离子锐等方式中的一种或多种。作为一个非限制性的例子，可W采用KOH或TMH等腐蚀液进 行湿法刻蚀，W形成凹槽206。优选地，该凹槽206的侧壁与第一平面的夹角可W是54.7%凹 槽206的形状为V形，凹槽206的深度为5-30WI1。
[0061] 形成的多个凹槽206中，相邻的凹槽206之间具有间隔。换言之，相邻的凹槽206之 间被半导体衬底200的表面隔开。
[0062] 参考图8,移除图形化的掩膜层。例如，可W采用BOE腐蚀液移除Si化材质的掩膜 层。
[0063] 参考图9,淀积吸气剂薄膜204,该吸气剂薄膜204至少覆盖凹槽的侧壁。在本实施 例中，吸气剂薄膜204还覆盖相邻凹槽之间的半导体衬底200的表面。
[0064] 其中，吸气剂薄膜204的形成方法可W是瓣射、蒸发等方式，其原子入射方向垂直 于第一平面。由于凹槽的侧壁与第一平面的夹角大于0°且小于180°，因此，入射方向与凹槽 侧壁的夹角必然是小于90°的角。由此，通过控制凹槽侧壁的倾斜程度，可W使得入射方向 与凹槽侧壁形成较优的角度，从而可W形成多孔性、高表面粗糖度的吸气剂薄膜204。
[0065] 需要说明的是，相邻凹槽之间的半导体衬底200的表面仍然垂直于入射方向，因 此，覆盖在凹槽之间的半导体衬底200的表面上的吸气剂薄膜204较为致密，其多孔性和表 面粗糖度都较低。运一点可W从图14至图21看出，图14至图21示出为不同拍摄角度和位置 的扫描电镜图。更具体而言，图14为图3或图9中位于半导体衬底200上的吸气剂薄膜204和 位于凹槽侧壁上的吸气剂薄膜204的交界处的剖面扫描电镜图；图15是图14的局部放大图， 用W更清楚地呈现吸气剂薄膜204在交界处的形貌；图16是图14中位于凹槽侧壁上的吸气 剂薄膜的表面扫描电镜图；图17是图14中位于半导体衬底上的吸气剂薄膜的表面扫描电镜 图；图18是图14对应的交界处的俯视扫描电镜图；图19是图18的局部放大图；图20是图14中 位于半导体衬底上的吸气剂薄膜的断面扫描电电镜图；图21是图14中位于凹槽侧壁上的吸 气剂薄膜的表面扫描电镜图。
[0066] 尤其而言，从图16和图17的对比可W看出，图16所示的位于凹槽侧壁的吸气剂薄 膜具有良好的多孔性，表面粗糖度较高，换言之，位于凹槽侧壁的吸气剂薄膜具有良好的纳 米柱状结构，运样的特性使得吸气剂薄膜具有良好的吸气效果;而图17、图20和图21所示的 位于半导体衬底表面上的吸气剂薄膜较为致密，其多孔性较差，表面粗糖度较低，并不具备 纳米柱状结构。另外，从图18和图19所示的俯视图也可W清楚地看出位于凹槽侧壁的吸气 剂薄膜和位于半导体衬底上的吸气剂薄膜的对比。
[0067] 实际上，在现有技术中，如果淀积设备并不具备偏转衬底角度的功能，那么将会W 基本上90°的入射角度在衬底表面淀积吸气剂薄膜，如此，整个吸气剂薄膜都是如同图17、 20、21所示的致密结构，导致气体吸收效果较差。而在本实施例中，位于凹槽侧壁上的吸气 剂薄膜具有多孔性、表面粗糖度高的特点，至少部分地改善了吸气剂薄膜的气体吸收效果。 进一步而言，如果相邻凹槽之间不具有间隔，那么吸气剂薄膜将基本上全部位于凹槽侧壁 上，如图2和图4所示，运将进一步改善气体吸收效果。
[0068] 当然，在形成吸气剂薄膜时，入射方向也可W不垂直于第一平面，使得入射方向与 第一平面的夹角为90° W外的其他角度。例如，在具备衬底偏转的淀积设备中，可W结合衬 底的偏转W及凹槽侧壁相对于第一平面的倾斜角度来实现入射方向与凹槽侧壁夹角的最 优化，从而实现吸气特性优良的吸气剂薄膜。
[0069] 第五实施例
[0070] 下面结合图10至图12对第五实施例的半导体器件的制造方法进行详细说明，第五 实施例的制造方法针对的是第=实施例的半导体器件。
[0071] 具体而言，第五实施例的制造方法中的在先步骤可W参考图5至图7及其相关描 述;后续的步骤参考图10至图12进行描述。
[0072] 参考图10,在W图形化的掩膜层201湿法腐蚀一定时间后，继续增加腐蚀时间，使 得凹槽206变宽、变深，从而使得相邻的凹槽206彼此邻接。
[0073] 参考图11，移除图形化的掩膜层201，移除方法可W参见先前的描述。
[0074] 参考图12,淀积吸气剂薄膜204,吸气剂薄膜204覆盖凹槽的侧壁。吸气剂薄膜的形 成方法可W参见先前的描述。
[0075] 第六实施例
[0076] 参考图13,提供器件衬底201和封帽衬底202。器件衬底201上形成有第一空腔，封 帽衬底202上形成有第二空腔。第一空腔或第二空腔具有在第一平面内延伸的内壁2021，作 为一个非限制性的例子，该内壁2021位于封帽衬底202内的第二空腔中，具体而言，该内壁 2021位第二空腔的底面。当然，该内壁也可W位于器件衬底201的第一空腔内。
[0077] 之后，在内壁2021上形成一个或多个凹槽，该凹槽的侧壁与第一平面的夹角大于 0°且小于180°。凹槽的形成方法可W参见前述第四或第五实施例的相关描述。
[0078] 之后，淀积吸气剂薄膜204,吸气剂薄膜204至少覆盖凹槽的侧壁，淀积时的入射方 向垂直于第一方向。需要说明的是，本文的"垂直"并非限于严格垂直，还包括在垂直方向上 有适度偏差的情况。
[0079] 吸气剂薄膜204的淀积方法可W参见前述第四、第五实施例的相关描述。
[0080] 之后，可W将器件衬底201和封帽衬底202键合，例如，通过键合材料205键合。键合 后，第一空腔和第二空腔拼合形成密闭的腔体203。
[0081] 应该理解到的是上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限 审IJ，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，包括但不限于对局部构造的 变更、对元器件的类型或型号的替换，W及其他非实质性的替换或修改，均落入本实用新型 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种MEMS器件，所述MEMS器件具有密闭的腔体，所述腔体具有在第一平面内延伸的 内壁，所述内壁包括用于淀积吸气剂薄膜的薄膜淀积区域，其特征在于，所述薄膜淀积区域 形成有一个或多个凹槽，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹角大于0°且小于180°，所述 吸气剂薄膜覆盖所述凹槽的侧壁。2. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹 角为20°~90°。3. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述凹槽的形状为圆弧形、梯形或V 形。4. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述吸气剂薄膜的材料选自Ti、Zr、Tu 或者其任意组合形成的合金。5. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，相邻的凹槽之间相互邻接或具有间 隔。6. 根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件包括器件衬底和封帽衬 底，所述器件衬底上形成有第一空腔，所述封帽衬底上形成有第二空腔，所述封帽衬底与所 述器件衬底键合，所述第一空腔和第二空腔拼合形成所述腔体。7. -种半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有在第一平面内延伸的表 面，所述表面包括用于淀积吸气剂薄膜的薄膜淀积区域，其特征在于，所述薄膜淀积区域形 成有一个或多个凹槽，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹角大于0°且小于180°，所述吸 气剂薄膜覆盖所述凹槽的侧壁。8. 根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的 夹角为20°~90°。9. 根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述凹槽的形状为圆弧形、梯形或V 形。10. 根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述吸气剂薄膜的材料选自Ti、 Zr、Tu或者其任意组合形成的合金。11. 根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，相邻的凹槽之间相互邻接或具有 间隔。
【专利摘要】本实用新型提供了一种MEMS器件、半导体器件，所述MEMS器件具有密闭的腔体，所述腔体具有在第一平面内延伸的内壁，所述内壁包括用于淀积吸气剂薄膜的薄膜淀积区域，所述薄膜淀积区域形成有一个或多个凹槽，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹角大于0°且小于180°，所述吸气剂薄膜覆盖所述凹槽的侧壁。本实用新型能够在常规的蒸发、溅射设备上以较小的入射角度形成吸气剂薄膜，即形成多孔性、高粗糙度的吸气剂薄膜。
【IPC分类】B81B3/00
【公开号】CN205115033
【申请号】CN201520738345
【发明人】季锋, 闻永祥, 刘琛, 周浩
【申请人】杭州士兰微电子股份有限公司, 杭州士兰集成电路有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年9月22日
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。