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、电子装置。
背景技术：
随着半导体技术的不断发展，在传感器(motion 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。
其中，微电子机械系统(MEMS)在体积、功耗、重量以及价格方面具有十分明显的优势，至今已经开发出多种不同的传感器，例如压力传感器、加速度传感器、惯性传感器以及其他的传感器。
在所述MEMS器件制备过程中，有一部分MEMS器件，需要带着空腔进行晶圆结合(Bonding)和减薄(Thinning)的工艺，当顶部晶圆(Top Wafer)减薄之后，所述顶部晶圆受到高温工艺，所述空腔内的气体受热膨胀，引起顶部晶圆Si脱落(Peeling)缺损的现象。
因此需要对目前MEMS器件的制备方法作进一步的改进，以便消除上述各种弊端。
技术实现要素：
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。
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：
步骤S1：提供底部晶圆，在所述底部晶圆的正面形成有凹槽；
步骤S2：提供顶部晶圆，在所述顶部晶圆上形成有穿通所述顶部晶圆的预埋隧道；
步骤S3：将所述顶部晶圆和所述底部晶圆相接合，其中所述预埋隧道位于所述凹槽的上方，以形成气体通道；
步骤S4：将所述顶部晶圆研磨打薄，以减小所述顶部晶圆的厚度；
步骤S5：执行高温工艺步骤。
可选地，所述方法还进一步包括：
步骤S6：反转所述步骤S5中得到的器件；
步骤S7：执行背面工艺，以在所述底部晶圆的背面形成开口，露出所述凹槽。
可选地，在所述步骤S2中，所述预埋隧道横向和/或纵向设置于所述顶部晶圆中。
可选地，在所述步骤S3中，横向设置的所述预埋隧道与纵向设置的所述顶部晶圆的交叉点位于所述凹槽的上方。
可选地，在所述步骤S2中，所述预埋隧道的尺寸为3-6um。
可选地，在所述步骤S1中，所述凹槽的开口尺寸为35-50um，深度为90-110um。
可选地，在所述步骤S2中，所述顶部晶圆选用硅。
本发明还提供了一种基于上述的方法制备得到的MEMS器件。
本发明还提供了一种电子装置，包括上述的MEMS器件。
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种制备MEMS器件的方法，在所述方法中首先在所述底部晶圆中形成凹槽，然后提供顶部晶圆，所述顶部晶圆中形成有预埋隧道，在将所述底部晶圆和所述顶部晶圆结合之后，所述预埋隧道位于所述底部晶圆中所述凹槽的上方，以形成气体通道，由于所述预埋隧道的设置，受到高温工艺之后，底部晶圆中的凹槽内的气体受热膨胀，顶部晶圆上的所述预埋隧道此时可以作为气体通道将膨胀的气体排出，以避免将所述顶部晶圆很薄的硅顶破，提高了所述MEMS器件的性能和良率。
附图说明
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，
图1a-1e为现有技术中MEMS器件的制备过程示意图；
图2a-2e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；
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
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。
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。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”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。
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。
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。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
目前，所述MEMS器件的制备方法如图1a-1e所示，首先提供底部晶圆101，在所述底部晶圆101正面形成凹槽图案，如图1a所示。
提供顶部晶圆102，并和所述底部晶圆101相接合，如图1b所示。
研磨以打薄所述顶部晶圆，减小所述顶部晶圆的厚度，如图1c所示。
执行高温工艺，在较高的温度下，所述底部晶圆的凹槽内的气体受到温度膨胀，将顶部晶圆很薄的硅顶破，如图1d所示，其中右侧图形为所述高温工艺后的SEM图。
最后执行背部工艺，如图1e所示。
因此现有技术中在所述MEMS器件制备过程中，需要带着空腔进行晶圆结合(Bonding)和减薄(Thinning)的工艺，当顶部晶圆(Top Wafer)减薄之后，所述顶部晶圆受到高温工艺，会引起顶部晶圆Si脱落(Peeling)缺损的现象。因此需要对目前MEMS器件的制备方法作进一步的改进，以便消除上述各种弊端。
实施例1
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种MEMS器件的制备方法，下面结合附图2a-2e对所述方法做进一步的说明。
首先，执行步骤201，提供底部晶圆201，并在所述底部晶圆201的正面上形成凹槽图案。
具体地，如图2a所示，其中所述底部晶圆201至少包括半导体衬底，所述半导体衬底可以是以下所提到的材料中的至少一种：硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。
在所述底部晶圆201的正面形成凹槽图案，具体地形成方法包括但并不局限于：图案化所述底部晶圆，以在所述底部晶圆中形成所述凹槽图案，例如在所述底部晶圆201上形成图案化的光刻胶层，以所述光刻胶层为掩膜蚀刻所述底部晶圆201，以在所述底部晶圆上形成所述凹槽图案。
其中，所述凹槽图案的开口尺寸和深度并不局限于某一数值范围，例如所述凹槽图案的开口尺寸为35-50um，深度为90-110um，可选为开口尺寸为40um，深度为100um。
可选地，所述底部晶圆201的厚度为400um。
执行步骤202，提供顶部晶圆202，在所述顶部晶圆上形成有穿通所述顶部晶圆的预埋隧道203。
具体地，如图2b所示，在该步骤中所述顶部晶圆202可以选用本领域的常规材料，例如可以选用硅等。
其中，所述顶部晶圆202具有较大的厚度。
在所述顶部晶圆202中形成预埋隧道203，其中，所述预埋隧道203穿通所述顶部晶圆，即穿透所述顶部晶圆的上表面和下表面。
进一步，在所述顶部晶圆中形成有横向和/或纵向设置的预埋隧道203。可选地，所述预埋隧道203横纵交错的设置于所述顶部晶圆中，如图2b右侧图形所示，以在后续的步骤中用作气体通道。
可选地，所述预埋隧道203的尺寸为3-6um，可选为5um。
进一步，可以选用本领域常用的方法形成所述预埋隧道203，例如首先在所述顶部晶圆上形成图案化的掩膜层，然后以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述顶部晶圆，以形成尺寸较小的所述预埋隧道203，所述预埋隧道203具有较大的深宽比。
在该步骤中，选用深反应离子刻蚀(DRIE)的方法蚀刻所述顶部晶圆，在所述深反应离子刻蚀(DRIE)步骤中选用气体六氟化硅(SF6)作为工艺气体， 施加射频电源，使得六氟化硅反应进气形成高电离，所述蚀刻步骤中控制工作压力为20mTorr-8Torr，频功率为600W，13.5MHz，直流偏压可以在-500V—1000V内连续控制，保证各向异性蚀刻的需要，选用深反应离子刻蚀(DRIE)可以保持非常高的刻蚀光阻选择比。所述深反应离子刻蚀(DRIE)系统可以选择本领常用的设备，并不局限于某一型号。
执行步骤203，将所述顶部晶圆和所述底部晶圆相接合，其中所述预埋隧道203位于所述凹槽图案的上方，以作为气体通道。
具体地，如图2c所示，将所述顶部晶圆202与所述底部晶圆201接合，所述键合方法可以选用共晶结合或者热键合的方法键合，以形成一体的结构。
在所述接合之前，还可以包括对所述底部晶圆201进行预清洗，以提高所述底部晶圆201的接合性能。具体地，在该步骤中以稀释的氢氟酸DHF(其中包含HF、H2O2以及H2O)对所述底部晶圆201的表面进行预清洗，其中，所述DHF的浓度并没严格限制，在本发明中优选HF:H2O2:H2O＝0.1-1.5:1:5。
另外，在执行完清洗步骤之后，所述方法还进一步包括将所述底部晶圆201进行干燥的处理。
可选地，选用异丙醇(IPA)对所述底部晶圆201进行干燥。
其中，所述预埋隧道203位于所述凹槽图案的上方，进一步，横向设置的所述预埋隧道203与纵向设置的所述顶部晶圆202的交叉点位于所述凹槽图案的上方，以作为排出膨胀气体的气体通道，如图2c右侧图形所示。
执行步骤204，将所述顶部晶圆研磨打薄，以减小所述顶部晶圆的厚度。
具体地，如图2d所示，在该步骤中通过研磨减薄的方法打薄所述顶部晶圆，其中所述研磨减薄的参数可以选用本领域中常用的各种参数，并不局限于某一数值范围，在此不再赘述。
执行步骤205，执行高温工艺步骤。
在该步骤中，由于所述预埋隧道203的设置，受到高温工艺之后，底部晶圆中的凹槽图案内的气体受到温度膨胀，顶部晶圆上的所述预埋隧道203此时可以作为出气孔将膨胀的气体排出，以避免将所述顶部晶圆很薄的硅顶破。
执行步骤206，反转所述步骤S5中得到的器件。
具体地，如图2e所示，首先反转所述底部晶圆201，以使所述底部晶圆的正面朝上。
接着执行背面工艺，以在所述底部晶圆上形成开口，露出所述凹槽图案。
至此，完成了本发明实施例的MEMS器件制备的相关步骤的介绍。在上述步骤之后，还可以包括其他相关步骤，此处不再赘述。并且，除了上述步骤之外，本实施例的制备方法还可以在上述各个步骤之中或不同的步骤之间包括其他步骤，这些步骤均可以通过现有技术中的各种工艺来实现，此处不再赘述。
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种制备MEMS器件的方法，在所述方法中首先在所述底部晶圆中形成凹槽，然后提供顶部晶圆，所述顶部晶圆中形成有预埋隧道，在将所述底部晶圆和所述顶部晶圆结合之后，所述预埋隧道位于所述底部晶圆中所述凹槽的上方，以形成气体通道，由于所述预埋隧道的设置，受到高温工艺之后，底部晶圆中的凹槽内的气体受热膨胀，顶部晶圆上的所述预埋隧道此时可以作为气体通道将膨胀的气体排出，以避免将所述顶部晶圆很薄的硅顶破，提高了所述MEMS器件的性能和良率。
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，具体包括以下步骤：
步骤S1：提供底部晶圆，在所述底部晶圆的正面形成有凹槽；
步骤S2：提供顶部晶圆，在所述顶部晶圆上形成有穿通所述顶部晶圆的预埋隧道；
步骤S3：将所述顶部晶圆和所述底部晶圆相接合，其中所述预埋隧道位于所述凹槽的上方，以形成气体通道；
步骤S4：将所述顶部晶圆研磨打薄，以减小所述顶部晶圆的厚度；
步骤S5：执行高温工艺步骤。
实施例2
本发明还提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件通过实施例1中的所述方法制备得到，通过所述方法制备到的MEMS器件由于所述预埋隧道的设置，受到高温工艺之后，底部晶圆中的凹槽图案内的气体受到温度膨胀，顶部晶圆上的所述预埋隧道此时可以作为气体通道(出气孔)将膨胀的气体排出，以避免将所述顶部晶圆很薄的硅顶破，提高了所述MEMS器件的性能和良率。
实施例3
本发明还提供了一种电子装置，包括实施例2所述的MEMS器件。其中，半导体器件为实施例2所述的MEMS器件，或根据实施例1所述的制备方法得到的MEMS器件。
本实施例的电子装置，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、VCD、DVD、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可为任何包括所述MEMS器件的中间产品。本发明实施例的电子装置，由于使用了上述的MEMS器件，因而具有更好的性能。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
