本公开是关于微机电系统装置及微机电系统装置的制造方法。
背景技术：
：：半导体集成电路(integratedcircuit，ic)产业经历了快速的成长。在集成电路发展的过程中，普遍增加了功能密度(亦即，每个芯片面积的内连接装置数量)，而减少了几何尺寸(亦即，使用生产制程可创建的最小组件(或线路))。此种按比例缩小的制程通常可通过增加生产效率及减低相关成本来提供效益。然而，如此按比例缩小亦伴随着并入此等集成电路的装置设计及制造复杂性增加，且为了实现此等进步，装置设计需要类似的发展。随着功能密度的演进，微机电系统(micro-electromechanicalsystems，mems)装置的发展导致了全新的装置及结构，此等装置及结构的尺寸远低于从前可达到的尺寸。微机电系统装置为形成具有机械及电子特征的微结构的技术。微机电系统装置可包括实现机械功能性的多个元件(例如，可移动元件)。此外，微机电系统装置可包括各种感应器，此等感应器感应各种机械信号，例如压力、惯性力等，并将机械信号转换成相应的电子信号。微机电系统应用包括运动感应器、压力感应器、列印机喷头等。其他微机电系统应用包括惯性感应器，例如用于量测线性加速度的加速度计，以及用于量测角速度的陀螺仪。此外，微机电系统应用可扩展到声音应用，例如微机械超声波换能器等。技术实现要素：一种制造微机电系统装置的方法，方法包括在基底层上形成压电薄膜及金属薄膜的堆叠，其中压电薄膜及金属薄膜以交替方式配置。方法包括在压电薄膜及金属薄膜的堆叠中蚀刻第一沟槽。方法包括在第一沟槽的侧壁形成孔隙。方法包括在孔隙中形成间隔结构。方法包括在形成间隔结构之后，在第一沟槽中形成接触件。一种制造微机电系统装置的方法，方法包括在基底层上沉积第一压电薄膜，并在第一压电薄膜的第一顶部部分中形成非晶形结构。方法包括在第一压电薄膜的第一顶部部分上形成第一金属薄膜，并图案化第一金属薄膜以暴露第一压电薄膜的第一顶部部分。方法包括在第一压电薄膜中蚀刻第一沟槽。方法包括在第一沟槽的侧壁形成第一孔隙，其中第一孔隙位于第一顶部部分，并在第一孔隙中形成间隔结构。方法包括在第一沟槽中形成接触件。一种微机电系统装置，包括基底层、形成在基底层上的压电薄膜和金属薄膜的堆叠、间隔结构和接触件。压电薄膜和金属薄膜以交替方式配置。金属薄膜各个包括相邻于压电薄膜的侧壁的远端部分，且金属薄膜的远端部分中至少一者不与压电薄膜接触。间隔结构相邻于不与压电薄膜接触的远端部分中至少一者。接触件覆盖压电薄膜及金属薄膜的堆叠的侧壁并覆盖基底层的一部分。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准方法，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚地讨论，可任意增加或减少各种特征的尺寸。图1是根据本公开的一些实施例，微机电系统装置的截面图；图2是根据本公开的一些实施例，图1中所示微机电系统装置的区域m1的放大截面图；图3至图10是根据本公开的一些实施例，在制造方法各个阶段中微机电系统装置的截面图；图11是根据本公开的一些实施例，图10中所示微机电系统装置的区域m2的放大截面图；图12和图13是根据本公开的一些实施例，在制造方法各个阶段中微机电系统装置的截面图；图14是根据本公开的一些实施例，制造微机电系统装置的方法流程图。【符号说明】10:微机电系统装置11:基板12:支撑层13,13a,13b,15,17:沟槽14,16,18:接触件20:挠性层21:基底层22,24,26:压电薄膜23,25,27:金属薄膜28:保护薄膜31～33:间隔结构40:电浆处理110,120,230,250,270:开口125:空间131,131a:底面132,132a:倾斜侧壁133:第一倾斜区段134:第一连接区段135:第二倾斜区段136:第二连接区段137:第三倾斜区段138:第三连接区段141:端部分202:顶表面211:基底压电薄膜212:基底金属薄膜213:顶表面222,242:顶表面225,245,265:孔隙229,249,269:顶部部分231,251,271:底表面232,252:顶表面235,255,275:远端部分236:遮罩310,320:表面α1～α3:倾斜角度b1:角度d1:方向h1:距离m1,m2:区域s90:流程图s91～s98:步骤w1～w3:长度w4～w7:宽度w8:高度具体实施方式为了实现提及主题的不同特征，以下公开内容提供了许多不同的实施例或示例。以下描述组件、配置等的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例，而不是限制性的。例如，在以下的描述中，在第二特征之上或上方形成第一特征可以包括第一特征和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本公开可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。此重复是为了简单和清楚的目的，并且本身并不表示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。此外，本文可以使用空间相对术语，诸如“在…下面”、“在…下方”、“偏低”、“在…上面”、“偏上”等，以便于描述一个元件或特征与如图所示的另一个元件或特征的关系。除了图中所示的取向之外，空间相对术语旨在包括使用或操作中的装置的不同取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向上)，并且同样可以相应地解释在此使用的空间相对描述符号。微机电系统(microelectromechanicalsystems，mems)装置的一种应用为声音应用装置。在声音应用装置中，膜位于相对于孔洞的位置。在膜的沟槽中形成接触件，以电性连接微机电系统装置和其他电路(例如，电子设备的主机板)，并且与膜曲率有关的信号通过接触件传输到电路或从电路传输。沟槽的不平整侧壁可能导致接触件导线断裂，并不利地影响信号的传输。本公开的实施例提供了一种具有沟槽的微机电系统装置，沟槽中具有间隔结构，以防止接触件因为沟槽的不平整侧壁而破裂。图1为根据本公开的一些实施例，微机电系统装置10的截面图。在一些实施例中，微机电系统装置10包括基板11、支撑层12、数个接触件(例如接触件14、16及18)和挠性层20。基板11可包括结晶结构的硅基板及/或其他元素半导体，例如具有厚度在约250微米至约500微米范围的锗。替代地或额外地，基板11可包括化合物半导体，例如碳化硅、砷化镓、硒化铟及/或磷化铟。将支撑层12设置在基板11上。在示范的实施例中，支撑层12包括氧化层(例如热氧化物或化学氧化物)，氧化层具有厚度在约0.5微米至约1微米的范围。在一些实施例中，形成开口110在基板11中，且形成开口120在支撑层12中。在一些实施例中，开口120具有的宽度大于开口110的宽度，开口120可与开口110中心对准，且可形成空间125在挠性层20与基板11之间。开口120的宽度取决于装置设计，只要空间125允许挠性层20朝向开口120的弯曲即可。在微机电系统装置10用于声音应用的情况下，形成开口110及120以允许声波的传输。挠性层20用于侦测物理波，透过压电效应并基于所侦测到的物理波产生相应的信号。在一些实施例中，挠性层20包括基底层21以及压电薄膜和金属薄膜的堆叠，其中压电薄膜和金属薄膜以交替方式配置。基底层21包括基底压电薄膜211及基底金属薄膜212。基底压电薄膜211形成在支撑层12上。基底压电薄膜211可为或可包括氮化铝(aln)薄膜等，且具有厚度在约100埃至约500埃的范围。具有晶格方向的aln薄膜可用在基于谐振器的应用，例如体声波(bulkacousticwave，baw)及薄膜体声谐振器(filmbulkacousticresonator，fbar)的滤波器、振荡器和谐振感应器。举例而言，基底压电薄膜211可透过化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)、物理气相沉积(physicalvapordeposition，pvd)等形成。在基底压电薄膜211的一侧上形成基底金属薄膜212，其中该侧远离支撑层12。基底金属薄膜212可为或可包括钼(mo)等，且具有厚度在约至约的范围。使用适当的沉积技术(例如原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)、化学气相沉积、物理气相沉积等)，在基底压电薄膜211上形成基底金属薄膜212，并且根据微机电系统装置10的电路设计，使用适当的微影技术图案化基底金属薄膜212。在基底层21上形成压电薄膜及金属薄膜的堆叠。在本实施例中，有三个压电薄膜(例如压电薄膜22、24及26)和三个金属薄膜(例如金属薄膜23、25及27)堆积在基底层21上。然而，图1中所呈现的压电薄膜及金属薄膜数量仅为示意性的，且微机电系统装置10可包括任意数量的压电薄膜及金属薄膜。在一些实施例中，在压电薄膜及金属薄膜的堆叠上形成多个沟槽(例如，沟槽13、15及17)，以在不同阶层上暴露金属薄膜。在一些实施例中，沟槽13、15及17各个具有相对于挠性层20的顶表面202的不同深度。例如，沟槽13通过压电薄膜24与26及金属薄膜23与25并延伸进入压电薄膜22，以暴露基底层21的基底金属薄膜212。此外，沟槽15通过压电薄膜26及金属薄膜25并延伸进入压电薄膜24，以暴露金属薄膜23。再者，沟槽17延伸进入压电薄膜26，以暴露下方的金属薄膜25。在一些实施例中，基底层21中并未形成任何沟槽，且所有的沟槽均形成在基底层21之上。在一些实施例中，具有最大深度的沟槽(例如沟槽13)，其深度等于顶表面202与基底金属薄膜212之间的距离。图2为根据本公开的一些实施例，图1中所示微机电系统装置10的区域m1的放大截面图。在一些实施例中，例如图2中所示，沟槽13具有底面131及倾斜侧壁132。倾斜侧壁132围绕底面131，并将底面131连接至挠性层20的顶表面202。在一些实施例中，倾斜侧壁132具有阶梯结构，且包括第一倾斜区段133、第一连接区段134、第二倾斜区段135、第二连接区段136及第三倾斜区段137。第一倾斜区段133连接至底面131，并通过压电薄膜22的侧壁及金属薄膜23的侧壁所构建。第一连接区段134将第一倾斜区段133连接至第二倾斜区段135，并通过金属薄膜23的顶表面232的一部分所构建，其中顶表面232的该部分未由压电薄膜24覆盖。第二倾斜区段135通过压电薄膜24的侧壁及金属薄膜25的侧壁所构建。第二连接区段136将第二倾斜区段135连接至第三倾斜区段137，并通过金属薄膜25的顶表面252的一部分所构建，其中顶表面252的该部分未由压电薄膜26覆盖。第三倾斜区段137连接至挠性层20的顶表面202，并通过压电薄膜26的侧壁及金属薄膜27的侧壁所构建。在一些实施例中，挠性层20的压电薄膜具有不同的倾斜角度。例如，如图2中所示，第二倾斜区段135与金属薄膜23的顶表面232之间的倾斜角度α2，大于第一倾斜区段133与基底层21的顶表面213之间的倾斜角度α1。此外，第三倾斜区段137与金属薄膜25的顶表面252之间的倾斜角度α3，大于第二倾斜区段135与金属薄膜23的顶表面232之间的倾斜角度α2。然而，应当理解，可对本公开的实施例进行许多改变及修改。倾斜角度α1、α2及α3可在约5度至约89度之间的范围内。只要已知并控制倾斜角度，任何倾斜角度均为可能的。在一些实施例中，挠性层20的金属薄膜23、25及27中至少一者的底表面并未由下方的压电薄膜22、24及26完全覆盖。相反地，金属薄膜23、25及27中由下方压电薄膜22、24及26所暴露的底表面，其底表面由间隔结构所覆盖。例如，如图2中所示，金属薄膜23、25及27具有远端部分235、255及275相邻于沟槽13的倾斜侧壁132。对应于金属薄膜23的远端部分235的金属薄膜23的底表面231并未由压电薄膜22完全覆盖，且远端部分235是通过间隔结构31所支撑。此外，对应于金属薄膜25的远端部分255的金属薄膜25的底表面251并未由压电薄膜24完全覆盖，且远端部分255是由间隔结构32所支撑。再者，对应于金属薄膜27的远端部分275的金属薄膜27的底表面271并未由压电薄膜26完全覆盖，且远端部分275是由间隔结构33所支撑。在本公开中，将金属薄膜的远端部分界定成金属薄膜的一部分，该部分具有底表面不与压电薄膜接触且与间隔结构直接接触。在一些实施例中，远端部分235、255及275中的至少两者在平行于基底层21的延伸方向上具有不同的延伸长度。例如，如图2中所示，远端部分235在沿着基底层21延伸的方向d1上具有延伸长度w1，而远端部分255在方向d1上具有延伸长度w2。金属薄膜25(堆叠较高层)的远端部分255具有延伸长度w2大于金属薄膜23(堆叠较低层)的远端部分235的延伸长度w1。然而，应当理解，可对本公开的实施例进行许多改变及修改。在一些实施例中，在堆叠较高层的金属薄膜具有较短的远端部分。例如，在图2所示的实施例中，远端部分275的延伸长度w3，短于在方向d1上的远端部分235及255的延伸长度w1及w2。在一些实施例中，间隔结构31、32及33中的至少两者具有不同的尺寸。例如，如图2中所示，相邻于金属薄膜25的远端部分255的间隔结构32所具有的尺寸，大于相邻于金属薄膜23的远端部分235的间隔结构31的尺寸。然而，应当理解，可对本公开的实施例进行许多改变及修改。在一些实施例中，在堆叠较高层的间隔结构具有较小的尺寸。例如，在图2所示的实施例中，间隔结构33小于间隔结构31及32。在一些实施例中，沟槽15及17的结构特征与沟槽13的结构特征相似，为简洁起见，简略其描述内容。参考图1，分别在沟槽13、15及17中形成接触件14、16及18，且将接触件14、16及18电性连接至基底金属薄膜212和金属薄膜23、25及27以达成电性连接。在一些实施例中，接触件14、16及18共形地(conformally)形成在沟槽13、15及17中。接触件14、16及18与相应的沟槽13、15及17的倾斜侧壁直接接触，并与间隔结构31、32及33直接接触(参考图2)。参考图3至图13，一系列的截面图绘示形成微机电系统装置的方法的一些实施例。例如，可运用绘示的方法形成图1中的微机电系统装置10。尽管参考图3至图13中所示的截面图描述方法，但应当理解，图3至图13中所示的结构并不限于此方法且无需此方法亦可独立存在。在示范的实施例中，亦进行类似的制程以在微机电系统装置10中形成接触件16及18，且出于简洁的目的，省略了形成接触件16及18的制程。在后续描述中，出于绘示的目的，将压电薄膜22称为第一压电薄膜，压电薄膜24称为第二压电薄膜，压电薄膜26称为第三压电薄膜。此外，将金属薄膜23称为第一金属薄膜，金属薄膜25称为第二金属薄膜，金属薄膜27称为第三金属薄膜。如图3的截面图所绘示，在基底层21上形成第一压电薄膜22。第一压电薄膜22可为或可包括氮化铝(aln)薄膜等，且具有厚度在约0.3微米至约0.7微米的范围内。举例而言，第一压电薄膜22可通过化学气相沉积、物理气相沉积等所形成。在一些实施例中，在第一压电薄膜22的形成后执行电浆处理40。电浆处理40可包括ar电浆处理，透过减少aln的粗糙度来增强压电效率。在一些实施例中，在电浆处理40之后，aln晶体出现损伤，从而导致第一压电薄膜22中顶部部分229的晶体结构发生变化，此晶体结构紧紧相邻第一压电薄膜22的顶表面222。在一些实施例中，在电浆处理之后，第一压电薄膜22的顶部部分229变成非晶形结构。晶体结构的变化可能展现和第一压电薄膜22的其他区域不同的蚀刻速率。如图4的截面图所绘示，在第一压电薄膜22的顶表面222上形成第一金属薄膜23。第一金属薄膜23可为或可包括钼(mo)等，且具有厚度在约至约的范围内。形成第一金属薄膜23为使用适当的沉积技术，例如原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积等。如图5的截面图所绘示，使用适当的微影技术来图案化第一金属薄膜23，以形成开口230。在一些实施例中，图案化是执行蚀刻制程、一些其他合适的图案化制程或前述的任意组合。在一些实施例中，蚀刻制程包括在第一金属薄膜23上形成遮罩236，在遮罩236定位下执行第一金属薄膜23中的蚀刻，并在蚀刻之后移除遮罩236。举例而言，遮罩236可为或可包括光阻、氧化硅、其他合适的遮罩材料或前述的任意组合。如图6的截面图所绘示，通过与形成第一压电薄膜22及第一金属薄膜23类似的制程，在已图案化的第一金属薄膜23上，依序形成第二压电薄膜24、第二金属薄膜25、第三压电薄膜26及第三金属薄膜27，而完成挠性层20的形成。在一些实施例中，第二压电薄膜24的厚度在约0.3微米至约0.7微米的范围内，第三压电薄膜26的厚度在约至约的范围内，第二金属薄膜25及第三金属薄膜27的厚度在约至约的范围内。在一些实施例中，在挠性层20的最后一个金属薄膜(例如金属薄膜27)上形成保护薄膜28。第二压电薄膜24及第三压电薄膜26可为或可包括氮化铝(aln)薄膜等。第二金属薄膜25及第三金属薄膜27可为或可包括钼(mo)等。保护薄膜28可为或可包括氧化层，例如具有厚度在约0.5微米至约1微米范围的热氧化物或化学氧化物。在一些实施例中，在形成金属薄膜25之前，通过电浆处理在第二压电薄膜24的顶部部分249上形成非晶形结构。在一些实施例中，如图6中所示，使用适当的微影技术在第二金属薄膜25中形成开口250，且在第三金属薄膜27中形成开口270。将开口250及开口270配置成与第一金属薄膜23的开口230中心对准。在一些实施例中，在堆叠较高层的金属层具有开口，此开口的宽度大于在堆叠较低层的金属层中开口的宽度。例如，开口230的宽度w4小于开口250的宽度w5，且开口250的宽度w5小于开口270的宽度w6。开口的宽度变化取决于图7a所示的后续制程中形成在挠性层20中的沟槽形状。如图7a的截面图所绘示，经由金属薄膜23、25及27做为遮罩的干蚀刻制程，回蚀挠性层20以形成第一沟槽13a。在一些实施例中，可使用cl2气体或sf6气体进行干蚀刻制程，并对干蚀刻制程进行良好的控制，以保留与基底层21紧紧相邻的一部分最低层压电薄膜。具体而言，如图7a所示的实施例，蚀刻可延伸进入第一压电薄膜22的上表面中，例如在一些实施例中，可延伸进入第一压电薄膜22的50％至大约80％范围的深度。第一沟槽13a的底面131a远离基底层21的顶表面213。第一压电薄膜22在第一沟槽13a的底面131a下方的部分，可在后续制程中间隔结构的形成期间保护基底金属薄膜212不受损伤，从而表现出基底金属薄膜212的稳定电极电阻。如图7b的截面图所绘示，在第一沟槽13a的倾斜侧壁132a上形成孔隙225、245及265。在一些实施例中，第一沟槽13a的底面131a及倾斜侧壁132a由湿蚀刻制程进一步蚀刻。在一些实施例中，压电薄膜22及24中的至少一者经过电浆处理的制程，从而使压电薄膜22及24中顶部部分229、249的蚀刻速率高于压电薄膜22及24中其他部分的蚀刻速率。湿蚀刻制程亦可蚀刻压电薄膜26的顶部部分269。结果上，湿蚀刻制程移除压电薄膜22、24及26的顶部部分229、249及269的侧面部分，从而在顶部部分229、249及269上留下孔隙225、245及265。孔隙225、245及265暴露出金属薄膜23、25及27的一部分底表面，该部分底表面相应于远端部分235、255及275。换言之，金属薄膜23、25及27的远端部分235、255及275并未由下方的压电薄膜22、24及26所支撑。然而，应当理解，可对本公开的实施例进行许多改变及修改。在一些实施例中，压电薄膜26并未经过电浆处理制程，且未形成孔隙265，对应于第三压电薄膜26的第一沟槽13a的侧壁为平坦表面。在一些实施例中，与图7a所示的第一压电薄膜22相比，在湿蚀刻之后，第一沟槽13a的底面131a下方的第一压电薄膜22余留部分变得更薄，但控制此湿蚀刻制程使得第一沟槽13a未暴露下方的基底金属薄膜212。湿蚀刻制程的执行可透过使用浓度为重量百分比80至85的h3po4溶液，在约120℃至约140℃范围内的温度下，执行约10秒至约80秒。在一些实施例中，孔隙的形成导致金属薄膜的一部分未由下方的压电薄膜所支撑，且造成金属薄膜的远端部分弯曲。金属薄膜的弯曲可能导致在沟槽中的接触件损伤，从而严重影响微机电系统装置10的稳定性。为了解决这个问题，在孔隙中填充间隔结构以支撑金属薄膜。具体而言，如图8的截面图所绘示，在第一沟槽13a中形成间隔材料30。间隔材料30覆盖第一沟槽13a的底面131a及倾斜侧壁132a。使用适当的沉积技术形成间隔材料30，例如原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积等。间隔材料30可为或可包括热氧化物或四乙氧基硅烷氧化物，并且具有厚度约至约在一些实施例中，因为间隔材料30具有良好的间隙填充特性，使得间隔材料30填充孔隙225、245及265。如图9的截面图所示，第一沟槽13a的底面131a及倾斜侧壁132a上的间隔材料30由蚀刻制程所移除。控制此蚀刻制程，移除第一沟槽13a的底面131a及倾斜侧壁132a上的间隔材料30，但保留了填充在孔隙225、245及265中的间隔材料30。在后续中，保留在孔隙225、245及265中的间隔材料30称为间隔结构31、32及33。此外，控制此蚀刻制程，使得第一沟槽13a不穿透底面131a下方的部分第一压电薄膜22，且第一沟槽13a不暴露基底金属薄膜212。在一些实施例中，形成在第二压电薄膜24(在堆叠较高层的压电薄膜)中的孔隙245所具有的尺寸，大于形成在第一压电薄膜22(在堆叠较低层的压电薄膜)中的孔隙225的尺寸，且间隔材料30完全填充孔隙225及245。结果上，间隔结构31及32具有不同的尺寸及延伸长度。在一些实施例中，间隔结构32的尺寸大于间隔结构31的尺寸。在一些实施例中，间隔结构32的延伸长度w2(参考图2)大于间隔结构31的延伸长度w1。在一个示范性实施例中，间隔结构32的延伸长度w2约100纳米至约500纳米(例如318纳米)，且间隔结构31的延伸长度w1约100纳米至约500纳米(例如204纳米)。在没有形成孔隙265的情况下，省略间隔结构33。在一些实施例中，尽管没有形成孔隙265，但对应于第三压电薄膜26的第一沟槽13a的侧壁为粗糙的，且因此可在侧壁上形成较小的不平整处。在移除间隔材料30之后，这些较小的不平整处可由间隔材料30所填充。如图10的截面图所绘示，透过执行另一个湿蚀刻制程，在第一沟槽13a的下方形成第二沟槽13b。控制形成第二沟槽13b的湿蚀刻制程，使得第二沟槽13b穿透第一压电薄膜22，以暴露基底金属薄膜212。湿蚀刻制程的执行可使用浓度为重量百分比80至85的h3po4溶液，在约120℃至约140℃范围内的温度下，执行约30秒至约150秒。执行形成第二沟槽13b的湿蚀刻制程的时间，可比形成孔隙225、245及265的湿蚀刻制程的时间更长。第一沟槽13a与第二沟槽13b连通，并统称为沟槽13。在一些实施例中，与沟槽13的倾斜侧壁132相邻的间隔结构31、32及33中至少一者的表面，从倾斜侧壁132突出。例如，如图11中所示，第一压电薄膜22所暴露的间隔结构31的表面310从倾斜侧壁132的第一倾斜区段133突出。在一些实施例中，相邻于孔隙225及245的倾斜侧壁132中至少一部分由间隔结构所覆盖。例如，如图11中所示，相邻于孔隙225的倾斜侧壁132的第一倾斜区段133中一部分由间隔结构31所覆盖。在一些实施例中，间隔结构31的宽度w7及高度w8在约500埃至约2000埃的范围内。在一些实施例中，如图7b中所示，由于在孔隙225及245中形成间隔结构31及32之前，孔隙225及245所暴露的远端部分235及255并未由下方的压电薄膜22及24所支撑，所以远端部分235及255可能变形。例如，如图11中所示，金属薄膜23的远端部分235稍微向下弯曲，且弯曲角度b1可小于5度。如图12的截面图所绘示，在沟槽13中形成接触件14。在一些实施例中，由于在金属薄膜23、25及27下方的孔隙225、245及265是以间隔结构31、32及33所填充，所以在沟槽13中共形地形成接触件14。亦即，接触件14沿着第一倾斜区段133、第一连接区段134、第二倾斜区段135、第二连接区段136、第三倾斜区段137及第三连接区段138延伸。结果上，可防止对接触件14造成的损害，此伤害归因于金属薄膜23、25及27的变形，并改善了微机电系统装置的稳定性。接触件14可为或可包括铝铜(alcu)薄膜，且具有厚度在约0.5微米至约1微米的范围内。如图13的截面图所绘示，移除保护薄膜28。可进行蚀刻制程移除保护薄膜28。在移除保护薄膜28之后，接触件14的端部分141与挠性层20的顶表面202之间隔开。在示范性的一实施例中，端部分141与挠性层20的顶表面202相距约0.5微米至约1微米的距离h1。图14根据一些实施例，以流程图s90绘示制造微机电系统装置10的方法。在步骤s91，在基底层上形成压电薄膜。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图3的全部或部分一致。在步骤s92，在压电薄膜上执行电浆处理。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图4的全部或部分一致。在步骤s93，在压电薄膜上形成金属薄膜。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图5的全部或部分一致。在步骤s94，蚀刻金属薄膜以暴露部分区域的压电薄膜。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图5的全部或部分一致。在步骤s95，蚀刻暴露区域的压电薄膜，以暴露压电薄膜的侧壁，且暴露相邻于压电薄膜的侧壁的金属薄膜的远端部分。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图7a和图7b的全部或部分一致。在步骤s96，在压电薄膜的侧壁上和金属薄膜的远端部分的底表面上形成间隔材料。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图8的全部或部分一致。在步骤s97，移除压电薄膜的侧壁上的间隔材料。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图9的全部或部分一致。在步骤s98，在金属薄膜及压电薄膜的侧壁上形成接触件。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图12的全部或部分一致。本公开的实施例在微机电系统装置的制造制程期间，在压电薄膜上进行电浆处理。由于改善了压电薄膜的粗糙度，因此提高了微机电系统装置的压电效率。尽管由于电浆处理导致的晶体损伤可能会在压电薄膜上形成孔隙，此等孔隙会以间隔结构所填充。因此，可在压电薄膜的沟槽中共形地形成接触件，并避免了接触件的断线问题，从而改善了晶圆合格测试(waferacceptabletest，wat)。根据一些实施例，提供一种制造微机电系统装置的方法。方法包括在基底层上形成压电薄膜及金属薄膜的堆叠，其中压电薄膜及金属薄膜以交替方式配置。方法亦包括在压电薄膜及金属薄膜的堆叠中蚀刻第一沟槽。方法进一步包括在第一沟槽的侧壁形成至少一个孔隙。此外，方法包括在至少一个孔隙中形成间隔结构。方法进一步包括在形成间隔结构之后，在第一沟槽中形成接触件。在一些实施例中，形成孔隙使得孔隙位于压电薄膜中的顶部部分，金属薄膜形成在压电薄膜上。在一些实施例中，方法进一步包括在压电薄膜的顶表面上执行电浆处理，其中在压电薄膜上形成金属薄膜之前，执行电浆处理。在一些实施例中，在压电薄膜及金属薄膜的堆叠中形成第一沟槽，使得在第一压电薄膜上形成第一孔隙，且在第二压电薄膜上形成第二孔隙，且间隔结构填充在第一孔隙及第二孔隙中，其中第二压电薄膜高于第一压电薄膜，且第二孔隙中的间隔结构尺寸大于第一孔隙中的间隔结构尺寸。在一些实施例中，在压电薄膜及金属薄膜的堆叠中形成第一沟槽，使得在第一压电薄膜形成第一孔隙，在第二压电薄膜形成第二孔隙，其中第一孔隙暴露在第一压电薄膜上的第一金属薄膜的远端部分，且第二孔隙暴露在第二压电薄膜上的第二金属薄膜的远端部分，由第一孔隙暴露的第一金属薄膜的远端部分长度大于由第二孔隙暴露的第二金属薄膜的远端部分长度。在一些实施例中，在孔隙中形成间隔结构包括在第一沟槽的侧壁上形成间隔结构的薄膜，间隔结构填充在第一沟槽的侧壁的孔隙，以及移除第一沟槽的侧壁上的间隔结构薄膜，但保留在第一沟槽的侧壁的孔隙中间隔结构。在一些实施例中，第一沟槽不穿透压电薄膜及金属薄膜的堆叠，且方法进一步包括在第一沟槽下方形成第二沟槽以暴露基底层，其中接触件覆盖第一沟槽的侧壁、第二沟槽的侧壁和第二沟槽暴露的部分基底层。在一些实施例中，方法进一步包括在基底压电薄膜上形成基底金属薄膜来制备基底层，其中压电薄膜及金属薄膜的堆叠形成在基底金属薄膜上。根据一些实施例，提供一种制造微机电系统装置的方法。方法包括在基底层上沉积第一压电薄膜，并在第一压电薄膜的第一顶部部分中形成非晶形结构。方法亦包括在第一压电薄膜的第一顶部部分上形成第一金属薄膜，并图案化第一金属薄膜以暴露第一压电薄膜的第一顶部部分。方法进一步包括在第一压电薄膜中蚀刻第一沟槽。此外，方法包括在第一沟槽的侧壁形成第一孔隙，其中第一孔隙位于第一顶部部分，并在第一孔隙中形成间隔结构。方法进一步包括在第一沟槽中形成接触件。在一些实施例中，形成第一沟槽是透过进行干蚀刻制程，且形成第一孔隙是透过进行湿刻蚀制程。在一些实施例中，在第一压电薄膜的第一顶部部分中形成非晶形结构，是透过在第一压电薄膜上执行电浆处理，其中在形成第一金属薄膜之前执行电浆处理。在一些实施例中，方法进一步包括在第一金属薄膜上形成第二压电薄膜，在第二压电薄膜的第二顶部部分中形成非晶形结构，在第二压电薄膜的第二顶部部分上形成第二金属薄膜，图案化第二金属薄膜，以暴露第二压电薄膜的第二顶部部分，在第一压电薄膜及第二压电薄膜中形成第一沟槽，第二孔隙位于第二顶部部分，以及在第二孔隙中形成间隔结构。在一些实施例中，第二压电薄膜的第二孔隙中间隔结构的尺寸，大于第一压电薄膜的第一孔隙中间隔结构的尺寸。在一些实施例中，第一孔隙暴露第一金属薄膜的远端部分，且第二孔隙暴露第二金属薄膜的远端部分，第一孔隙暴露的第一金属薄膜的远端部分长度，大于第二孔隙暴露的第二金属薄膜的远端部分长度。在一些实施例中，第一沟槽不穿透第一压电薄膜，且方法进一步包括在第一沟槽下方形成第二沟槽以暴露基底层，其中接触件覆盖第一沟槽的侧壁、第二沟槽的侧壁及第二沟槽暴露的部分基底层。根据一些实施例，提供一种微机电系统装置。微机电系统装置包括基底层，以及形成在基底层上的压电薄膜和金属薄膜的堆叠。压电薄膜和金属薄膜以交替方式配置。金属薄膜各个包括相邻于压电薄膜的侧壁的远端部分，且金属薄膜的远端部分中至少一者不与压电薄膜接触。微机电系统装置亦包括间隔结构，间隔结构相邻于不与压电薄膜接触的远端部分中至少一者。微机电系统装置进一步包括接触件，接触件覆盖压电薄膜及金属薄膜的堆叠的侧壁并覆盖基底层的一部分。在一些实施例中，间隔结构的长度在约500埃至约2000埃的范围内。在一些实施例中，金属薄膜的远端部分中多于两者不与压电薄膜接触，且和金属薄膜中堆叠较高者的远端部分相邻的间隔结构的延伸长度，大于和金属薄膜中堆叠较低者的远端部分相邻的间隔结构的延伸长度。在一些实施例中，金属薄膜的远端部分中多于两者不与压电薄膜接触，且不与压电薄膜接触的远端部分相邻间隔结构，其中覆盖金属薄膜中堆叠较高者的远端部分的间隔结构尺寸，大于覆盖金属薄膜中堆叠较低者的远端部分的间隔结构尺寸。在一些实施例中，金属薄膜的远端部分中的至少一者向下弯曲。前面概述一些实施例的特征，使得本领域技术人员可更好地理解本公开的观点。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他制程和结构的基础，以实现相同的目的和/或实现与本文介绍的实施例相同的优点。本领域技术人员还应该理解，这样的等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、替换和变更。当前第1页12当前第1页12
背景技术：
：：半导体集成电路(integratedcircuit，ic)产业经历了快速的成长。在集成电路发展的过程中，普遍增加了功能密度(亦即，每个芯片面积的内连接装置数量)，而减少了几何尺寸(亦即，使用生产制程可创建的最小组件(或线路))。此种按比例缩小的制程通常可通过增加生产效率及减低相关成本来提供效益。然而，如此按比例缩小亦伴随着并入此等集成电路的装置设计及制造复杂性增加，且为了实现此等进步，装置设计需要类似的发展。随着功能密度的演进，微机电系统(micro-electromechanicalsystems，mems)装置的发展导致了全新的装置及结构，此等装置及结构的尺寸远低于从前可达到的尺寸。微机电系统装置为形成具有机械及电子特征的微结构的技术。微机电系统装置可包括实现机械功能性的多个元件(例如，可移动元件)。此外，微机电系统装置可包括各种感应器，此等感应器感应各种机械信号，例如压力、惯性力等，并将机械信号转换成相应的电子信号。微机电系统应用包括运动感应器、压力感应器、列印机喷头等。其他微机电系统应用包括惯性感应器，例如用于量测线性加速度的加速度计，以及用于量测角速度的陀螺仪。此外，微机电系统应用可扩展到声音应用，例如微机械超声波换能器等。技术实现要素：一种制造微机电系统装置的方法，方法包括在基底层上形成压电薄膜及金属薄膜的堆叠，其中压电薄膜及金属薄膜以交替方式配置。方法包括在压电薄膜及金属薄膜的堆叠中蚀刻第一沟槽。方法包括在第一沟槽的侧壁形成孔隙。方法包括在孔隙中形成间隔结构。方法包括在形成间隔结构之后，在第一沟槽中形成接触件。一种制造微机电系统装置的方法，方法包括在基底层上沉积第一压电薄膜，并在第一压电薄膜的第一顶部部分中形成非晶形结构。方法包括在第一压电薄膜的第一顶部部分上形成第一金属薄膜，并图案化第一金属薄膜以暴露第一压电薄膜的第一顶部部分。方法包括在第一压电薄膜中蚀刻第一沟槽。方法包括在第一沟槽的侧壁形成第一孔隙，其中第一孔隙位于第一顶部部分，并在第一孔隙中形成间隔结构。方法包括在第一沟槽中形成接触件。一种微机电系统装置，包括基底层、形成在基底层上的压电薄膜和金属薄膜的堆叠、间隔结构和接触件。压电薄膜和金属薄膜以交替方式配置。金属薄膜各个包括相邻于压电薄膜的侧壁的远端部分，且金属薄膜的远端部分中至少一者不与压电薄膜接触。间隔结构相邻于不与压电薄膜接触的远端部分中至少一者。接触件覆盖压电薄膜及金属薄膜的堆叠的侧壁并覆盖基底层的一部分。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准方法，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚地讨论，可任意增加或减少各种特征的尺寸。图1是根据本公开的一些实施例，微机电系统装置的截面图；图2是根据本公开的一些实施例，图1中所示微机电系统装置的区域m1的放大截面图；图3至图10是根据本公开的一些实施例，在制造方法各个阶段中微机电系统装置的截面图；图11是根据本公开的一些实施例，图10中所示微机电系统装置的区域m2的放大截面图；图12和图13是根据本公开的一些实施例，在制造方法各个阶段中微机电系统装置的截面图；图14是根据本公开的一些实施例，制造微机电系统装置的方法流程图。【符号说明】10:微机电系统装置11:基板12:支撑层13,13a,13b,15,17:沟槽14,16,18:接触件20:挠性层21:基底层22,24,26:压电薄膜23,25,27:金属薄膜28:保护薄膜31～33:间隔结构40:电浆处理110,120,230,250,270:开口125:空间131,131a:底面132,132a:倾斜侧壁133:第一倾斜区段134:第一连接区段135:第二倾斜区段136:第二连接区段137:第三倾斜区段138:第三连接区段141:端部分202:顶表面211:基底压电薄膜212:基底金属薄膜213:顶表面222,242:顶表面225,245,265:孔隙229,249,269:顶部部分231,251,271:底表面232,252:顶表面235,255,275:远端部分236:遮罩310,320:表面α1～α3:倾斜角度b1:角度d1:方向h1:距离m1,m2:区域s90:流程图s91～s98:步骤w1～w3:长度w4～w7:宽度w8:高度具体实施方式为了实现提及主题的不同特征，以下公开内容提供了许多不同的实施例或示例。以下描述组件、配置等的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例，而不是限制性的。例如，在以下的描述中，在第二特征之上或上方形成第一特征可以包括第一特征和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本公开可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。此重复是为了简单和清楚的目的，并且本身并不表示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。此外，本文可以使用空间相对术语，诸如“在…下面”、“在…下方”、“偏低”、“在…上面”、“偏上”等，以便于描述一个元件或特征与如图所示的另一个元件或特征的关系。除了图中所示的取向之外，空间相对术语旨在包括使用或操作中的装置的不同取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向上)，并且同样可以相应地解释在此使用的空间相对描述符号。微机电系统(microelectromechanicalsystems，mems)装置的一种应用为声音应用装置。在声音应用装置中，膜位于相对于孔洞的位置。在膜的沟槽中形成接触件，以电性连接微机电系统装置和其他电路(例如，电子设备的主机板)，并且与膜曲率有关的信号通过接触件传输到电路或从电路传输。沟槽的不平整侧壁可能导致接触件导线断裂，并不利地影响信号的传输。本公开的实施例提供了一种具有沟槽的微机电系统装置，沟槽中具有间隔结构，以防止接触件因为沟槽的不平整侧壁而破裂。图1为根据本公开的一些实施例，微机电系统装置10的截面图。在一些实施例中，微机电系统装置10包括基板11、支撑层12、数个接触件(例如接触件14、16及18)和挠性层20。基板11可包括结晶结构的硅基板及/或其他元素半导体，例如具有厚度在约250微米至约500微米范围的锗。替代地或额外地，基板11可包括化合物半导体，例如碳化硅、砷化镓、硒化铟及/或磷化铟。将支撑层12设置在基板11上。在示范的实施例中，支撑层12包括氧化层(例如热氧化物或化学氧化物)，氧化层具有厚度在约0.5微米至约1微米的范围。在一些实施例中，形成开口110在基板11中，且形成开口120在支撑层12中。在一些实施例中，开口120具有的宽度大于开口110的宽度，开口120可与开口110中心对准，且可形成空间125在挠性层20与基板11之间。开口120的宽度取决于装置设计，只要空间125允许挠性层20朝向开口120的弯曲即可。在微机电系统装置10用于声音应用的情况下，形成开口110及120以允许声波的传输。挠性层20用于侦测物理波，透过压电效应并基于所侦测到的物理波产生相应的信号。在一些实施例中，挠性层20包括基底层21以及压电薄膜和金属薄膜的堆叠，其中压电薄膜和金属薄膜以交替方式配置。基底层21包括基底压电薄膜211及基底金属薄膜212。基底压电薄膜211形成在支撑层12上。基底压电薄膜211可为或可包括氮化铝(aln)薄膜等，且具有厚度在约100埃至约500埃的范围。具有晶格方向的aln薄膜可用在基于谐振器的应用，例如体声波(bulkacousticwave，baw)及薄膜体声谐振器(filmbulkacousticresonator，fbar)的滤波器、振荡器和谐振感应器。举例而言，基底压电薄膜211可透过化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)、物理气相沉积(physicalvapordeposition，pvd)等形成。在基底压电薄膜211的一侧上形成基底金属薄膜212，其中该侧远离支撑层12。基底金属薄膜212可为或可包括钼(mo)等，且具有厚度在约至约的范围。使用适当的沉积技术(例如原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)、化学气相沉积、物理气相沉积等)，在基底压电薄膜211上形成基底金属薄膜212，并且根据微机电系统装置10的电路设计，使用适当的微影技术图案化基底金属薄膜212。在基底层21上形成压电薄膜及金属薄膜的堆叠。在本实施例中，有三个压电薄膜(例如压电薄膜22、24及26)和三个金属薄膜(例如金属薄膜23、25及27)堆积在基底层21上。然而，图1中所呈现的压电薄膜及金属薄膜数量仅为示意性的，且微机电系统装置10可包括任意数量的压电薄膜及金属薄膜。在一些实施例中，在压电薄膜及金属薄膜的堆叠上形成多个沟槽(例如，沟槽13、15及17)，以在不同阶层上暴露金属薄膜。在一些实施例中，沟槽13、15及17各个具有相对于挠性层20的顶表面202的不同深度。例如，沟槽13通过压电薄膜24与26及金属薄膜23与25并延伸进入压电薄膜22，以暴露基底层21的基底金属薄膜212。此外，沟槽15通过压电薄膜26及金属薄膜25并延伸进入压电薄膜24，以暴露金属薄膜23。再者，沟槽17延伸进入压电薄膜26，以暴露下方的金属薄膜25。在一些实施例中，基底层21中并未形成任何沟槽，且所有的沟槽均形成在基底层21之上。在一些实施例中，具有最大深度的沟槽(例如沟槽13)，其深度等于顶表面202与基底金属薄膜212之间的距离。图2为根据本公开的一些实施例，图1中所示微机电系统装置10的区域m1的放大截面图。在一些实施例中，例如图2中所示，沟槽13具有底面131及倾斜侧壁132。倾斜侧壁132围绕底面131，并将底面131连接至挠性层20的顶表面202。在一些实施例中，倾斜侧壁132具有阶梯结构，且包括第一倾斜区段133、第一连接区段134、第二倾斜区段135、第二连接区段136及第三倾斜区段137。第一倾斜区段133连接至底面131，并通过压电薄膜22的侧壁及金属薄膜23的侧壁所构建。第一连接区段134将第一倾斜区段133连接至第二倾斜区段135，并通过金属薄膜23的顶表面232的一部分所构建，其中顶表面232的该部分未由压电薄膜24覆盖。第二倾斜区段135通过压电薄膜24的侧壁及金属薄膜25的侧壁所构建。第二连接区段136将第二倾斜区段135连接至第三倾斜区段137，并通过金属薄膜25的顶表面252的一部分所构建，其中顶表面252的该部分未由压电薄膜26覆盖。第三倾斜区段137连接至挠性层20的顶表面202，并通过压电薄膜26的侧壁及金属薄膜27的侧壁所构建。在一些实施例中，挠性层20的压电薄膜具有不同的倾斜角度。例如，如图2中所示，第二倾斜区段135与金属薄膜23的顶表面232之间的倾斜角度α2，大于第一倾斜区段133与基底层21的顶表面213之间的倾斜角度α1。此外，第三倾斜区段137与金属薄膜25的顶表面252之间的倾斜角度α3，大于第二倾斜区段135与金属薄膜23的顶表面232之间的倾斜角度α2。然而，应当理解，可对本公开的实施例进行许多改变及修改。倾斜角度α1、α2及α3可在约5度至约89度之间的范围内。只要已知并控制倾斜角度，任何倾斜角度均为可能的。在一些实施例中，挠性层20的金属薄膜23、25及27中至少一者的底表面并未由下方的压电薄膜22、24及26完全覆盖。相反地，金属薄膜23、25及27中由下方压电薄膜22、24及26所暴露的底表面，其底表面由间隔结构所覆盖。例如，如图2中所示，金属薄膜23、25及27具有远端部分235、255及275相邻于沟槽13的倾斜侧壁132。对应于金属薄膜23的远端部分235的金属薄膜23的底表面231并未由压电薄膜22完全覆盖，且远端部分235是通过间隔结构31所支撑。此外，对应于金属薄膜25的远端部分255的金属薄膜25的底表面251并未由压电薄膜24完全覆盖，且远端部分255是由间隔结构32所支撑。再者，对应于金属薄膜27的远端部分275的金属薄膜27的底表面271并未由压电薄膜26完全覆盖，且远端部分275是由间隔结构33所支撑。在本公开中，将金属薄膜的远端部分界定成金属薄膜的一部分，该部分具有底表面不与压电薄膜接触且与间隔结构直接接触。在一些实施例中，远端部分235、255及275中的至少两者在平行于基底层21的延伸方向上具有不同的延伸长度。例如，如图2中所示，远端部分235在沿着基底层21延伸的方向d1上具有延伸长度w1，而远端部分255在方向d1上具有延伸长度w2。金属薄膜25(堆叠较高层)的远端部分255具有延伸长度w2大于金属薄膜23(堆叠较低层)的远端部分235的延伸长度w1。然而，应当理解，可对本公开的实施例进行许多改变及修改。在一些实施例中，在堆叠较高层的金属薄膜具有较短的远端部分。例如，在图2所示的实施例中，远端部分275的延伸长度w3，短于在方向d1上的远端部分235及255的延伸长度w1及w2。在一些实施例中，间隔结构31、32及33中的至少两者具有不同的尺寸。例如，如图2中所示，相邻于金属薄膜25的远端部分255的间隔结构32所具有的尺寸，大于相邻于金属薄膜23的远端部分235的间隔结构31的尺寸。然而，应当理解，可对本公开的实施例进行许多改变及修改。在一些实施例中，在堆叠较高层的间隔结构具有较小的尺寸。例如，在图2所示的实施例中，间隔结构33小于间隔结构31及32。在一些实施例中，沟槽15及17的结构特征与沟槽13的结构特征相似，为简洁起见，简略其描述内容。参考图1，分别在沟槽13、15及17中形成接触件14、16及18，且将接触件14、16及18电性连接至基底金属薄膜212和金属薄膜23、25及27以达成电性连接。在一些实施例中，接触件14、16及18共形地(conformally)形成在沟槽13、15及17中。接触件14、16及18与相应的沟槽13、15及17的倾斜侧壁直接接触，并与间隔结构31、32及33直接接触(参考图2)。参考图3至图13，一系列的截面图绘示形成微机电系统装置的方法的一些实施例。例如，可运用绘示的方法形成图1中的微机电系统装置10。尽管参考图3至图13中所示的截面图描述方法，但应当理解，图3至图13中所示的结构并不限于此方法且无需此方法亦可独立存在。在示范的实施例中，亦进行类似的制程以在微机电系统装置10中形成接触件16及18，且出于简洁的目的，省略了形成接触件16及18的制程。在后续描述中，出于绘示的目的，将压电薄膜22称为第一压电薄膜，压电薄膜24称为第二压电薄膜，压电薄膜26称为第三压电薄膜。此外，将金属薄膜23称为第一金属薄膜，金属薄膜25称为第二金属薄膜，金属薄膜27称为第三金属薄膜。如图3的截面图所绘示，在基底层21上形成第一压电薄膜22。第一压电薄膜22可为或可包括氮化铝(aln)薄膜等，且具有厚度在约0.3微米至约0.7微米的范围内。举例而言，第一压电薄膜22可通过化学气相沉积、物理气相沉积等所形成。在一些实施例中，在第一压电薄膜22的形成后执行电浆处理40。电浆处理40可包括ar电浆处理，透过减少aln的粗糙度来增强压电效率。在一些实施例中，在电浆处理40之后，aln晶体出现损伤，从而导致第一压电薄膜22中顶部部分229的晶体结构发生变化，此晶体结构紧紧相邻第一压电薄膜22的顶表面222。在一些实施例中，在电浆处理之后，第一压电薄膜22的顶部部分229变成非晶形结构。晶体结构的变化可能展现和第一压电薄膜22的其他区域不同的蚀刻速率。如图4的截面图所绘示，在第一压电薄膜22的顶表面222上形成第一金属薄膜23。第一金属薄膜23可为或可包括钼(mo)等，且具有厚度在约至约的范围内。形成第一金属薄膜23为使用适当的沉积技术，例如原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积等。如图5的截面图所绘示，使用适当的微影技术来图案化第一金属薄膜23，以形成开口230。在一些实施例中，图案化是执行蚀刻制程、一些其他合适的图案化制程或前述的任意组合。在一些实施例中，蚀刻制程包括在第一金属薄膜23上形成遮罩236，在遮罩236定位下执行第一金属薄膜23中的蚀刻，并在蚀刻之后移除遮罩236。举例而言，遮罩236可为或可包括光阻、氧化硅、其他合适的遮罩材料或前述的任意组合。如图6的截面图所绘示，通过与形成第一压电薄膜22及第一金属薄膜23类似的制程，在已图案化的第一金属薄膜23上，依序形成第二压电薄膜24、第二金属薄膜25、第三压电薄膜26及第三金属薄膜27，而完成挠性层20的形成。在一些实施例中，第二压电薄膜24的厚度在约0.3微米至约0.7微米的范围内，第三压电薄膜26的厚度在约至约的范围内，第二金属薄膜25及第三金属薄膜27的厚度在约至约的范围内。在一些实施例中，在挠性层20的最后一个金属薄膜(例如金属薄膜27)上形成保护薄膜28。第二压电薄膜24及第三压电薄膜26可为或可包括氮化铝(aln)薄膜等。第二金属薄膜25及第三金属薄膜27可为或可包括钼(mo)等。保护薄膜28可为或可包括氧化层，例如具有厚度在约0.5微米至约1微米范围的热氧化物或化学氧化物。在一些实施例中，在形成金属薄膜25之前，通过电浆处理在第二压电薄膜24的顶部部分249上形成非晶形结构。在一些实施例中，如图6中所示，使用适当的微影技术在第二金属薄膜25中形成开口250，且在第三金属薄膜27中形成开口270。将开口250及开口270配置成与第一金属薄膜23的开口230中心对准。在一些实施例中，在堆叠较高层的金属层具有开口，此开口的宽度大于在堆叠较低层的金属层中开口的宽度。例如，开口230的宽度w4小于开口250的宽度w5，且开口250的宽度w5小于开口270的宽度w6。开口的宽度变化取决于图7a所示的后续制程中形成在挠性层20中的沟槽形状。如图7a的截面图所绘示，经由金属薄膜23、25及27做为遮罩的干蚀刻制程，回蚀挠性层20以形成第一沟槽13a。在一些实施例中，可使用cl2气体或sf6气体进行干蚀刻制程，并对干蚀刻制程进行良好的控制，以保留与基底层21紧紧相邻的一部分最低层压电薄膜。具体而言，如图7a所示的实施例，蚀刻可延伸进入第一压电薄膜22的上表面中，例如在一些实施例中，可延伸进入第一压电薄膜22的50％至大约80％范围的深度。第一沟槽13a的底面131a远离基底层21的顶表面213。第一压电薄膜22在第一沟槽13a的底面131a下方的部分，可在后续制程中间隔结构的形成期间保护基底金属薄膜212不受损伤，从而表现出基底金属薄膜212的稳定电极电阻。如图7b的截面图所绘示，在第一沟槽13a的倾斜侧壁132a上形成孔隙225、245及265。在一些实施例中，第一沟槽13a的底面131a及倾斜侧壁132a由湿蚀刻制程进一步蚀刻。在一些实施例中，压电薄膜22及24中的至少一者经过电浆处理的制程，从而使压电薄膜22及24中顶部部分229、249的蚀刻速率高于压电薄膜22及24中其他部分的蚀刻速率。湿蚀刻制程亦可蚀刻压电薄膜26的顶部部分269。结果上，湿蚀刻制程移除压电薄膜22、24及26的顶部部分229、249及269的侧面部分，从而在顶部部分229、249及269上留下孔隙225、245及265。孔隙225、245及265暴露出金属薄膜23、25及27的一部分底表面，该部分底表面相应于远端部分235、255及275。换言之，金属薄膜23、25及27的远端部分235、255及275并未由下方的压电薄膜22、24及26所支撑。然而，应当理解，可对本公开的实施例进行许多改变及修改。在一些实施例中，压电薄膜26并未经过电浆处理制程，且未形成孔隙265，对应于第三压电薄膜26的第一沟槽13a的侧壁为平坦表面。在一些实施例中，与图7a所示的第一压电薄膜22相比，在湿蚀刻之后，第一沟槽13a的底面131a下方的第一压电薄膜22余留部分变得更薄，但控制此湿蚀刻制程使得第一沟槽13a未暴露下方的基底金属薄膜212。湿蚀刻制程的执行可透过使用浓度为重量百分比80至85的h3po4溶液，在约120℃至约140℃范围内的温度下，执行约10秒至约80秒。在一些实施例中，孔隙的形成导致金属薄膜的一部分未由下方的压电薄膜所支撑，且造成金属薄膜的远端部分弯曲。金属薄膜的弯曲可能导致在沟槽中的接触件损伤，从而严重影响微机电系统装置10的稳定性。为了解决这个问题，在孔隙中填充间隔结构以支撑金属薄膜。具体而言，如图8的截面图所绘示，在第一沟槽13a中形成间隔材料30。间隔材料30覆盖第一沟槽13a的底面131a及倾斜侧壁132a。使用适当的沉积技术形成间隔材料30，例如原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积等。间隔材料30可为或可包括热氧化物或四乙氧基硅烷氧化物，并且具有厚度约至约在一些实施例中，因为间隔材料30具有良好的间隙填充特性，使得间隔材料30填充孔隙225、245及265。如图9的截面图所示，第一沟槽13a的底面131a及倾斜侧壁132a上的间隔材料30由蚀刻制程所移除。控制此蚀刻制程，移除第一沟槽13a的底面131a及倾斜侧壁132a上的间隔材料30，但保留了填充在孔隙225、245及265中的间隔材料30。在后续中，保留在孔隙225、245及265中的间隔材料30称为间隔结构31、32及33。此外，控制此蚀刻制程，使得第一沟槽13a不穿透底面131a下方的部分第一压电薄膜22，且第一沟槽13a不暴露基底金属薄膜212。在一些实施例中，形成在第二压电薄膜24(在堆叠较高层的压电薄膜)中的孔隙245所具有的尺寸，大于形成在第一压电薄膜22(在堆叠较低层的压电薄膜)中的孔隙225的尺寸，且间隔材料30完全填充孔隙225及245。结果上，间隔结构31及32具有不同的尺寸及延伸长度。在一些实施例中，间隔结构32的尺寸大于间隔结构31的尺寸。在一些实施例中，间隔结构32的延伸长度w2(参考图2)大于间隔结构31的延伸长度w1。在一个示范性实施例中，间隔结构32的延伸长度w2约100纳米至约500纳米(例如318纳米)，且间隔结构31的延伸长度w1约100纳米至约500纳米(例如204纳米)。在没有形成孔隙265的情况下，省略间隔结构33。在一些实施例中，尽管没有形成孔隙265，但对应于第三压电薄膜26的第一沟槽13a的侧壁为粗糙的，且因此可在侧壁上形成较小的不平整处。在移除间隔材料30之后，这些较小的不平整处可由间隔材料30所填充。如图10的截面图所绘示，透过执行另一个湿蚀刻制程，在第一沟槽13a的下方形成第二沟槽13b。控制形成第二沟槽13b的湿蚀刻制程，使得第二沟槽13b穿透第一压电薄膜22，以暴露基底金属薄膜212。湿蚀刻制程的执行可使用浓度为重量百分比80至85的h3po4溶液，在约120℃至约140℃范围内的温度下，执行约30秒至约150秒。执行形成第二沟槽13b的湿蚀刻制程的时间，可比形成孔隙225、245及265的湿蚀刻制程的时间更长。第一沟槽13a与第二沟槽13b连通，并统称为沟槽13。在一些实施例中，与沟槽13的倾斜侧壁132相邻的间隔结构31、32及33中至少一者的表面，从倾斜侧壁132突出。例如，如图11中所示，第一压电薄膜22所暴露的间隔结构31的表面310从倾斜侧壁132的第一倾斜区段133突出。在一些实施例中，相邻于孔隙225及245的倾斜侧壁132中至少一部分由间隔结构所覆盖。例如，如图11中所示，相邻于孔隙225的倾斜侧壁132的第一倾斜区段133中一部分由间隔结构31所覆盖。在一些实施例中，间隔结构31的宽度w7及高度w8在约500埃至约2000埃的范围内。在一些实施例中，如图7b中所示，由于在孔隙225及245中形成间隔结构31及32之前，孔隙225及245所暴露的远端部分235及255并未由下方的压电薄膜22及24所支撑，所以远端部分235及255可能变形。例如，如图11中所示，金属薄膜23的远端部分235稍微向下弯曲，且弯曲角度b1可小于5度。如图12的截面图所绘示，在沟槽13中形成接触件14。在一些实施例中，由于在金属薄膜23、25及27下方的孔隙225、245及265是以间隔结构31、32及33所填充，所以在沟槽13中共形地形成接触件14。亦即，接触件14沿着第一倾斜区段133、第一连接区段134、第二倾斜区段135、第二连接区段136、第三倾斜区段137及第三连接区段138延伸。结果上，可防止对接触件14造成的损害，此伤害归因于金属薄膜23、25及27的变形，并改善了微机电系统装置的稳定性。接触件14可为或可包括铝铜(alcu)薄膜，且具有厚度在约0.5微米至约1微米的范围内。如图13的截面图所绘示，移除保护薄膜28。可进行蚀刻制程移除保护薄膜28。在移除保护薄膜28之后，接触件14的端部分141与挠性层20的顶表面202之间隔开。在示范性的一实施例中，端部分141与挠性层20的顶表面202相距约0.5微米至约1微米的距离h1。图14根据一些实施例，以流程图s90绘示制造微机电系统装置10的方法。在步骤s91，在基底层上形成压电薄膜。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图3的全部或部分一致。在步骤s92，在压电薄膜上执行电浆处理。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图4的全部或部分一致。在步骤s93，在压电薄膜上形成金属薄膜。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图5的全部或部分一致。在步骤s94，蚀刻金属薄膜以暴露部分区域的压电薄膜。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图5的全部或部分一致。在步骤s95，蚀刻暴露区域的压电薄膜，以暴露压电薄膜的侧壁，且暴露相邻于压电薄膜的侧壁的金属薄膜的远端部分。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图7a和图7b的全部或部分一致。在步骤s96，在压电薄膜的侧壁上和金属薄膜的远端部分的底表面上形成间隔材料。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图8的全部或部分一致。在步骤s97，移除压电薄膜的侧壁上的间隔材料。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图9的全部或部分一致。在步骤s98，在金属薄膜及压电薄膜的侧壁上形成接触件。举例而言，在一些实施例中，此步骤可与图12的全部或部分一致。本公开的实施例在微机电系统装置的制造制程期间，在压电薄膜上进行电浆处理。由于改善了压电薄膜的粗糙度，因此提高了微机电系统装置的压电效率。尽管由于电浆处理导致的晶体损伤可能会在压电薄膜上形成孔隙，此等孔隙会以间隔结构所填充。因此，可在压电薄膜的沟槽中共形地形成接触件，并避免了接触件的断线问题，从而改善了晶圆合格测试(waferacceptabletest，wat)。根据一些实施例，提供一种制造微机电系统装置的方法。方法包括在基底层上形成压电薄膜及金属薄膜的堆叠，其中压电薄膜及金属薄膜以交替方式配置。方法亦包括在压电薄膜及金属薄膜的堆叠中蚀刻第一沟槽。方法进一步包括在第一沟槽的侧壁形成至少一个孔隙。此外，方法包括在至少一个孔隙中形成间隔结构。方法进一步包括在形成间隔结构之后，在第一沟槽中形成接触件。在一些实施例中，形成孔隙使得孔隙位于压电薄膜中的顶部部分，金属薄膜形成在压电薄膜上。在一些实施例中，方法进一步包括在压电薄膜的顶表面上执行电浆处理，其中在压电薄膜上形成金属薄膜之前，执行电浆处理。在一些实施例中，在压电薄膜及金属薄膜的堆叠中形成第一沟槽，使得在第一压电薄膜上形成第一孔隙，且在第二压电薄膜上形成第二孔隙，且间隔结构填充在第一孔隙及第二孔隙中，其中第二压电薄膜高于第一压电薄膜，且第二孔隙中的间隔结构尺寸大于第一孔隙中的间隔结构尺寸。在一些实施例中，在压电薄膜及金属薄膜的堆叠中形成第一沟槽，使得在第一压电薄膜形成第一孔隙，在第二压电薄膜形成第二孔隙，其中第一孔隙暴露在第一压电薄膜上的第一金属薄膜的远端部分，且第二孔隙暴露在第二压电薄膜上的第二金属薄膜的远端部分，由第一孔隙暴露的第一金属薄膜的远端部分长度大于由第二孔隙暴露的第二金属薄膜的远端部分长度。在一些实施例中，在孔隙中形成间隔结构包括在第一沟槽的侧壁上形成间隔结构的薄膜，间隔结构填充在第一沟槽的侧壁的孔隙，以及移除第一沟槽的侧壁上的间隔结构薄膜，但保留在第一沟槽的侧壁的孔隙中间隔结构。在一些实施例中，第一沟槽不穿透压电薄膜及金属薄膜的堆叠，且方法进一步包括在第一沟槽下方形成第二沟槽以暴露基底层，其中接触件覆盖第一沟槽的侧壁、第二沟槽的侧壁和第二沟槽暴露的部分基底层。在一些实施例中，方法进一步包括在基底压电薄膜上形成基底金属薄膜来制备基底层，其中压电薄膜及金属薄膜的堆叠形成在基底金属薄膜上。根据一些实施例，提供一种制造微机电系统装置的方法。方法包括在基底层上沉积第一压电薄膜，并在第一压电薄膜的第一顶部部分中形成非晶形结构。方法亦包括在第一压电薄膜的第一顶部部分上形成第一金属薄膜，并图案化第一金属薄膜以暴露第一压电薄膜的第一顶部部分。方法进一步包括在第一压电薄膜中蚀刻第一沟槽。此外，方法包括在第一沟槽的侧壁形成第一孔隙，其中第一孔隙位于第一顶部部分，并在第一孔隙中形成间隔结构。方法进一步包括在第一沟槽中形成接触件。在一些实施例中，形成第一沟槽是透过进行干蚀刻制程，且形成第一孔隙是透过进行湿刻蚀制程。在一些实施例中，在第一压电薄膜的第一顶部部分中形成非晶形结构，是透过在第一压电薄膜上执行电浆处理，其中在形成第一金属薄膜之前执行电浆处理。在一些实施例中，方法进一步包括在第一金属薄膜上形成第二压电薄膜，在第二压电薄膜的第二顶部部分中形成非晶形结构，在第二压电薄膜的第二顶部部分上形成第二金属薄膜，图案化第二金属薄膜，以暴露第二压电薄膜的第二顶部部分，在第一压电薄膜及第二压电薄膜中形成第一沟槽，第二孔隙位于第二顶部部分，以及在第二孔隙中形成间隔结构。在一些实施例中，第二压电薄膜的第二孔隙中间隔结构的尺寸，大于第一压电薄膜的第一孔隙中间隔结构的尺寸。在一些实施例中，第一孔隙暴露第一金属薄膜的远端部分，且第二孔隙暴露第二金属薄膜的远端部分，第一孔隙暴露的第一金属薄膜的远端部分长度，大于第二孔隙暴露的第二金属薄膜的远端部分长度。在一些实施例中，第一沟槽不穿透第一压电薄膜，且方法进一步包括在第一沟槽下方形成第二沟槽以暴露基底层，其中接触件覆盖第一沟槽的侧壁、第二沟槽的侧壁及第二沟槽暴露的部分基底层。根据一些实施例，提供一种微机电系统装置。微机电系统装置包括基底层，以及形成在基底层上的压电薄膜和金属薄膜的堆叠。压电薄膜和金属薄膜以交替方式配置。金属薄膜各个包括相邻于压电薄膜的侧壁的远端部分，且金属薄膜的远端部分中至少一者不与压电薄膜接触。微机电系统装置亦包括间隔结构，间隔结构相邻于不与压电薄膜接触的远端部分中至少一者。微机电系统装置进一步包括接触件，接触件覆盖压电薄膜及金属薄膜的堆叠的侧壁并覆盖基底层的一部分。在一些实施例中，间隔结构的长度在约500埃至约2000埃的范围内。在一些实施例中，金属薄膜的远端部分中多于两者不与压电薄膜接触，且和金属薄膜中堆叠较高者的远端部分相邻的间隔结构的延伸长度，大于和金属薄膜中堆叠较低者的远端部分相邻的间隔结构的延伸长度。在一些实施例中，金属薄膜的远端部分中多于两者不与压电薄膜接触，且不与压电薄膜接触的远端部分相邻间隔结构，其中覆盖金属薄膜中堆叠较高者的远端部分的间隔结构尺寸，大于覆盖金属薄膜中堆叠较低者的远端部分的间隔结构尺寸。在一些实施例中，金属薄膜的远端部分中的至少一者向下弯曲。前面概述一些实施例的特征，使得本领域技术人员可更好地理解本公开的观点。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他制程和结构的基础，以实现相同的目的和/或实现与本文介绍的实施例相同的优点。本领域技术人员还应该理解，这样的等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、替换和变更。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
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