[发明专利]MEMS器件及其形成方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2012年1月4日提交的名称为“MEMS Devices andMethods of Forming Same(MEMS器件及其形成方法)”的第61/583,048号美国临时申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及微机电系统(MEMS)器件及其形成方法。

背景技术

微机电系统(“MEMS”)越来越受欢迎，尤其当这种器件被微型化并集成到集成电路制造工艺中时。然而，MEMS器件也将其自身独特的要求引入到集成工艺中。电互连MEMS器件是具有独特挑战的领域。

发明内容

为了解决现有技术问题，根据本发明的一方面，提供了一种形成微机电系统(MEMS)器件的方法，包括：在第一衬底上方形成MEMS结构，其中所述MEMS结构包括可移动元件；在所述第一衬底上方沉积第一导电材料；在第二衬底中蚀刻沟槽；用第二导电材料填充所述沟槽；在所述第二导电材料和所述第二衬底上方沉积第三导电材料；致密化所述第一衬底和所述第二衬底；接合所述MEMS结构和所述第二衬底，其中所述接合在所述第一导电材料和所述第三导电材料之间进行，并且所述接合在所述第一衬底和所述第二衬底之间形成真空室；以及减薄所述第二衬底的背面，其中所述减薄暴露所述沟槽中的第二导电材料。

在所述的方法中，所述第二导电材料是多晶硅。

所述的方法还包括：在所述第二衬底的背面上方沉积再分布层，其中所述再分布层与所述第二导电材料电接触和物理接触；以及在所述再分布层上形成接触凸块。

在所述的方法中，所述第一导电材料是铝铜合金，所述第三导电材料是锗。

在所述的方法中，所述第一导电材料是锗，所述第三导电材料是铝铜合金。

在所述的方法中，形成所述MEMS结构还包括：在所述第一衬底上沉积第一介电层；在所述第一介电层上沉积蚀刻停止层；在所述蚀刻停止层上沉积第二介电层；致密化所述第一介电层、所述蚀刻停止层和所述第二介电层；在所述第二介电层中蚀刻沟槽，其中所述蚀刻在所述沟槽中暴露蚀刻停止层；在所述第二介电层上熔融接合晶圆；在所述晶圆上沉积第三介电层，其中所述第三介电层的厚度在所述MEMS结构和所述第三导电材料之间提供间隙；在所述第三介电层和所述晶圆中蚀刻沟槽，其中所述第三介电层和所述晶圆中的一个或多个沟槽与所述第二介电层中的沟槽对准；在所述第三介电层、所述晶圆和所述第二介电层中的沟槽中沉积多晶硅材料；蚀刻所述晶圆以形成所述可移动元件；以及蚀刻所述第三介电层和所述第二介电层，其中所述蚀刻允许所述可移动元件沿着至少一个轴自由移动。

在所述的方法中，形成所述MEMS结构还包括：在所述第一衬底上沉积第一介电层；图案化所述第一介电层；在所述第一介电层上熔融接合晶圆；在所述晶圆上沉积所述第一导电材料；以及蚀刻所述晶圆以形成所述可移动元件，其中所述蚀刻允许所述可移动元件沿着至少一个轴自由移动。

在所述的方法中，接合所述第一衬底和所述第二衬底采用共晶接合工艺。

在所述的方法中，所述真空室的真空度为约0.1mbar至约100mbar。

所述的方法还包括：在用所述第二导电材料填充所述沟槽之前，在所述第二衬底中蚀刻浅凹槽；在所述浅凹槽中沉积所述第二导电材料；在所述浅凹槽中沉积所述第三导电材料；以及图案化所述第二导电材料和所述第三导电材料从而形成电极，其中所述浅凹槽在所述电极和所述可移动元件之间提供间隙控制。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成MEMS器件的方法，包括：在第一衬底上方形成MEMS结构，其中所述MEMS结构包括可移动元件；在所述MEMS结构上沉积第一导电材料；在第二衬底上方沉积第二导电材料；共晶接合所述MEMS结构和所述第二衬底，其中所述接合在所述第一导电材料和所述第二导电材料之间进行，并且所述接合在所述第一衬底和所述第二衬底之间形成真空室；在所述第二衬底的背面中蚀刻沟槽，其中所述蚀刻暴露所述第二导电材料；以及用多晶硅材料填充所述沟槽，其中所述多晶硅材料与所述第二导电材料电接触和物理接触。