[发明专利]一种MEMS器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种MEMS器件及其制造方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上依次形成牺牲层和悬臂梁层；依次刻蚀所述悬臂梁层、牺牲层和半导体衬底，以形成第一沟槽；填充所述第一沟槽，以形成固定齿；执行刻蚀，以在所述悬臂梁层和固定齿中形成第二沟槽；填充所述第二沟槽；去除所述牺牲层。与现有工艺相比，本发明提出的MEMS器件的制造方法，可降低悬臂梁的根部发生断裂的风险，并使悬臂梁结构更加稳固。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种MEMS器件及其制造方法。

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MEMS微机械结构中，悬臂梁结构是应用相当广泛的一种结构，依靠悬臂梁上下振动，导致空间电容的变化，从而引起信号的变化，达到结构设计的目的。现有悬臂梁的制作工艺通常包括以下步骤：首先，通过沉积工艺在半导体基体上形成牺牲材料，然后在牺牲材料上采用沉积工艺形成悬臂梁材料，最后采用腐蚀或刻蚀等方法去除悬臂梁材料下方的牺牲材料。然而，由于悬臂梁长度要远大于梁的高和宽，长度较长的微悬臂梁结构在受到振动冲击载荷容易引起共振而导致梁的应力水平和位移变化较大，特别是在简谐振动载荷作用下，振动强度越大，悬臂梁根部弯曲转矩越大，使得悬臂梁存在根部断裂的风险。

因此，有必要提出一种MEMS器件及其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种MEMS器件的制作方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上依次形成牺牲层和悬臂梁层；

依次刻蚀所述悬臂梁层、牺牲层和半导体衬底，以形成第一沟槽；

填充所述第一沟槽，以形成固定齿；

执行刻蚀，以在所述悬臂梁层和固定齿中形成第二沟槽；

填充所述第二沟槽；

去除所述牺牲层。

示例性地，所述第二沟槽为环形结构。

示例性地，还包括：

依次刻蚀所述第二沟槽填充物以及悬臂梁层，以形成通孔，以及

填充所述通孔。

示例性地，所述通孔的填充物为锗硅。

示例性地，所述第二沟槽的填充物为SiN。

示例性地，所述第二沟槽为鳍式结构。

示例性地，所述鳍式结构包括沿悬臂梁方向设置的第一鳍片，以及与所述第一鳍片交叉的第二鳍片。

示例性地，所述第二沟槽的填充物为锗硅。

示例性地，所述固定齿的材料为锗硅。

示例性地，所述悬臂梁层的材料为锗硅。

示例性地，所述牺牲层的材料为锗。

示例性地，所述悬臂梁层上还形成有停止层。

本发明还提供一种MEMS器件，其特征在于，包括：

半导体衬底；