[发明专利]一种MEMS器件及其制备方法、电子装置

说明书

本发明涉及一种MEMS器件及其制备方法、电子装置。所述MEMS器件包括：基底；振膜，位于所述基底的上方；背板，位于所述振膜的上方；空腔，位于所述振膜和所述背板之间；其中，在与所述振膜相对的所述背板的表面上形成有若干向所述振膜方向延伸的停止结构，所述停止结构呈中空的环形形状。本发明中新的停止结构设计(design Stopper)采用更细的环形结构，能有效的减少整体的接触面积。减少粘合力，在振膜(下极板)灵敏度相同的情况下，新结构的可靠性更好。此外，本申请还优化了停止结构的图样的密度设计，四周密集的分布，中间的稀疏分布，能更有效的防止下极板中间区域的失效。

技术领域

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，MEMS传感器广泛应用于汽车电子：如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子：如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子：如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等，电子音像领域：麦克风等设备。

其中，麦克风是一种能把声音能量转化为电能的传感器件，电容器(Condenser)MEMS麦克风原理就是通过声压引起振动模的振动，进而改变电容而引起电压的改变。当今，随着科技的发展与需求的不断增长，人们对电容器(Condenser)MEMS麦克风的需求量也越来越多，特别是高灵敏度的麦克风需求。

MEMS麦克风主要结构有振膜(VP)、空气间隙(Gap)和背板组成，其中背板有电极PE(形成电容的电极)和SiN(固定背板以及形成停止结构Stopper)组成，其中停止结构(stopper)(SIN材料)作用是防止振膜在振动时与背板粘连，保护振膜。

在麦克风产品HTB可靠性测试中，发现灵敏度越高的样品，其失效率会越高。进行3D轮廓(profile)分析失效的样品，发现振膜下极板已经与上极板完全贴合。测试中由于外加偏压的作用，会使得电容器上下极板由于电场的作用相互吸引而发生形变(平行板执行器原理)，当上下极板的电压达到18V时(吸合电压为18V)，VP会接触上极板的停止结构(stopper)，当粘合力大于下极板回复力时，与停止结构(stopper)接触后发生粘连无法恢复，造成可靠性失效。下极板灵敏度越高其回复力就越小，越容易导致粘连，所以为了稳定的产品可靠性，大大限制了产品的灵敏度窗口(window)。

为了解决上述问题需要对目前所述MEMS麦克风及其制备方法作进一步的改进。

发明内容

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。

本发明提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件包括：

基底；

振膜，位于所述基底的上方；

背板，位于所述振膜的上方；

空腔，位于所述振膜和所述背板之间；

其中，在与所述振膜相对的所述背板的表面上形成有若干向所述振膜方向延伸的停止结构，所述停止结构呈中空的环形形状。