[发明专利]互补金属氧化物-半导体和MEMS传感器的异质集成

权利要求书

1.一种形成器件的方法，包括：

提供CMOS衬底，所述CMOS衬底制备有

具有CMOS组件的互补金属氧化物半导体(CMOS)区，

具有用于互连所述CMOS组件的互连件的BE电介质，以及

具有MEMS模块下部的MEMS层下部，其中，所述MEMS模块的下部在其顶表面上包括CMOS衬底键合层；

提供MEMS衬底，所述MEMS衬底制备有具有MEMS模块上部的MEMS层上部，其中所述MEMS模块上部包括其上设置有MEMS保护层的MEMS结构，所述MEMS保护层用作MEMS衬底键合层；

通过键合所述CMOS衬底键合层和所述MEMS衬底键合层在一起将所述CMOS衬底键合至所述MEMS衬底，以形成集成衬底堆叠；

从所述集成衬底堆叠中去除所述MEMS衬底，从而形成CMOS集成堆叠；以及

对CMOS集成堆叠的后集成处理，以完成所述器件，所述器件是与MEMS模块集成的CMOS器件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述MEMS模块的下部包括

在BE电介质上形成的基底电介质层，

基底电介质层的反射器，

在基底电介质层上形成的牺牲层，以及

牺牲层上的CMOS键合层；和

所述MEMS模块上部包括

所述MEMS衬底上的MEMS刻蚀停止层，

所述MEMS刻蚀停止层上的图案化MEMS结构层，其中，所述图案化MEMS结构层形成MEMS结构；

设置在所述MEMS结构上方的MEMS电介质层，所述MEMS电介质层填充所述MEMS结构的间隙并覆盖所述MEMS结构，所述MEMS电介质层用作所述MEMS衬底键合层。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，后集成处理包括形成将所述MEMS结构耦合至所述CMOS组件的MEMS至CMOS(MC)接触件，其中，所述MC接触件从所述MEMS结构延伸穿过所述MEMS模块至所述BE电介质的互连件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括进行释放刻蚀以去除牺牲层，以在所述MEMS结构与所述MEMS模块底部的基底层之间形成下部传感器腔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括向MEMS电介质层提供机械支撑以维持下部传感器腔的MEMS至CMOS(MC)MC接触件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述MEMS模块包括热电IR传感器。

7.一种形成器件的方法，包括：

提供CMOS衬底，所述CMOS衬底制备有

具有CMOS组件的互补金属氧化物半导体(CMOS)区，

具有用于互连所述CMOS组件的互连件的BE电介质，以及

所述BE电介质上的CMOS衬底键合层；以及

提供MEMS衬底，所述MEMS衬底制备有

至少一具有MEMS模块的MEMS层上部，以及

位于所述至少一MEMS层上部的顶表面上的MEMS衬底键合层；

通过将CMOS衬底键合层和MEMS衬底键合层键合在一起以将CMOS衬底键合到MEMS衬底，以形成集成衬底堆叠；

从集成衬底堆叠中去除MEMS衬底，从而形成CMOS集成堆叠；以及

CMOS集成堆叠的后集成处理，以完成器件，所述器件是与MEMS模块集成的CMOS器件。