CN104697702A - Mems器件及其形成方法 - Google Patents
Mems器件及其形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104697702A CN104697702A CN201310647709.6A CN201310647709A CN104697702A CN 104697702 A CN104697702 A CN 104697702A CN 201310647709 A CN201310647709 A CN 201310647709A CN 104697702 A CN104697702 A CN 104697702A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lead plate
- battery lead
- mems
- sacrifice layer
- pectination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
一种MEMS器件及其形成方法,MEMS器件包括位于空腔上方的感应膜层上的第一、第二电极板,所述第一、第二电极板垂直于所述衬底表面方向,所述第一、第二电极板在平行所述衬底表面平面上为包括主体部分和多个梳齿部分的梳状,所述梳状的第一电极板、第二电极板相对设置,并且梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分互相交叉排列,使得所述第一电极板、第二电极板形成的平板电容的面积有效增大,提高了MEMS器件的灵敏度,并节约了所述MEMS器件的面积。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种MEMS器件及其形成方法。
背景技术
MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,微电子机械系统)压力传感器,广泛应用于汽车电子中(例如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、柴油机共轨压力传感器);消费电子(如胎压计、血压计、橱用秤、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、业配料称重等)。
目前的MEMS压力传感器通常有两种:压阻式压力传感器和电容式压力传感器,两者都是形成在硅片上的微机械电子传感器。
压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的,具有较高的测量精度、较低的功耗和极低的成本。
参考图1,示出了现有技术一种MEMS电容式压力传感器的剖视图。
在衬底01上设置有第一电极板03和位于第一电极板03上的第二电极板05,以在所述第一电极板03和第二电极板05之间形成空腔02及隔离层04作为隔离,所述第一电极板03和第二电极板05为所述MEMS电容式压力传感器电容的两极板,当MEMS电容式压力传感器受到向下的压力时,所述第一电极板03发生向下的形变,所述第一电极板03和第二电极板05之间的距离变小,根据平板电容公式C=ε*ε0*S/d,所述电容式压力传感器的电容减小,根据所述电容式压力传感器的电容的变化,能够得到所述电容式压力传感器所受压力的大小。
现有的MEMS电容式压力传感器的第一电极板03、第二电极板05平行于所述衬底01设置,为了提高所述电容式压力传感器的灵敏度,目前常用的作法是增大第一电极板03、第二电极板05相对区域的面积,但是在增大第一电极板03、第二电极板05相对区域的面积的同时,MEMS电容式压力传感器所占面积也相应增大,亟待一种MEMS电容式压力传感器在不增大所占面积的情况下提高灵敏度。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种MEMS器件及其形成方法,在不增大MEMS电容式压力传感器所占面积的情况下提高MEMS电容式压力传感器的灵敏度。
为解决上述问题,本发明提供一种MEMS器件的形成方法,包括:
提供衬底,在衬底中形成硅通孔;
在所述硅通孔及衬底表面及形成第一牺牲层;
在所述第一牺牲层及所述衬底表面覆盖感应膜层;
在位于所述第一牺牲层上的感应膜层表面形成第二牺牲层;
在第一牺牲层上的感应膜层上形成两个相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板,所述第一电极板、第二电极板垂直于所述衬底表面方向,所述梳状的第一电极板、第二电极板分别包括主体部分和多个梳齿部分,所述主体部分位于感应膜表面,所述梳齿部分位于第二牺牲层表面,第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行衬底表面方向交叉排布;
去除所述第一牺牲层、第二牺牲层,在所述第一牺牲层所在位置相应形成空腔,在第二牺牲层所在位置相应形成空隙。
可选的,形成两个相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板的步骤包括:
在所述图形化的第二牺牲层及所述感应膜层表面覆盖电极层;
在所述电极层上形成图形化的掩模层,以所述图形化的掩模层为掩模,对所述电极层进行刻蚀,形成第一电极板、第二电极板。
可选的,在形成第一电极板、第二电极板的同时还形成分别位于第一电极板、第二电极板外侧的第一支撑电极、第二支撑电极,所述第一支撑电极、第二支撑电极低于所述第一电极板、第二电极板,所述第一支撑电极与第一电极板相连,所述第二支撑电极与所述第二电极板相连。
可选的,所述梳状的第一电极板、第二电极板的主体部分在平行所述衬底平面上的形状为相互平行的条形。
可选的,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行所述衬底平面上的形状为与所述主体部分垂直的条形。
可选的,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的长度相等。
可选的,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的宽度相等。
可选的,所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距相等。
可选的,所述第一牺牲层、第二牺牲层的材料包括无定形碳、有机抗蚀剂材料或锗硅。
可选的,所述第一牺牲层、第二牺牲层的材料可以为相同材料或不同材料。
可选的,所述感应膜层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅中的一种或几种。
可选的,所述电极层的材料包括金属或多晶硅。
此外,本发明还提供一种MEMS器件,包括:
衬底,位于所述衬底中的硅通孔;
设置于所述衬底上方的感应膜层,感应膜层与衬底中硅通孔的侧壁围成空腔;
位于所述空腔上方的感应膜层上的相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板,第一电极板、第二电极板垂直于所述衬底表面方向,所述梳状的第一电极板、第二电极板分别包括主体部分和多个梳齿部分,所述主体部分位于感应膜表面,所述梳齿部分与感应膜层之间具有空隙,第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行衬底表面方向交叉排布。
可选的,在第一电极板、第二电极板外侧设置有第一支撑电极、第二支撑电极,所述有第一支撑电极、第二支撑电极高度低于第一电极板、第二电极板且分别与第一电极板、第二电极板相连。
可选的,所述梳状的第一电极板、第二电极板的主体部分在平行所述衬底平面上的形状为相互平行的条形。
可选的,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行所述衬底平面上的形状为与所述主体部分垂直的条形。
可选的,所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距相等。
可选的,所述感应膜层的材料为包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅中的一种或几种。
可选的,所述第一电极板、第二电极板的材料包括金属或多晶硅。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
第一、第二电极板位于空腔上方的感应膜层上,所述第一、第二电极板垂直于所述衬底表面方向,所述第一、第二电极板为包括主体部分和多个梳齿部分的梳状,所述主体部分位于感应膜表面,所述梳齿部分与感应膜层之间具有空隙,并且梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分互相交叉排列。
通过这种排列方式,使得在占用衬底面积不增大或第一、第二电极板垂直于所述衬底表面方向的高度不增大的情况下,所述第一电极板、第二电极板形成的平板电容的面积有效增大,并且可以利用所述梳齿部分的形状来调节所述平板电容的大小,节约了所述MEMS器件所占的面积。
进一步,所述梳状的第一电极板、第二电极板的主体部分在平行所述衬底平面上的形状为相互平行的条形,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分在在平行所述衬底平面上的形状为与所述主体部分垂直的条形,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的长度、宽度相等,所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距相等。这样所述梳状的第一电极板、第二电极板的形状比较规则,使得设计人员可以方便的通过调节所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的长度、宽度、数量以及所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距来调节第一电极板、第二电极板形成的平板电容的大小,获得所需要的MEMS器件。
附图说明
图1是现有一种MEMS电容式压力传感器的剖视图;
图2是本发明MEMS器件的形成方法一实施例的流程图;
图3至图13是本发明MEMS器件的形成方法各个步骤的示意图;
图14是本发明MEMS器件的俯视图;
图15是图14沿CC’线的剖视图。
具体实施方式
现有技术中MEMS电容式压力传感器为提高MEMS电容式压力传感器的灵敏度,需要增大MEMS电容式压力传感器所占的面积。
本发明提供一种MEMS器件及其形成方法,第一、第二电极板位于衬底上的感应膜层上表面,所述第一、第二电极板垂直于所述衬底表面方向,所述第一、第二电极板为包括主体部分和多个梳齿部分的梳状,所述梳状的第一电极板、第二电极板相对设置,并且梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分互相交叉排列,通过这种排列模式,使得在占用衬底面积不增大的情况下,所述第一电极板、第二电极板形成的平板电容的面积有效增大,并且可以利用所述梳齿部分的形状来调节所述平板电容的大小,节约了所述MEMS器件所占的面积。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明首先提供一种MEMS器件的形成方法,图2是本发明一种MEMS器件的形成过程的流程图。参考图2,本发明一种MEMS器件的形成过程分为以下步骤:
步骤S1,提供衬底,在衬底中形成硅通孔;
步骤S2,在所述硅通孔及衬底表面及形成第一牺牲层;
步骤S3,在所述第一牺牲层及所述衬底表面覆盖感应膜层;
步骤S4,在位于所述第一牺牲层上的感应膜层表面形成第二牺牲层;
步骤S5,在第一牺牲层上的感应膜层上形成两个相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板,第一电极板、第二电极板垂直于所述衬底表面方向,所述梳状的第一电极板、第二电极板分别包括主体部分和多个梳齿部分,所述主体部分位于感应膜表面且相对设置;所述梳齿部分位于第二牺牲层表面,第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行衬底表面方向交叉排布;
步骤S6,去除所述第一牺牲层、第二牺牲层,在所述第一牺牲层所在位置相应形成空腔,在第二牺牲层所在位置相应形成空隙。
图3至图11是本发明一种MEMS器件的形成过程的示意图,下面结合图3至图11对本发明一种MEMS器件的形成过程进行详细说明。
请参考图3,执行步骤S1,提供衬底100。本实施例中,衬底100为硅衬底。
在提供衬底之后在衬底100中形成硅通孔101,在本实施例中,所述硅通孔101在平行衬底100表面方向上为条状,形成硅通孔101的工艺与现有技术相同,在此不再赘述。
请参考图4,执行步骤S2,在所述衬底100表面及硅通孔101中形成第一牺牲层102,用于定义后续形成的空腔的位置和尺寸。在本实施例中,所述第一牺牲层102的材料为无定形碳,无定形碳的去除工艺简单,对其他层的影响较小,在其他实施例中所述第一牺牲层102的材料还可以为锗硅或有机抗蚀剂材料等其他材料。
具体地,形成第一牺牲层102的步骤包括:通过化学气相沉积法填充硅通孔101直至无定形碳覆盖衬底100表面;再通过光刻去除远离所述硅通孔101的无定形碳,形成露出远离硅通孔101的硅衬底表面的第一牺牲层102。
在本实施例中,所述第一牺牲层102在MEMS器件的剖面上为上宽下窄的“T”形,位于衬底100表面以上的第一牺牲层102的宽度大于硅通孔的宽度,这样的好处在于,后续形成的对应第一牺牲层102的空腔可以更好地反应MEMS器件所受的压力,但本发明对所述第一牺牲层102是否为上宽下窄的“T”形不做限制。
请参考图5,执行步骤S3,在所述第一牺牲层102及第一牺牲层102露出的衬底100表面覆盖感应膜层103。
位于所述第一牺牲层102上方的感应膜层构成MEMS器件中的感应膜片,所述感应膜片的作用是感应外界的压力而发生形变。
在本实施例中,感应膜层103材料为氧化硅,可以采用化学气相沉积法形成。
在其他实施例中,所述感应膜层103的材料还可以为包括氮化硅、碳化硅、氮氧化硅等其他绝缘材料,所述感应膜层103的结构可以为单层结构或堆叠结构。
请参考图6,执行步骤S4,在所述第一牺牲层102上的感应膜层103表面形成第二牺牲层104,所述第二牺牲层104在图6中平行所述衬底100方向上的宽度比所述第一牺牲层小,这样的好处在于,可以使得后续沿第二牺牲层104侧壁形成的两相对设置的电极板之间间距更小,提高MEMS器件的灵敏度。
第二牺牲层104的厚度对应后续第一电极板、第二电极板的多个梳齿部分下的空隙的高度,即梳齿部分下边缘与感应膜层103的距离,通过调节第二牺牲层104的厚度,可以调节梳齿部分下边缘与感应膜层103的距离,改变第一电极板、第二电极板之间相对面积的大小,以调节第一电极板、第二电极板形成的平板电容的大小;通过调节梳齿部分下边缘与感应膜层103的距离,还可以调节第一电极板、第二电极板因受到外力的牵扯而发生形变的灵敏度。
在本实施例中,所述第二牺牲层104的材料为无定形碳,无定形碳的去除工艺简单,对其他层的影响较小,在其他实施例中所述第二牺牲层104的材料还可以为锗硅或有机抗蚀剂材料等其他材料。
需要说明的是,在本实施例中,所述第一牺牲层102的材料与所述第二牺牲层104的材料相同,均为无定形碳,这样的好处在于,可以统一的去除所述第一牺牲层102与所述第二牺牲层104,简化了工艺,在其他实施例中,所述第一牺牲层102的材料与所述第二牺牲层104的材料也可以不相同。
请参考图7,图7示出了所述第二牺牲层104在平行所述衬底100表面平面上的形状,在本实施例中,所述第二牺牲层104在平行所述衬底100表面平面上呈带状。
结合参考图8、图9、图10以及图11,执行步骤S5,在第一牺牲层上的感应膜层上形成两个相对设置的梳状的第一电极板107、第二电极板108。
具体地,如图8所示,先在所述第二牺牲层104及所述感应膜层103表面覆盖电极层105。
在本实施例中,所述电极层105的材料为铜,铜的韧性较好,可以承受比较大的压力而不损伤,在其他实施例中所述电极层105的材料还可以为其他金属,例如钨、铝;所述电极层105的材料还可以是多晶硅。
图9、图10示出了MEMS器件的俯视图,图11为图10沿AA’线的剖视图,如图9所示,在所述电极层上形成图形化的掩模层,所述图形化的掩模层具有对应MEMS器件的第一、第二电极板的梳状图形201。
如图10、图11所示,以所述图形化的掩模层为掩模,对所述电极层105进行刻蚀,在梳状图形201覆盖下的电极层105被完整保留,形成两个垂直于所述衬底表面方向且相对设置的第一电极板107、第二电极板108。
将未在梳状图形201覆盖下的电极层105刻蚀掉一定深度,其中位于第一梳状图形201外侧的残余的电极层105构成具有一定厚度的第一支撑电极106A、第二支撑电极106B,其中梳状图形201内侧的电极层105被刻蚀干净,露出第二牺牲层104的表面。
所述第一支撑电极106A覆盖在第一牺牲层102外侧的感应膜层103表面,与第一电极板107相连;所述第二支撑电极106B覆盖在第一牺牲层102外侧的感应膜层103表面,与第二电极板108相连。
需要说明的是,在本实施例中,第一支撑电极106A、第二支撑电极106B的作用是保证第一电极板107、第二电极板108牢固的附着于感应膜层103表面,在其他实施例中,也可将未在梳状图形201覆盖下的电极层105刻蚀干净,不形成所述第一支撑电极106A、第二支撑电极106B。
所述第一电极板107、第二电极板108呈梳状且高于支撑电极106,第一电极板107包括主体部分107B和多个梳齿部分107A,第二电极板108包括主体部分108B和多个梳齿部分108A,其中所述第一电极板107、第二电极板108的主体部分107B、108B位于第二牺牲层104两侧的感应膜层103表面且分别与第一支撑电极106A、第二支撑电极106B相连,所述多个梳齿部分107A、108A位于第二牺牲层104表面且与主体部分107B、108B相连,第一电极板107、第二电极板108的多个梳齿部分107A、108A在平行衬底表面方向交叉排布。
请参考图12和图13,图13为沿图12中BB’线的剖视图,执行步骤S6,去除所述图形化的第一牺牲层102、第二牺牲层104,在所述第一牺牲层102所在位置相应形成空腔109,在所述第二牺牲层104所在位置相应形成空隙110。
去除第二牺牲层104之后,由于第一电极板107、第二电极板108的多个梳齿部分107A、108A下部为空隙110,即梳齿部分107A、108A底部悬空,更容易因受到外力的牵扯而造成相邻梳齿部分107A、108A之间相对面积的变化,提高第一电极板107、第二电极板108构成的平板电容的灵敏度。
需要说明的是,在本实施例中,第一牺牲层102、第二牺牲层104的材料为无定形碳,所以去除所述第一牺牲层102、第二牺牲层104的工艺选用灰化工艺,在其他实施例中,去除所述第一牺牲层102、第二牺牲层104的工艺还可以选用包括干法刻蚀的其他工艺。
需要说明的是,在本实施例中,所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的主体部分107B、108B在平行所述衬底100平面上的形状为相互平行的条形,所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的梳齿部分107A、108A在平行所述衬底100平面上的形状为与所述主体部分107B、108B垂直的条形,所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的梳齿部分107A、108A的长度、宽度相等,所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的相邻梳齿部分107A、108A之间的间距D1、D2相等。这样所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的形状比较规则,使得设计人员可以方便的通过调节所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的梳齿部分107A、108A的长度、宽度、数量以及所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的相邻梳齿部分107A、108A之间的间距D1、D2来调节第一电极板107、第二电极板108形成的平板电容的大小,获得所需要性能的MEMS器件。
在其他实施例中,第一电极板107、第二电极板108的主体部分107B、108B在平行所述衬底100平面上的形状还可以为不平行的条形;所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的梳齿部分107A、108A在平行所述衬底100平面上的形状还可以不与所述主体部分107B、108B垂直;所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的梳齿部分107A、108A的长度、宽度还可以不相等,所述梳状的第一电极板107、第二电极板108的相邻梳齿部分107A、108A之间的间距D1、D2还可以不相等。
还需要说明的是,若在步骤S5中,在所述带状的第二牺牲层104的两端部也覆盖有电极材料层,则本发明所述的MEMS器件的形成方法还包括步骤:进行电极端部去除,以避免后续形成的第一电极板107、第二电极板108在所述带状的第二牺牲层104的两端部相连接,进行电极端部去除的步骤可以放在步骤S5或者步骤S6的步骤之后。
本发明还提供一种MEMS器件,图14示出了本发明MEMS器件在平行所述衬底平面上的俯视图,图15示出了图4沿CC’线的剖视图,请一并参考图14、图15,本发明所述MEMS器件包括:
衬底100’;
位于所述衬底100’中的硅通孔(未标出);
设置于所述衬底100’上方的感应膜层103’;
感应膜层103’与衬底100’中的硅通孔的侧壁围成的的空腔109’;
位于所述空腔109’上方的感应膜层103’上表面且相对设置的第一电极板107’、第二电极板108’,所述第一电极板107’、第二电极板108’垂直于所述衬底100’表面方向;所述第一电极板107’、第二电极板108’呈梳状,第一电极板107’包括主体部分107B’和多个梳齿部分107A’,第二电极板108’包括主体部分108B’和多个梳齿部分108A’,其中所述第一电极板107’、第二电极板108’的主体部分107B’、108B’位于感应膜层103’表面,所述多个梳齿部分107A’、108A’与感应膜层103’之间具有空隙110’,并且梳状的第一电极板107’、第二电极板108的梳齿部分107A’、108A’互相交叉排布。
本实施例中,在第一电极板107’、第二电极板108’外侧还分别设置有第一支撑电极106A’、第二支撑电极106B’,所述第一支撑电极106A’、第二支撑电极106B’高度低于第一电极板107’、第二电极板108’且分别与第一电极板107’、第二电极板108’相连。
下面结合图14、图15对本实施例MEMS器件的作用及好处进行说明。
由于所述第一电极板107’、第二电极板108’均与位于所述空腔109’上方的感应膜层103’相连接,位于所述空腔109’上方的感应膜层103’构成了本发明MEMS器件的感应膜片111’。
当所述感应膜片111’受到向空腔109’内的压力时,所述第一电极板107’、第二电极板108’受到感应膜片111’的牵扯力,会发生形变,所述第一电极板107’、第二电极板108’之间的间距会减小;所述感应膜片111’受到向空腔109’外的压力时,所述第一电极板107’、第二电极板108’受到感应膜片111的牵扯力,会发生形变,所述第一电极板107’、第二电极板108’之间的间距会增大;第一电极板107’、第二电极板108’之间的间距的变化会影响第一电极板107’、第二电极板108’之间电容的变化,使得本发明所MEMS器件能够反映其受到的向空腔109’内、外受力的大小。
通过梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的梳齿部分107A’、108A’互相交叉的排列模式,使得在占用衬底100’面积不增大或第一电极板107’、第二电极板108’垂直于所述衬底100’表面方向的高度不增大的情况下,所述第一电极板107’、第二电极板108’形成的平板电容的面积有效增大,提高了MEMS器件的灵敏度,节约了所述MEMS器件的面积及垂直于所述衬底100’表面方向的厚度,并且可以利用所述梳齿部分107A’、108A’的形状的变化来调节所述平板电容的大小。
在梳齿部分107A’、108A’与感应膜片111’之间具有空隙110’,使得梳齿部分107A’、108A’底部悬空,更容易因受到外力的牵扯而造成相邻梳齿部分107A’、108A’之间相对面积的变化,提高第一电极板107’、第二电极板108’构成的平板电容的灵敏度。
需要说明的是,在本实施例中,所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的主体部分107B’、108B’在平行所述衬底100’平面上的形状为相互平行的条形。
所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的梳齿部分107A’、108A’在平行所述衬底100’平面上的形状为与所述主体部分107B’、108B’垂直的条形。
所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108的梳齿部分107A’、108A’的长度、宽度相等,所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的相邻梳齿部分107A’、108A’之间的间距D1’、D2’分别相等。
这样所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的形状比较规则,使得设计人员可以方便的通过调节所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的梳齿部分107A’、108A’的长度、宽度、数量以及所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的相邻梳齿部分107A’、108A’之间的间距D1’、D2’来调节第一电极板107’、第二电极板108’形成的平板电容的大小,获得所需要性能的MEMS器件。
在其他实施例中,第一电极板107’、第二电极板108’的主体部分107B’、108B’在平行所述衬底100’平面上的形状还可以为不平行的条形或弧形;所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的梳齿部分107A’、108A’在平行所述衬底100’平面上的形状还可以为不与所述主体部分107B’、108B’垂直的条形或弧形;所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的梳齿部分107A’、108A’的长度、宽度还可以不相等,所述梳状的第一电极板107’、第二电极板108’的相邻梳齿部分107A’、108A’之间的间距D1’、D2’还可以不相等。
在本实施例中,第一支撑电极106A’、第二支撑电极106B’的作用是保证第一电极板107’、第二电极板108’牢固的附着于感应膜层103’表面,在其他实施例中,也可以不设置所述第一支撑电极106A’、第二支撑电极106B’。
本发明MEMS器件可以由本发明MEMS器件的形成方法形成,也可以采用其他形成方法形成,本发明对此不作限制。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (19)
1.一种MEMS器件的形成方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供衬底,在衬底中形成硅通孔;
在所述硅通孔及衬底表面形成第一牺牲层;
在所述第一牺牲层及所述衬底表面覆盖感应膜层;
在位于所述第一牺牲层上的感应膜层表面形成第二牺牲层;
在第一牺牲层上的感应膜层上形成两个相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板,所述第一电极板、第二电极板垂直于所述衬底表面方向,所述梳状的第一电极板、第二电极板分别包括主体部分和多个梳齿部分,所述主体部分位于感应膜表面,所述梳齿部分位于第二牺牲层表面,第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行衬底表面方向交叉排布;
去除所述第一牺牲层、第二牺牲层,在所述第一牺牲层所在位置相应形成空腔,在第二牺牲层所在位置相应形成空隙。
2.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,形成两个相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板的步骤包括:
在所述图形化的第二牺牲层及所述感应膜层表面覆盖电极层;
在所述电极层上形成图形化的掩模层,以所述图形化的掩模层为掩模,对所述电极层进行刻蚀,形成第一电极板、第二电极板。
3.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,在形成第一电极板、第二电极板的同时还形成分别位于第一电极板、第二电极板外侧的第一支撑电极、第二支撑电极,所述第一支撑电极、第二支撑电极低于所述第一电极板、第二电极板,所述第一支撑电极与第一电极板相连,所述第二支撑电极与所述第二电极板相连。
4.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述梳状的第一电极板、第二电极板的主体部分在平行所述衬底平面上的形状为相互平行的条形。
5.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行所述衬底平面上的形状为与所述主体部分垂直的条形。
6.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的长度相等。
7.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的宽度相等。
8.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距相等。
9.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述第一牺牲层、第二牺牲层的材料包括无定形碳、有机抗蚀剂材料或锗硅。
10.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述第一牺牲层、第二牺牲层的材料可以为相同材料或不同材料。
11.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述感应膜层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅中的一种或几种。
12.如权利要求1所述的MEMS器件的形成方法,其特征在于,所述电极层的材料包括金属或多晶硅。
13.一种MEMS器件,其特征在于,包括:
衬底,位于所述衬底中的硅通孔;
设置于所述衬底上方的感应膜层,感应膜层与衬底中硅通孔的侧壁围成空腔;
位于所述空腔上方的感应膜层上的相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板,第一电极板、第二电极板垂直于所述衬底表面方向,所述梳状的第一电极板、第二电极板分别包括主体部分和多个梳齿部分,所述主体部分位于感应膜表面,所述梳齿部分与感应膜层之间具有空隙,第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行衬底表面方向交叉排布。
14.如权利要求13所述的MEMS器件,其特征在于,在第一电极板、第二电极板外侧设置有第一支撑电极、第二支撑电极,所述有第一支撑电极、第二支撑电极高度低于第一电极板、第二电极板且分别与第一电极板、第二电极板相连。
15.如权利要求13所述的MEMS器件,其特征在于,所述梳状的第一电极板、第二电极板的主体部分在平行所述衬底平面上的形状为相互平行的条形。
16.如权利要求13所述的MEMS器件,其特征在于,所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行所述衬底平面上的形状为与所述主体部分垂直的条形。
17.如权利要求13所述的MEMS器件,其特征在于,所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距相等。
18.如权利要求13所述的MEMS器件,其特征在于,所述感应膜层的材料为包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅中的一种或几种。
19.如权利要求13所述的MEMS器件,其特征在于,所述第一电极板、第二电极板的材料包括金属或多晶硅。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310647709.6A CN104697702B (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Mems器件及其形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310647709.6A CN104697702B (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Mems器件及其形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104697702A true CN104697702A (zh) | 2015-06-10 |
CN104697702B CN104697702B (zh) | 2017-06-13 |
Family
ID=53345063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310647709.6A Active CN104697702B (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Mems器件及其形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104697702B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112362199A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-12 | 华中科技大学 | 一种介质插入型电容式压力传感器及其制备方法 |
CN113346864A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-03 | 杭州星阖科技有限公司 | 一种体声波谐振器及其制作方法 |
CN116429299A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-07-14 | 之江实验室 | 一种可晶圆系统集成的压力传感芯片制造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1660691A (zh) * | 2004-02-25 | 2005-08-31 | 索尼株式会社 | 流体驱动装置、静电驱动流体排出装置及其制造方法 |
CN101614604A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-30 | 西北工业大学 | 基于滑膜差动结构的硅谐振式压力传感器及其制作方法 |
CN103115703A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-05-22 | 西北工业大学 | 基于硅通孔技术的微型电容式壁面剪应力传感器及其制作方法 |
US20130137958A1 (en) * | 2006-08-29 | 2013-05-30 | California Institute Of Technology | Microfabricated implantable wireless pressure sensor for use in biomedical applications and pressure measurement and sensor implantation methods |
-
2013
- 2013-12-04 CN CN201310647709.6A patent/CN104697702B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1660691A (zh) * | 2004-02-25 | 2005-08-31 | 索尼株式会社 | 流体驱动装置、静电驱动流体排出装置及其制造方法 |
US20130137958A1 (en) * | 2006-08-29 | 2013-05-30 | California Institute Of Technology | Microfabricated implantable wireless pressure sensor for use in biomedical applications and pressure measurement and sensor implantation methods |
CN101614604A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-30 | 西北工业大学 | 基于滑膜差动结构的硅谐振式压力传感器及其制作方法 |
CN103115703A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-05-22 | 西北工业大学 | 基于硅通孔技术的微型电容式壁面剪应力传感器及其制作方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112362199A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-12 | 华中科技大学 | 一种介质插入型电容式压力传感器及其制备方法 |
CN113346864A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-03 | 杭州星阖科技有限公司 | 一种体声波谐振器及其制作方法 |
CN116429299A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-07-14 | 之江实验室 | 一种可晶圆系统集成的压力传感芯片制造方法 |
CN116429299B (zh) * | 2023-06-12 | 2023-09-22 | 之江实验室 | 一种可晶圆系统集成的压力传感芯片制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104697702B (zh) | 2017-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101564160B1 (ko) | 빗형 mems 디바이스 및 빗형 mems 디바이스를 제조하는 방법 | |
JP4732902B2 (ja) | 湿度センサおよびそれを有する半導体装置 | |
CN103373698B (zh) | 制作mems惯性传感器的方法及mems惯性传感器 | |
CN112362199B (zh) | 一种介质插入型电容式压力传感器及其制备方法 | |
EP2762864A1 (en) | Membrane-based sensor device and method for manufacturing the same | |
CN107515060B (zh) | 一种电容式压力传感器、线性补偿方法及制备方法 | |
CN106092430B (zh) | 一种梳齿电容式压力传感器 | |
CN105229438B (zh) | 改进的压力传感器 | |
KR20170036061A (ko) | 정전용량형 압력 센서용 부유 멤브레인 | |
CN105092069B (zh) | 用于电容式温度计的系统和方法 | |
CN104697702A (zh) | Mems器件及其形成方法 | |
CN105300540B (zh) | 集成一体化温度湿度传感器芯片的制造方法 | |
CN103837290B (zh) | 高精度的电容式压力传感器 | |
JP2008026178A (ja) | 触覚センサ装置 | |
CN105021328B (zh) | Cmos工艺兼容的压阻式压力传感器及其制备方法 | |
US20180201499A1 (en) | Micro-electro-mechanical device having low thermal expansion difference | |
US20120048019A1 (en) | Highly sensitive capacitive sensor and methods of manufacturing the same | |
CN102515087A (zh) | 流量传感器的制造方法 | |
EP2796844B1 (en) | Mems capacitive pressure sensor | |
CN102590291A (zh) | 一种改进型湿度传感器的制作方法 | |
CN105371878B (zh) | 一种环境传感器及其制造方法 | |
WO2011149331A1 (en) | Capacitive humidity sensor and method of fabricating thereof | |
CN213364087U (zh) | 一种应用于电子终端产品的电容式mems压力传感器 | |
JP6356659B2 (ja) | センサモジュール及びセンサモジュールの製造方法 | |
CN202433336U (zh) | 一种具有温漂补偿的电容湿度传感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |