CN105523519A - Mems器件及其形成方法 - Google Patents
Mems器件及其形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105523519A CN105523519A CN201410513657.8A CN201410513657A CN105523519A CN 105523519 A CN105523519 A CN 105523519A CN 201410513657 A CN201410513657 A CN 201410513657A CN 105523519 A CN105523519 A CN 105523519A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cantilever beam
- semiconductor base
- layer
- groove
- fixed teeth
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 60
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 29
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 9
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 7
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims description 4
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 5
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
本发明提供一种MEMS器件及其形成方法。MEMS器件包括半导体基底、形成于半导体基底表面的凹槽和位于半导体基底上的悬臂梁。悬臂梁的悬空端悬空在半导体基底凹槽的上方，固定端固定在半导体基底表面；在悬臂梁的固定端上，由靠近凹槽至远离凹槽方向上至少设有两根固定齿，固定齿嵌于半导体基底表面以将悬臂梁固定在半导体基底内。使用时，悬臂梁的悬空端振动后，所产生的力分散至各个固定齿上，各个固定齿与半导体基底间形成多个受力点，且固定齿之间形成牵制，从而降低悬臂梁固定端出现振动，且可降低悬臂梁悬空端振动引起的力集中在固定端一个点上而致使该点受力过大而引起悬臂梁断裂的几率，提高悬臂梁的韧性，以及稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体涉及一种MEMS器件及其形成方法。
背景技术
微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-Systems，简称MEMS)是利用微细加工技术在芯片上集成传感器、执行器、处理控制电路的微型系统。
MEMS的高度集成组件通常需要在半导体衬底中形成空腔，并在空腔上方形成一端固定在半导体衬底上另一端悬空的悬臂粱，所述悬臂梁还与其他元器件连接。如在MEMS电容器件中，所述空腔的上方还形成有与所述悬臂梁相对的电容片，MEMS使用过程中，所述电容片和悬臂梁组成电容器的两个电极板，并且悬臂梁可以上下振动从而使所述电容器的电容发生变化，以实现信号的传递。
现有的MEMS器件制备工艺包括：
参考图1所示，先在半导体衬底10上形成牺牲层13，刻蚀所述牺牲层13露出部分半导体衬底10后，在所述牺牲层13和半导体衬底10上形成悬臂梁材料层；并在刻蚀去除部分的悬臂梁材料层形成悬臂梁12，并同时露出部分牺牲材料层11后；参考图2，在去除所述牺牲材料层13后，在所述悬臂梁12一端下方形成空腔14，所述悬臂梁12第一端悬空在所述空腔14上方，所述悬臂梁12另一端固定在半导体衬底10上，用以连接半导体衬底10内的其他元器件。
现有的MEMS器件制备工艺中，为了提高悬臂梁振动灵敏度，进而提高MEMS器件的灵敏度，现有悬臂梁都采用一体式的方式制成，如图1中，悬臂梁采用一层所述悬臂梁材料层刻蚀而成。此外，为了进一步提高MEMS器件的灵敏度，现有技术通常采用增加悬臂梁的长度、降低悬臂梁的厚度或是在悬臂梁上增加质量块等方式以提高悬臂梁的振动频率，进而实现提高悬臂梁振动灵敏度的目的。
然而，在实际使用过程中，随着悬臂梁的灵敏度增加，悬臂梁的断裂概率也随着增加，从而降低了MEMS器件性能，甚至导致MEMS器件失效。
为此，如何解决悬臂梁易断的问题是本领域技术人员亟需解决的问题。
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，以降低悬臂梁断裂的几率。
为解决上述问题，本发明提供一种MEMS器件的形成方法，包括：
提供半导体基底；
在所述半导体基底中形成凹槽：
在所述凹槽内填充牺牲层；
刻蚀所述半导体基底表面，在所述半导体基底内由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向上形成至少两个开孔；
在所述开孔内、半导体基底表面以及牺牲层表面形成悬臂梁材料层，位于所述开孔内的悬臂梁材料层用于形成固定齿；
刻蚀位于半导体基底表面的所述悬臂梁材料层，在所述牺牲层和半导体基底上方形成悬臂梁，且所述悬臂梁的一端位于所述牺牲层表面；
去除所述牺牲层，使得所述悬臂梁原先位于所述牺牲层上的一端悬空。
可选地，去除所述牺牲层的步骤包括：采用湿法清洗去除所述牺牲层。
可选地，所述牺牲层材料为锗，所述悬臂梁材料层的材料为多晶硅；
所述湿法清洗采用的清洗剂为双氧水。
可选地，所述半导体基底包括衬底以及位于所述衬底上的器件层；
在所述半导体基底中形成凹槽的步骤包括：在所述器件层内形成能露出部分衬底的凹槽。
可选地，刻蚀所述半导体基底，在所述半导体基底内形成至少两个开孔的步骤包括：在所述半导体基底内，由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向上形成两个或三个所述开孔。
可选地，刻蚀所述半导体基底，在所述半导体基底内形成至少两个开孔的步骤包括：在所述半导体基底内，由由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向形成数量大于两个的多个所述开孔，且相邻两个开孔间的间距相同。
本发明还提供了一种MEMS器件，包括：
半导体基底，形成于所述半导体基底内的凹槽；
位于所述半导体基底上的悬臂梁，所述悬臂梁位于所述凹槽上方的一端为悬空端，所述悬臂梁固定在所述半导体基底的上一端为固定端；
在所述固定端上，沿靠近所述凹槽至远离所述凹槽的方向至少设有两根固定齿，所述固定齿嵌于所述半导体基底中，用于将所述悬臂梁固定在所述半导体基底中。
可选地，在所述悬臂梁的固定端上设有两根所述固定齿；或者，在所述悬臂梁的固定端上设有三根所述固定齿。
可选地，在所述悬臂梁的固定端上设有数量大于两根的固定齿，且相邻两根固定齿间的间距相同。
可选地，所述悬臂梁的材料为多晶硅或锗硅材料。
可选地，所述半导体基底包括衬底以及位于所述衬底表面的器件层；
所述凹槽位于所述器件层内，且所述凹槽露出部分所述衬底；
所述固定齿嵌于所述器件层内。
可选地，所述固定齿嵌于所述器件层内，且所述固定齿贯穿所述器件层。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
MEMS器件的悬臂梁的固定端上，由靠近所述凹槽至远离所述凹槽方向上至少设有两根固定齿，所述固定齿嵌于所述半导体基底表面以将所述悬臂梁固定在所述半导体基底表面。相比于现有的悬臂梁悬空端振动时产生的力集中于悬臂梁固定部的悬臂梁单一的支点上，而导致该单一的支点承受过大的力，本发明中，所述悬臂梁的悬空端振动后，所产生的力分散至各个所述固定齿上，各个固定齿与半导体基底形成多个受力点，且固定齿之间形成牵制关系以分担各固定齿之间受到的力，从而提高了悬臂梁的韧性以及稳定性，降低了悬臂梁因某一点受力过大而断裂的几率。
在MEMS器件的形成方法中，在所述半导体基底内形成牺牲层后，由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向上形成至少两个开孔，之后向所述开孔内、半导体基底表面以及牺牲层表面形成悬臂梁材料层，后续刻蚀所述悬臂梁材料层形成悬臂梁后，位于所述开孔内的悬臂梁材料层为悬臂梁固定端的固定齿，所述悬臂梁通过嵌于所述半导体基底内的多根固定齿固定在所述半导体基底上。采用本发明形成方法所形成的悬臂梁在悬空端振动后，所产生的力分散至各个所述固定齿上，各个固定齿与半导体衬基底形成多个受力点，且固定齿之间形成牵制关系以分担各固定齿之间受到的力，从而提高了悬臂梁的韧性以及稳定性，降低了悬臂梁因某一点受力过大而断裂的几率。
附图说明
图1和图2是现有技术MEMS器件的空腔的形成过程示意图；
图3至图10是本发明MEMS器件的形成方法一实施例的结构示意图；
图11为本发明MEMS器件另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所述，在MEMS器件中，为了提高悬臂梁振动灵敏度，现有悬臂梁多采用一体式结构，此外，还可通过增加悬臂梁的长度，降低悬臂梁的厚度、以及在悬臂梁上增加质量块等方式以提高悬臂梁振动的频率和幅度，进一步提高悬臂梁的灵敏度，进而提高MEMS器件的灵敏度。然而，现有的悬臂梁在使用过程中，易出现断裂等缺陷，从而降低了MEMS器件性能。
分析其原因：在悬臂梁悬空端进行上下往返简谐振动过程中，悬臂梁悬空端的振动产生的力会传递至悬臂梁固定在半导体衬底的根部，引起悬臂梁固定在半导体衬底根部端响应，参考图2，并在所述悬臂梁悬空和固定部的连接点A处(即悬臂梁的支点处)形成较大的作用力点，承受悬臂梁振动而产生的弯曲转矩。而且悬臂梁根部响应激烈的强度和悬空端振动频率和振幅有关，振动的频率越高，振幅越大，悬臂梁根部响应越激烈，悬臂梁的支点受到的弯曲转矩越大，进而使悬臂梁根部端的断裂的风险加大。
此外，现有的悬臂梁常采用单晶硅、多晶硅，锗硅等脆性材料制成，悬臂梁承材料承受力的强度减小，进而增大了悬臂梁发生断裂的几率。
为此，本发明提出一种MEMS器件及其形成方法。
所述MEMS器件的形成方法包括：在所述半导体基底中形成凹槽，之后在所述凹槽内填充牺牲层；刻蚀所述半导体基底表面，在所述半导体基底内由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向上形成至少两个开孔；在所述开孔内、半导体基底表面以及牺牲层表面形成悬臂梁材料层，位于所述开孔内的悬臂梁材料层为固定齿；刻蚀位于半导体基底表面的所述悬臂梁材料层，在所述牺牲层和半导体基底上方形成悬臂梁，且所述悬臂梁的一端位于所述牺牲层表面；去除所述牺牲层后，在半导体基底上形成凹槽，且形成的悬臂梁中，原先位于牺牲层上一端为悬臂梁的悬空端，另一端为悬臂梁的固定端。
通过上述技术方案形成的MEMS器件中，在悬臂梁的固定端，沿靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向上形成至少两个固定齿，所述悬臂梁通过所述固定齿固定在半导体基底中。相比于现有的悬臂梁悬空端振动时产生的力集中于悬臂梁固定部的悬臂梁单一的支点上，而导致该单一的支点承受过大的力。本发明提供的所述MEMS器件的悬臂梁的悬空端振动后，所产生的力分散至各个所述固定齿上，各个固定齿与半导体衬基底形成多个受力点，且固定齿之间形成牵制关系以分担各固定齿之间受到的力，从而提高悬臂梁的韧性，以及稳定性，降低悬臂梁因某一点受力过大而断裂的几率。
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MEMS器件及其形成方法的具体实施例做详细的说明。
图3至图10为本发明MEMS器件的形成方法的一个实施例的结构示意图。
本实施例提供的半导体结构的形成方法，包括：
先参考图3，提供半导体基底20。
本实施例中，所述半导体基底20包括衬底21，以及位于所述衬底21上的器件层22。
所述衬底21的材料包括硅衬底、锗硅衬底或绝缘体上硅衬底等其它衬底。此外，所述半导体基底20还包括设置于所述衬底21内或是设置于所述衬底21表面的半导体元器件，所述半导体元器件包括晶体管以及金属互连结构等。本发明对所述衬底21的类型、材料，以及结构并不做限定。
所述器件层22用于形成MEMS器件的空腔，以及用于固定悬臂梁。所述器件层22的材料以及厚度根据需要形成的凹槽的结构、悬臂梁的材料，以及后续如湿法刻蚀等工艺确定。
本实施例中，所述器件层22的材料为锗硅材料(SiGe)。
继续参考图3，刻蚀所述半导体基底20，在所述半导体基底20内形成凹槽30。在后续MEMS器件中，所述凹槽30用于形成MEMS器件中的空腔结构。
本实施例中半导体基底20包括衬底21和器件层22，刻蚀所述半导体基底20形成凹槽30的步骤为：刻蚀所述半导体基底20的器件层22，在所述器件层22内形成所述凹槽30。
本实施例中，所述凹槽30贯穿所述器件层22，所述凹槽30露出所述衬底21。
刻蚀所述器件层22的具体步骤包括：先在所述器件层22上形成掩模层结构(包括光刻胶掩模和硬掩模等结构)，之后以所述掩模层结构为掩模刻蚀所述器件层22，至露出所述衬底21。刻蚀所述器件层22的工艺为本领域成熟工艺，在此不再赘述。
接着参考图4，在所述凹槽30内填充牺牲层31，且所述牺牲层31的表面与所述器件层22的表面齐平。
向所述凹槽30内填充所述牺牲层31的具体步骤包括：在凹槽30内填充牺牲材料层，使牺牲材料层还部分覆盖在所述半导体基底20上；之后，采用化学机械研磨(CMP)等平坦化工艺，去除所述器件层22上过多的牺牲材料层，使得所述凹槽30内的牺牲材料层表面与所述器件层22的表面齐平，从而形成填充满所述凹槽30的牺牲层31。
本实施例中，所述牺牲层31的材料为锗(Ge)。但本发明对于所述牺牲层31的材料并不做限定。
接着参考图5，在所述器件层22和所述牺牲层31上形成掩模层23。所述掩模层23覆盖所述牺牲层31。所述掩模层23包括光刻胶掩模或硬掩模等结构。本发明对于所述掩模层23的材料以及结构并不做限定。
参考图6，以所述掩模层23为掩模刻蚀所述器件层22，在所述器件层22内形成至少两个开孔24，且所述至少两个开孔24沿着靠近所述牺牲层31至远离所述牺牲层31的方向排列。
本实施例中，在所述器件层22内，沿靠近所述牺牲层31至远离所述牺牲层31的方向，设有三个所述开孔24。
本实施例中，所述三个开孔24中，相邻两个开孔24间的距离相等。
后续在形成悬臂梁的工艺中，所述开孔24用于形成悬臂梁的固定齿，相邻的两个开孔24间的距离相等，使得后续形成的固定齿之间的间距相等，进而可使悬臂梁固定在所述器件层22内的部分受力更为均匀。
本实施例中，所述开孔24贯穿所述器件层22，以露出所述衬底21的表面。所述开孔24后续用于形成悬臂梁的固定齿，所述开孔24的位置根据实际形成的MEMS器件的需要，与所述衬底21内部或是表面的半导体元器件对应。
需要说明的是，在形成开孔24之后，去除所述掩模层23。
结合参考图7，在所述器件层22的开口24内、所述器件层22和牺牲层31的表面形成悬臂梁材料层25。所述悬臂梁材料层25用于形成悬臂梁，且所述开孔24内的悬臂梁材料层为后续形成的悬臂梁的固定齿。
本实施例中，所述悬臂梁材料层25的材料为多晶硅，形成工艺为化学气相沉积(PhysicalVaporDeposition，PVD)。
在除本实施例外的其他实施例中，所述悬臂梁材料层25的材料可以是锗硅等材料，本发明对所述悬臂梁材料层25的材料并不做限定。
结合参考图8和图9，其中，图8为刻蚀悬臂梁材料层25后形成的悬臂梁的俯视图，图9为图8中沿A-A向的剖视图。
刻蚀所述悬臂梁材料层25，在所述牺牲层31和器件层22上形成悬臂梁，且使得悬臂梁的一端位于所述牺牲层31上方。其中，位于所述牺牲层31上方的一端后续为悬臂梁的悬空端，位于所述器件层22上的部分悬臂梁为悬臂梁的固定端，位于所述器件层22内的开孔24中形成悬臂梁的固定齿261，固定齿261位于所述悬臂梁的固定端上。
参考图8，本实施例中，刻蚀所述刻蚀悬臂梁材料层25后形成的悬臂梁为梳齿状结构，相邻齿部间间隔一段距离。所述梳齿状结构的齿部顶端为悬臂梁的悬空端。所述梳齿状的齿部位于所述牺牲层31上方，且所述齿部的顶端端部在沿齿部延伸方向上能露出所述牺牲层31。
值得注意的是，除本实施例外的其他实施例中，蚀刻所述悬臂梁材料层25后，可具有单齿结构的悬臂梁，且各悬臂梁之间各自独立。本发明刻蚀悬臂梁材料层25后形成悬臂梁的结构并不做限定。
参考图9，位于所述器件层22表面的部分悬臂梁26为悬臂梁26的固定端，位于所述开孔24内的为悬臂梁26的固定齿261。所述悬臂梁26的固定齿261嵌于所述器件层22内。
参考图10所示，在形成所述悬臂梁26后，去除所述牺牲层31，以形成空腔40且使得所述悬臂梁26的悬空端悬空。
本实施例中，去除所述牺牲层31的步骤为：采用湿法清洗去除所述牺牲层31。所述湿法清洗采用的清洗液由梳齿状结构的齿部间的间隙，以及齿部顶端露出额牺牲层为入口，逐渐去除所述牺牲层31。
可选地，所述湿法清洗采用的清洗液为双氧水(H2O2)，从而在去除所述以锗为材料的牺牲层31时，减少以锗硅材料为材料的器件层22和以多晶硅为材料的悬臂梁26的损伤。
本实施例中，先在所述半导体基底内形成凹槽，用于填充牺牲层；并在所述半导体基底的表面，由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向上形成至少两个开孔后，向所述开孔内、半导体基底表面以及牺牲层表面形成悬臂梁材料层。形成与所述开孔内的悬臂梁材料层为固定齿，后续刻蚀所述悬臂梁材料层形成悬臂梁，并去除所述牺牲层还原所述凹槽，且使得悬臂梁的一端悬空位于所述凹槽后，所述悬臂梁通过嵌于所述半导体基底内的多根固定齿固定在所述半导体基底上。采用本发明形成的悬臂梁的悬空端振动后，所产生的力分散至各个所述固定齿上，各个固定齿与半导体衬基底形成多个受力点，且固定齿之间形成牵制关系以分担各固定齿之间受到的力，从而提高悬臂梁的韧性，以及稳定性，降低悬臂梁因某一点受力过大而断裂的几率。
继续参考图10，为本发明提供的MEMS器件一实施例的结构示意图，需要说明的是，所述MEMS器件可采用上述MEMS器件的形成方法制成，但所述MEMS器件的形成方法并不限定于上述MEMS器件的形成方法。
本实施例MEMS器件包括：
半导体基底20，形成于所述半导体基底表面的凹槽；
位于所述半导体基底上的悬臂梁26。所述悬臂梁26包括悬空端，以及与所述悬空端对应的固定端。
本实施例中，所述悬臂梁26的悬空端悬空于所述凹槽上方，固定端位于所述半导体基底22上。所述凹槽被所述悬臂梁26部分遮挡，从而形成MEMS器件的空腔40。
在悬臂梁26的固定端上，由靠近所述凹槽至远离所述凹槽方向上至少设有两根固定齿261，所述固定齿261嵌于所述半导体基底20内以将所述悬臂梁固定在所述半导体基底20中。
本实施例中，所述悬臂梁26的根部包括三根所述固定齿261。
继续参考图10，本实施例中，所述三根固定齿261中，相邻两根固定齿261间的间距相同，从而使得所述悬臂梁261固定端受力更为均匀。
本实施例中，所述半导体基底20包括衬底21以及位于所述衬底21表面的器件层22。所述凹槽位于所述器件层22内，且所述凹槽贯穿所述器件层22，露出所述衬底21。
所述固定齿261贯穿所述器件层22，固定齿261的下端与所述衬底21接触。所述衬底21内部，或是衬底21的表面还可设有金属互连结构或是晶体管等半导体元器件，所述固定齿261的下端抵住所述衬底21，且可根据MEMS器件需要与所述衬底21内的半导体元器件连接。从而将悬臂梁261振动产生的讯号传送至所述衬底21内。
参考图11为本发明MEMS器件的另一实施例，本实施例与MEMS器件的上述实施例的技术方案大致相同，其区别仅在于：
所述悬臂梁27的固定端设有两根固定齿271，所述两根固定齿由靠近所述凹槽41至远离所述凹槽41方向排列。所述凹槽41被所述悬臂梁27部分遮挡，从而形成MEMS器件的空腔。
本发明对所述固定齿271的具体数量并不做限定，所述固定齿261可以是2根、4根、5根甚至更多。
本实施例提供的MEMS器件的悬臂梁的悬空端悬空在半导体基底凹槽的上方，固定端固定在所述半导体基底上；且在所述悬臂梁的固定端，由靠近所述凹槽至远离所述凹槽方向上至少设有两根固定齿，所述固定齿嵌于所述半导体基底内以将所述悬臂梁固定在所述半导体基底中。使用过程中，悬臂梁的悬空端振动后，所产生的力分散至各个所述固定齿上，各个固定齿与半导体基底间形成多个受力点，且各个固定齿之间形成牵制关系以分担各固定齿之间受到的力，从而提高了悬臂梁的韧性以及稳定性，降低了悬臂梁因某一点受力过大而断裂的几率。
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 (12)
1.一种MEMS器件的形成方法，其特征在于，
提供半导体基底；
在所述半导体基底中形成凹槽：
在所述凹槽内填充牺牲层；
刻蚀所述半导体基底表面，在所述半导体基底内由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向上形成至少两个开孔；
在所述开孔内、半导体基底表面以及牺牲层表面形成悬臂梁材料层，位于所述开孔内的悬臂梁材料层用于形成固定齿；
刻蚀位于半导体基底表面的所述悬臂梁材料层，在所述牺牲层和半导体基底上方形成悬臂梁，且所述悬臂梁的一端位于所述牺牲层表面；
去除所述牺牲层，使得所述悬臂梁原先位于所述牺牲层上的一端悬空。
2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，去除所述牺牲层的步骤包括：采用湿法清洗去除所述牺牲层。
3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述牺牲层材料为锗，所述悬臂梁材料层的材料为多晶硅；
所述湿法清洗采用的清洗剂为双氧水。
4.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述半导体基底包括衬底以及位于所述衬底上的器件层；
在所述半导体基底中形成凹槽的步骤包括：在所述器件层内形成能露出部分衬底的凹槽。
5.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，刻蚀所述半导体基底，在所述半导体基底内形成至少两个开孔的步骤包括：在所述半导体基底内，由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向上形成两个或三个所述开孔。
6.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，刻蚀所述半导体基底，在所述半导体基底内形成至少两个开孔的步骤包括：在所述半导体基底内，由靠近所述牺牲层至远离所述牺牲层方向形成数量大于两个的多个所述开孔，且相邻两个开孔间的间距相同。
7.一种MEMS器件，其特征在于，包括：
半导体基底，形成于所述半导体基底内的凹槽；
位于所述半导体基底上的悬臂梁，所述悬臂梁位于所述凹槽上方的一端为悬空端，所述悬臂梁固定在所述半导体基底的上一端为固定端；
在所述固定端上，沿靠近所述凹槽至远离所述凹槽的方向至少设有两根固定齿，所述固定齿嵌于所述半导体基底中，用于将所述悬臂梁固定在所述半导体基底中。
8.如权利要求7所述的MEMS器件，其特征在于，在所述悬臂梁的固定端上设有两根所述固定齿；或者，在所述悬臂梁的固定端上设有三根所述固定齿。
9.如权利要求7所述的MEMS器件，其特征在于，在所述悬臂梁的固定端上设有数量大于两根的固定齿，且相邻两根固定齿间的间距相同。
10.如权利要求7所述的MEMS器件，其特征在于，所述悬臂梁的材料为多晶硅或锗硅材料。
11.如权利要求7所述的MEMS器件，其特征在于，所述半导体基底包括衬底以及位于所述衬底表面的器件层；
所述凹槽位于所述器件层内，且所述凹槽露出部分所述衬底；
所述固定齿嵌于所述器件层内。
12.如权利要求11所述的MEMS器件，其特征在于，所述固定齿嵌于所述器件层内，且所述固定齿贯穿所述器件层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410513657.8A CN105523519B (zh) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | Mems器件及其形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410513657.8A CN105523519B (zh) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | Mems器件及其形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105523519A true CN105523519A (zh) | 2016-04-27 |
| CN105523519B CN105523519B (zh) | 2017-08-25 |
Family
ID=55766102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410513657.8A Active CN105523519B (zh) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | Mems器件及其形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105523519B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108002339A (zh) * | 2016-11-02 | 2018-05-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种mems器件及其制造方法 |
| CN109734047A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种mems器件及其制作方法、显示基板 |
| CN111285324A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-16 | 三桥惠(佛山)新材料有限公司 | 一种mems传感器的悬梁结构 |
| CN111599914A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-28 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 基于弹性梁结构的mems压电声压传感芯片的制备方法 |
| WO2021120572A1 (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 成像模组及其制造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102158788A (zh) * | 2011-03-15 | 2011-08-17 | 迈尔森电子（天津）有限公司 | Mems麦克风及其形成方法 |
| CN102449906A (zh) * | 2010-03-18 | 2012-05-09 | 松下电器产业株式会社 | Mems元件以及mems元件的制造方法 |
| CN102471048A (zh) * | 2009-08-27 | 2012-05-23 | 国际商业机器公司 | 集成电路切换器、设计结构及其制造方法 |
| CN102480285A (zh) * | 2010-11-29 | 2012-05-30 | 中国科学院微电子研究所 | 红外传感器开关器件及其制作方法 |
| CN103848390A (zh) * | 2012-11-30 | 2014-06-11 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有自适应性衬底间接合的mems结构 |
-
2014
- 2014-09-29 CN CN201410513657.8A patent/CN105523519B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102471048A (zh) * | 2009-08-27 | 2012-05-23 | 国际商业机器公司 | 集成电路切换器、设计结构及其制造方法 |
| CN102449906A (zh) * | 2010-03-18 | 2012-05-09 | 松下电器产业株式会社 | Mems元件以及mems元件的制造方法 |
| CN102480285A (zh) * | 2010-11-29 | 2012-05-30 | 中国科学院微电子研究所 | 红外传感器开关器件及其制作方法 |
| CN102158788A (zh) * | 2011-03-15 | 2011-08-17 | 迈尔森电子（天津）有限公司 | Mems麦克风及其形成方法 |
| CN103848390A (zh) * | 2012-11-30 | 2014-06-11 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有自适应性衬底间接合的mems结构 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108002339A (zh) * | 2016-11-02 | 2018-05-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种mems器件及其制造方法 |
| CN108002339B (zh) * | 2016-11-02 | 2019-12-31 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种mems器件及其制造方法 |
| CN109734047A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种mems器件及其制作方法、显示基板 |
| WO2021120572A1 (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 成像模组及其制造方法 |
| CN111285324A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-16 | 三桥惠(佛山)新材料有限公司 | 一种mems传感器的悬梁结构 |
| CN111285324B (zh) * | 2020-02-19 | 2023-03-07 | 三桥惠(佛山)新材料有限公司 | 一种mems传感器的悬梁结构 |
| CN111599914A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-28 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 基于弹性梁结构的mems压电声压传感芯片的制备方法 |
| CN111599914B (zh) * | 2020-05-25 | 2024-01-30 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 基于弹性梁结构的mems压电声压传感芯片的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105523519B (zh) | 2017-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105523519A (zh) | Mems器件及其形成方法 | |
| CN106829846B (zh) | 半导体器件及其制造方法 | |
| US8030112B2 (en) | Method for fabricating MEMS device | |
| CN102173375B (zh) | 电子装置 | |
| JP5913564B2 (ja) | アウトオブプレーンスペーサが画成する電極 | |
| TW201820533A (zh) | 使用犧牲層上平坦表面以整合互補金屬氧化物半導體裝置以及微機電系統裝置的方法 | |
| EP2631939B1 (en) | Method for manufacturing mems device | |
| US11482663B2 (en) | Microelectromechanical system with piezoelectric film and manufacturing method thereof | |
| CN110798788B (zh) | 一种mems结构及其形成方法 | |
| TW201524889A (zh) | 微機械構件與製造微機械構件的方法 | |
| US10131541B2 (en) | MEMS devices having tethering structures | |
| US9199840B2 (en) | Sensor protective coating | |
| JP2016036904A (ja) | マイクロ電気機械システム（ｍｅｍｓ）構造内の応力隔離特徴部のモノリシック集積 | |
| US9505612B2 (en) | Method for thin film encapsulation (TFE) of a microelectromechanical system (MEMS) device and the MEMS device encapsulated thereof | |
| CN107799386B (zh) | 半导体装置及其制造方法 | |
| CN105621346B (zh) | Mems器件及其形成方法 | |
| JP2008131356A (ja) | 薄膜圧電共振子およびその製造方法 | |
| JP6111966B2 (ja) | 振動子の製造方法 | |
| CN108002339B (zh) | 一种mems器件及其制造方法 | |
| JP2008213057A (ja) | 振動子構造体及びその製造方法 | |
| EP3916760B1 (en) | A method for producing an undercut in a 300 mm silicon-on-insulator platform | |
| JP4781081B2 (ja) | 加速度センサチップ及びその製造方法 | |
| JP2012122838A (ja) | Ｍｅｍｓ素子及びｍｅｍｓ素子の製造方法 | |
| JP2009295720A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR19980083156A (ko) | 마이크로구조물 제조방법 |
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 |