CN108002340A - 一种mems器件及制备方法、电子装置 - Google Patents

一种mems器件及制备方法、电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种MEMS器件及制备方法、电子装置。所述MEMS器件包括：MEMS衬底；MEMS元件，形成于所述MEMS衬底上，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；接触焊盘，与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。所述MEMS器件解决了Cr的底切问题，在麦克风声学、机械测试以及封装时对焊盘起到了有效的保护作用，同时大大降低了接触金属图案失效的风险(contact Metal pattern fail risk)，提高了MEMS器件的性能和良率。

Description

一种MEMS器件及制备方法、电子装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种MEMS器件及制备方法、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。
MEMS麦克风是一种把声音能量转化为电信号的传感器件，电容器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。主要结构有振动膜(VP)，空气空腔(Gap)，背板以及金属焊盘(contact Pad)组成，其中金属焊盘(contact Pad)是有Cr和Au两层膜组成。
其中，电容的上下极板都设置有金属焊盘，用来封装时对外连接，接触焊盘金属(Contact Pad Metal)材质是金属Cr和Au，但是由于电化学腐蚀效应(BOE galvaniceffect)，比较活泼的金属Cr因电化学反应而失去电子被氧化，尺寸大幅度的减小，形成Cr底切现象(under cut phenomenon)。目前Cr底切现象(under cut phenomenon)越来越严重，造成焊盘层的脱落，从而使MEMS器件不能实现封装，器件的性能和良率大幅度的下降。
因此，有必要提出一种新的MEMS器件及制备方法，以解决现有的技术问题。
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。
为了克服目前存在的问题，本发明一方面提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件包括：
MEMS衬底；
MEMS元件，形成于所述MEMS衬底上，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；
接触焊盘，与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；
其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。
可选地，所述接触焊盘包括依次设置的Cr层和Au层。
可选地，所述接触焊盘的顶部与所述功能材料层的顶部平齐。
可选地，所述MEMS元件包括MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括：
振膜，位于所述MEMS衬底上；
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，所述接触焊盘形成于所述振膜和/或所述背板中。
可选地，所述MEMS麦克风还包括：
背腔，位于所述MEMS衬底的背面，露出所述振膜；
声孔，位于所述背板中。
本发明还提供了一种MEMS器件的制备方法，所述方法包括：
提供MEMS衬底；
在所述MEMS衬底上形成MEMS元件，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；
在所述功能材料层中形成接触焊盘，以与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；
其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。
可选地，所述接触焊盘包括依次设置的Cr层和Au层。
可选地，在所述功能材料层中形成接触焊盘的方法包括：
图案化所述功能材料层，以在所述功能材料层的表面形成凹槽；
在所述凹槽中形成第一接触层，以部分填充所述凹槽；
在所述凹槽中所述第一接触层的上方形成第二接触层，以完全填充所述凹槽。
可选地，形成所述第一接触层和所述第二接触层的方法包括：
在所述功能材料层和所述凹槽中形成第一接触材料层，以覆盖所述功能材料层和所述凹槽；
图案化所述第一接触材料层，以去除所述功能材料层上以及所述凹槽侧壁上的所述第一接触材料层，以形成所述第一接触层；
在所述功能材料层和所述第一接触层上形成第二接触材料层，以覆盖所述功能材料层和所述第一接触层并完全填充所述凹槽；
蚀刻所述第二接触材料层至所述功能材料层的顶部，以在所述凹槽中形成所述第二接触层。
可选地，所述MEMS元件包括MEMS麦克风，形成所述MEMS麦克风的方法包括：
在所述MEMS衬底上形成图案化的振膜；
在所述振膜上形成牺牲层；
在所述牺牲层上形成覆盖所述牺牲层的背板；
在所述振膜和/或所述背板上形成所述接触焊盘；
在所述背板中形成声孔，以露出所述牺牲层；
通过缓冲蚀刻的方法去除所述牺牲层，以在所述背板和所述振膜之间形成空腔。
本发明还提供了一种电子装置，所述电子装置包括上述的MEMS器件。
本申请为了解决在缓冲蚀刻步骤中接触焊盘被过蚀刻的问题，提供了一种MEMS器件及其制备方法，在所述MEMS器件中形成金属凹槽(Metal trench)，所述接触焊盘层嵌于所述金属凹槽中，使所述金属凹槽将所述接触焊盘完全包围，仅露出所述接触焊盘的顶部，所述接触焊盘的侧壁和底部与所述金属凹槽完全密封，从而避免了所述缓冲蚀刻液蚀刻所述接触焊盘，特别是接触焊盘底层中容易被蚀刻的Cr焊盘，通过所述改进显著降低电化学腐蚀(galvanic)现象，解决了Cr的底切问题。
另外，所述方法在制备过程中没有增加任何新的光罩，接触焊盘中的各接触层，例如Cr焊盘以及Au焊盘的图案化可以是同一光罩，所述同一张光罩循环使用，解决了Cr的底切问题，在麦克风声学、机械测试以及封装时对焊盘起到了有效的保护作用，同时大大降低了接触金属图案失效的风险(contact Metal pattern fail risk)，提高了MEMS器件的性能和良率。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1示出了本发明所述MEMS器件的制备工艺流程图；
图2A至图2D示出了本发明一实施例中的一种MEMS器件的制造方法的相关步骤形成的结构的剖视图；
图3示出了根据本发明一实施方式的电子装置的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构以及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
目前工艺在MEMS麦克风中通常形成有金属焊盘，其中所述焊盘层包括第一金属层和位于所述第一金属层上方的第二金属层。其中，所述第一金属层选用金属材料Cr，所述第二金属层选用金属材料Au，用于实现电连接或后续的封装，在MEMS麦克风制备工艺中需要执行BOE蚀刻工艺，但是在蚀刻工艺中Cr的金属性更加活泼，更容易失去电子而被氧化，导致第一金属层Cr会被过蚀刻，所述第一金属层Cr的尺寸大幅度的减小，造成位于上方的所述第二金属层脱落，从而使MEMS器件不能实现封装，器件的性能和良率大幅度的下降。
为了解决该问题，发明人提供了一种MEMS器件的制备方法，所述方法包括：
提供MEMS衬底；
在所述MEMS衬底上形成MEMS元件，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；
在所述功能材料层中形成接触焊盘，以与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；
其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。
其中，所述接触焊盘包括依次设置的Cr层和Au层。
其中，所述Cr层位于所述Au层的下方，所述Cr层更加活泼，其厚度为600-900埃，例如750埃，但并不局限于该示例；所述Au层厚度为2500-4000埃，例如3000埃，但并不局限于该示例。
其中，所述接触焊盘作为所述功能材料层的电连接层，其还用作封装时的对外连接元件，例如作为引脚与其他器件电连接。
其中，在所述功能材料层中形成接触焊盘的方法包括：
图案化所述功能材料层，以在所述功能材料层的表面形成凹槽；
在所述凹槽中形成第一接触层，以部分填充所述凹槽；
在所述凹槽中所述第一接触层的上方形成第二接触层，以完全填充所述凹槽。
具体地，形成所述第一接触层和所述第二接触层的方法包括：
在所述功能材料层和所述凹槽中形成第一接触材料层，以覆盖所述功能材料层和所述凹槽；
图案化所述第一接触材料层，以去除所述功能材料层上以及所述凹槽侧壁上的所述第一接触材料层，以形成所述第一接触层；
在所述功能材料层和所述第一接触层上形成第二接触材料层，以覆盖所述功能材料层和所述第一接触层并完全填充所述凹槽；
蚀刻所述第二接触材料层至所述功能材料层的顶部，以在所述凹槽中形成所述第二凹槽。
本发明还提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件包括：
MEMS衬底；
MEMS元件，形成于所述MEMS衬底上，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；
接触焊盘，与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；
其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。
其中，所述接触焊盘包括依次设置的Cr层和Au层。
其中，所述接触焊盘的顶部与所述功能材料层的顶部平齐，所述接触焊盘的侧壁和底部完全被所述功能材料层包围。
本申请为了解决在缓冲蚀刻步骤中接触焊盘被过蚀刻的问题，提供了一种MEMS器件及其制备方法，在所述MEMS器件中形成金属凹槽(Metal trench)，所述接触焊盘层嵌于所述金属凹槽中，使所述金属凹槽将所述接触焊盘完全包围，仅露出所述接触焊盘的顶部，所述接触焊盘的侧壁和底部与所述金属凹槽完全密封，从而避免了所述缓冲蚀刻液蚀刻所述接触焊盘，特别是接触焊盘底层中容易被蚀刻的Cr焊盘，通过所述改进显著降低电化学腐蚀(galvanic)现象，解决了Cr的底切问题。
另外，所述方法在制备过程中没有增加任何新的光罩，接触焊盘中的各接触层，例如Cr焊盘以及Au焊盘的图案化可以是同一光罩，所述同一张光罩循环使用，解决了Cr的底切问题，在麦克风声学、机械测试以及封装时对焊盘起到了有效的保护作用，同时大大降低了接触金属图案失效的风险(contact Metal pattern fail risk)，提高了MEMS器件的性能和良率。
实施例一
下面参考图1和图2A-2D对本发明的MEMS器件的制备方法做详细描述，图1示出了本发明所述MEMS器件的制备工艺流程图；图2A至图2D示出了本发明一实施例中的一种MEMS器件的制造方法的相关步骤形成的结构的剖视图。
本发明提供一种MEMS器件的制备方法，如图1所示，该制备方法的主要步骤包括：
步骤S1：提供MEMS衬底；
步骤S2：在所述MEMS衬底上形成MEMS元件，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；
步骤S3：在所述功能材料层中形成接触焊盘，以与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。
下面，对本发明的MEMS器件的制备方法的具体实施方式做详细的说明。
首先，执行步骤一，提供MEMS衬底，在所述MEMS衬底上形成MEMS元件，其中，所述MEMS元件包括功能材料层。
具体地，如图2A所示，其中，所述MEMS元件可以包括MEMS麦克风、MEMS压力传感器和加速度传感器等，并不局限于某一种，下面以MEMS麦克风为例对所述MEMS器件的制备方法做详细的说明。
具体地，所述MEMS衬底(图中未示出)可以是以下所提到的材料中的至少一种：硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。
在所述MEMS衬底上形成振膜、牺牲层以及背板，以形成MEMS麦克风，具体地形成方法包括：
具体地，在所述衬底上形成振膜和牺牲层。其中所述牺牲层包围所述振膜，例如先沉积一层牺牲层、然后沉积所述振膜并对所述振膜进行图案化，以形成目标图案的振膜，最后在所述振膜上再次沉积所述牺牲层，以覆盖所述振膜。
具体地，所述牺牲层可以选用氧化物或者氮化物，或者两者的结合。
所述牺牲层可以选用现有技术中常用的沉积方法，例如可以是通过化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法或原子层沉积(ALD)法等形成的。本发明中优选原子层沉积(ALD)法。
具体地，振膜选用半导体材料层或者金属材料层，在该实施例中所述振膜选用多晶硅层。
进一步，在后续的步骤中去除所述牺牲层以后可以在背板和所述振膜之间形成空腔，所述振膜作为动电极，所述背板为固定电极，所述空腔为介电质，进而形成电容器，通过所述振膜的形变发生电容的变化，从而实现电容的传感。
接着在所述MEMS衬底和牺牲层上形成背板，以覆盖所述MEMS衬底和牺牲层。
其中，所述背板可以选用多晶硅或者SiGe。
然后图案化所述背板，以在所述背板中形成若干声孔开口，用于传导声波至所述空腔内。
具体地，首先在所述背板上形成图案化的掩膜层，例如光刻胶层，然后以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述背板，以在所述背板中形成若干所述声孔。
其中，所述开口用于在后续的步骤中去除所述背板和所述振膜之间的牺牲层，以形成空腔。
在该步骤中选用干法蚀刻或者湿法蚀刻形成所述开口，在此不再赘述。
执行步骤二，在所述功能材料层中形成接触焊盘，以与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接。
其中，所述接触焊盘包括依次设置的Cr层和Au层。
其中，所述Cr层位于所述Au层的下方，所述Cr层更加活泼，其厚度为600-900埃，例如750埃，但并不局限于该示例；所述Au层厚度为2500-4000埃，例如3000埃，但并不局限于该示例。
其中，所述接触焊盘作为所述功能材料层的电连接层，其还用作封装时的对外连接元件，例如作为引脚与其他器件电连接。
具体地，在所述功能材料层中形成接触焊盘的方法包括：
步骤1：图案化所述功能材料层，以在所述功能材料层的表面形成凹槽；
步骤2：在所述凹槽中形成第一接触层，以部分填充所述凹槽；
步骤3：在所述凹槽中所述第一接触层的上方形成第二接触层，以完全填充所述凹槽。
在所述步骤1中，以在所述振膜上形成所述接触焊盘为例进行说明，在所述振膜201上形成光刻胶层并曝光显影，以形成掩膜，以所述光刻胶层为掩膜蚀刻所述振膜201，以在所述振膜的表面形成所述凹槽，如图2A所示，其中所述凹槽的深度并不局限于某一数值范围，可以根据所述接触焊盘的厚度设定。
在该步骤1中可以选用湿法蚀刻、干法蚀刻，反应离子蚀刻(RIE)、离子束蚀刻、等离子体蚀刻。
在该步骤中优选湿法蚀刻。
在所述步骤2中，首先在所述振膜和所述凹槽中形成第一接触材料层201，以覆盖所述振膜和所述凹槽，如图2B所示；所述第一接触材料层201选用Cr层，所述Cr层更加活泼，其厚度为600-900埃，例如750埃。
然后图案化所述第一接触材料层201，以去除所述振膜上以及所述凹槽侧壁上的所述第一接触材料层，以形成所述第一接触层2021，如图2C所示。
其中，通过湿法蚀刻去除所述振膜上以及所述凹槽侧壁上的所述第一接触材料层。
在所述步骤3中，在所述振膜和所述第一接触层上形成第二接触材料层，以覆盖所述振膜和所述第一接触层并完全填充所述凹槽；然后蚀刻所述第二接触材料层至所述振膜的顶部，以在所述凹槽中形成所述第二接触层，如图2D所示。
第二接触材料层选用Au层，所述Au层厚度为2500-4000埃，例如3000埃，但并不局限于该示例。
其中，蚀刻所述第二接触材料层至露出所述振膜即可，以使所述第二接触层的顶部与所述振膜的顶部平齐，同时保证所述振膜完全包围住所述第一接触层和所述第二接触层，仅露出所述第二接触层的顶部。
其中，在所述背板中形成所述接触焊盘的方法与上述在所述振膜中形成所述接触焊盘的方法相同，在此不再赘述。
其中，所述金属材料Cr和Au的沉积方法可以为化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法或原子层沉积(ALD)法等形成的低压化学气相沉积(LPCVD)、激光烧蚀沉积(LAD)以及选择外延生长(SEG)中的一种，在本发明中优选为物理气相沉积(PVD)法。
执行步骤三，通过缓冲蚀刻的方法去除所述牺牲层，以在所述背板和所述振膜之间形成空腔。
具体地，通过所述背板中的声孔蚀刻去除所述牺牲层，以在所述振膜和所述背板之间形成所述空腔。
例如选用缓冲蚀刻工艺(Buffered Oxide Etch)蚀刻去除所述牺牲层。
将所述MEMS器件浸入到所述缓冲蚀刻液中，所述缓冲蚀刻液BOE是HF与NH4F以不同比例混合而成。
例如6:1BOE蚀刻即表示49％HF水溶液：40％NH4F水溶液＝1：6(体积比)的成分混合而成。其中，HF为主要的蚀刻液，NH4F则作为缓冲剂使用。其中，利用NH4F固定H+的浓度，使之保持一定的蚀刻率。
在去除所述牺牲层之后即可得到所述空腔。
在该步骤中所述接触焊盘层嵌于所述功能材料形成的凹槽中，使所述金属凹槽将所述接触焊盘完全包围，仅露出所述接触焊盘的顶部，所述接触焊盘的侧壁和底部与所述金属凹槽完全密封，从而避免了所述缓冲蚀刻液蚀刻所述接触焊盘，特别是接触焊盘底层中容易被蚀刻的Cr焊盘，通过所述改进显著降低电化学腐蚀(galvanic)现象，解决了Cr的底切问题。
在形成所述空腔之后还可以进一步包括对所述MEMS器件进行清洗的步骤。
至此，完成了本发明实施例的MEMS器件的制备方法的相关步骤的介绍。所述方法还可以包括形成晶体管的步骤以及其他相关步骤，此处不再赘述。并且，除了上述步骤之外，本实施例的制备方法还可以在上述各个步骤之中或不同的步骤之间包括其他步骤，这些步骤均可以通过目前工艺中的各种工艺来实现，此处不再赘述。
本申请为了解决在缓冲蚀刻步骤中接触焊盘被过蚀刻的问题，提供了一种MEMS器件及其制备方法，在所述MEMS器件中形成金属凹槽(Metal trench)，所述接触焊盘层嵌于所述金属凹槽中，使所述金属凹槽将所述接触焊盘完全包围，仅露出所述接触焊盘的顶部，所述接触焊盘的侧壁和底部与所述金属凹槽完全密封，从而避免了所述缓冲蚀刻液蚀刻所述接触焊盘，特别是接触焊盘底层中容易被蚀刻的Cr焊盘，通过所述改进显著降低电化学腐蚀(galvanic)现象，解决了Cr的底切问题。
另外，所述方法在制备过程中没有增加任何新的光罩，接触焊盘中的各接触层，例如Cr焊盘以及Au焊盘的图案化可以是同一光罩，所述同一张光罩循环使用，解决了Cr的底切问题，在麦克风声学、机械测试以及封装时对焊盘起到了有效的保护作用，同时大大降低了接触金属图案失效的风险(contact Metal pattern fail risk)，提高了MEMS器件的性能和良率。
实施例二
本发明还提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件包括：
MEMS衬底；
MEMS元件，形成于所述MEMS衬底上，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；
接触焊盘，与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；
其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。
所述接触焊盘包括依次设置的Cr层和Au层。
其中，所述Cr层位于所述Au层的下方，所述Cr层更加活泼，其厚度为600-900埃，例如750埃，但并不局限于该示例；所述Au层厚度为2500-4000埃，例如3000埃，但并不局限于该示例。
其中，所述接触焊盘作为所述功能材料层的电连接层，其还用作封装时的对外连接元件，例如作为引脚与其他器件电连接。
其中，所述接触焊盘的顶部与所述功能材料层的顶部平齐。
其中，所述MEMS元件包括MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括：
振膜，位于所述MEMS衬底上；
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，所述接触焊盘形成于所述振膜和/或所述背板中。
其中，所述MEMS麦克风还包括：
背腔，位于所述MEMS衬底的背面，露出所述振膜；
声孔，位于所述背板中。
具体地，其中所述MEMS衬底可以是以下所提到的材料中的至少一种：硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。
此外，MEMS衬底上可以被定义有源区。在该有源区上还可以包含有其他的有源器件，为了方便，在所示图形中并没有标示。
其中，在所述MEMS衬底上可以形成各种前端器件，所述前端器件可以包括有源器件、无源器件以及MEMS器件等。
例如在所述MEMS衬底上可以形成各种晶体管用于构成各种电路，射频器件用于形成射频组件或模块，互连结构用于连接晶体管、射频器件以及前端器件中的其他组件。
其中，晶体管可以为普通晶体管、高k金属栅极晶体管、鳍型晶体管或其他合适的晶体管。互连结构可以包括金属层(例如铜层或铝层)、金属插塞等。射频器件可以包括电感(inductor)等器件。
除包括晶体管、射频器件和互连结构外，前端器件还可以包括其他各种可行的组件，例如电阻、电容、MEMS器件等，在此并不进行限定。
例如在本发明中可以在所述MEMS衬底中形成MEMS麦克风，所述麦克风至少包括振膜、背板和位于所述振膜、背板之间的空腔，所述MEMS麦克风的工作原理是由振膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的。
当然在所述MEMS衬底中还可以进一步形成其他器件，在此不再一一赘述。
可选地，在所述前端器件上形成有焊盘层。
其中，所述焊盘层包括第一金属层和位于所述第一金属层上方的第二金属层。
其中，所述第一金属层选用金属材料Cr，所述第二金属层选用金属材料Au，所述金属材料Cr和Au的沉积方法可以为化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法或原子层沉积(ALD)法等形成的低压化学气相沉积(LPCVD)、激光烧蚀沉积(LAD)以及选择外延生长(SEG)中的一种，在本发明中优选为物理气相沉积(PVD)法。
本申请为了解决在缓冲蚀刻步骤中接触焊盘被过蚀刻的问题，提供了一种MEMS器件，在所述MEMS器件中形成金属凹槽(Metal trench)，所述接触焊盘层嵌于所述金属凹槽中，使所述金属凹槽将所述接触焊盘完全包围，仅露出所述接触焊盘的顶部，所述接触焊盘的侧壁和底部与所述金属凹槽完全密封，从而避免了所述缓冲蚀刻液蚀刻所述接触焊盘，特别是接触焊盘底层中容易被蚀刻的Cr焊盘，通过所述改进显著降低电化学腐蚀(galvanic)现象，解决了Cr的底切问题，提高了MEMS器件的性能和良率。
实施例三
本发明的另一个实施例提供一种电子装置，其包括MEMS器件，该MEMS器件为前述实施例二中的MEMS器件，或根据实施例一所述的MEMS器件的制备方法所制得的MEMS器件。
该电子装置，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、VCD、DVD、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可以是具有上述MEMS器件的中间产品，例如：具有该集成电路的手机主板等。
由于包括的MEMS器件具有更高的性能，该电子装置同样具有上述优点。
其中，图3示出移动电话手机的示例。移动电话手机300被设置有包括在外壳301中的显示部分302、操作按钮303、外部连接端口304、扬声器305、话筒306等。
其中所述移动电话手机包括前述的MEMS器件，或根据实施例一所述的MEMS器件的制备方法所制得的MEMS器件，所述MEMS器件包括MEMS衬底；MEMS元件，形成于所述MEMS衬底上，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；接触焊盘，与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。在所述MEMS器件中形成金属凹槽(Metal trench)，所述接触焊盘层嵌于所述金属凹槽中，使所述金属凹槽将所述接触焊盘完全包围，仅露出所述接触焊盘的顶部，所述接触焊盘的侧壁和底部与所述金属凹槽完全密封，从而避免了所述缓冲蚀刻液蚀刻所述接触焊盘，特别是接触焊盘底层中容易被蚀刻的Cr焊盘，通过所述改进显著降低电化学腐蚀(galvanic)现象，解决了Cr的底切问题，提高了MEMS器件的性能和良率。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (11)

1.一种MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件包括：
MEMS衬底；
MEMS元件，形成于所述MEMS衬底上，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；
接触焊盘，与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；
其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。
2.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述接触焊盘包括依次设置的Cr层和Au层。
3.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述接触焊盘的顶部与所述功能材料层的顶部平齐。
4.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS元件包括MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括：
振膜，位于所述MEMS衬底上；
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，所述接触焊盘形成于所述振膜和/或所述背板中。
5.根据权利要求4所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS麦克风还包括：
背腔，位于所述MEMS衬底的背面，露出所述振膜；
声孔，位于所述背板中。
6.一种MEMS器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供MEMS衬底；
在所述MEMS衬底上形成MEMS元件，其中，所述MEMS元件包括功能材料层；
在所述功能材料层中形成接触焊盘，以与所述功能材料层电连接并用作封装时的外连接；
其中，所述接触焊盘内嵌设置于所述功能材料层中并仅露出所述接触焊盘的顶部。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接触焊盘包括依次设置的Cr层和Au层。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述功能材料层中形成接触焊盘的方法包括：
图案化所述功能材料层，以在所述功能材料层的表面形成凹槽；
在所述凹槽中形成第一接触层，以部分填充所述凹槽；
在所述凹槽中所述第一接触层的上方形成第二接触层，以完全填充所述凹槽。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述第一接触层和所述第二接触层的方法包括：
在所述功能材料层和所述凹槽中形成第一接触材料层，以覆盖所述功能材料层和所述凹槽；
图案化所述第一接触材料层，以去除所述功能材料层上以及所述凹槽侧壁上的所述第一接触材料层，以形成所述第一接触层；
在所述功能材料层和所述第一接触层上形成第二接触材料层，以覆盖所述功能材料层和所述第一接触层并完全填充所述凹槽；
蚀刻所述第二接触材料层至所述功能材料层的顶部，以在所述凹槽中形成所述第二接触层。
10.根据权利要求6或9所述的方法，其特征在于，所述MEMS元件包括MEMS麦克风，形成所述MEMS麦克风的方法包括：
在所述MEMS衬底上形成图案化的振膜；
在所述振膜上形成牺牲层；
在所述牺牲层上形成覆盖所述牺牲层的背板；
在所述振膜和/或所述背板上形成所述接触焊盘；
在所述背板中形成声孔，以露出所述牺牲层；
通过缓冲蚀刻的方法去除所述牺牲层，以在所述背板和所述振膜之间形成空腔。
11.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括权利要求1至5之一所述的MEMS器件。
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