CN108996466A - Mems器件及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种MEMS器件及其形成方法，包括形成在衬底上的振动膜，所述振动膜包括凸出方向相反的第一突起和第二突起，所述第一突起朝向所述衬底凸出。即，多个突起中，分别向两个不同的方向延伸，从而可避免产生由于波纹而引起的相应方向的内应力，如此一来，不仅可在形成振动膜时有效释放振动膜中的内应力，同时还可避免额外产生内应力，改善所形成的振动膜的变形量以及提高MEMS器件的灵敏度。

Description

MEMS器件及其形成方法

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

麦克风是一种能把声音的能量转化为电能的传感器件，微电子机械系统工艺(Micro Electro Mechanical System，MEMS)的电容式MEMS麦克风，其原理是通过声压引起振动膜的振动，使电容发生改变进而引起电压的改变。当今，随着科技的发展与需求的不断增长，人们对电容式MEMS麦克风的需求量也越来越多。

MEMS麦克风在其工作过程中，外部的声压作用在振动膜上，从而引起所述振动膜的振动。因此，振动膜的性能将直接影响MEMS麦克风的性能，例如，所述振动膜的内应力会对所述MEMS麦克风的灵敏度造成影响。其中，所述振动膜的内应力通常会在振动膜的形成过程中产生，进而会导致所形成的振动膜发生弯曲变形，相应的由于所述内应力的存在，也会一定程度上影响振动膜的机械强度，导致所述振动膜极易发生破裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS器件及其形成方法，以解决现有的MEMS器件中其振动膜具有较大内应力的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种MEMS器件，包括：

衬底；以及，

振动膜，至少部分悬置在所述衬底上方，所述振动膜包括凸出方向相反的第一突起和第二突起，其中，所述第一突起朝向所述衬底凸出；

所述第一突起设有开口背向所述衬底的凹槽，所述第二突起设有开口朝向所述衬底的凹槽。

可选的，所述振动膜还包括一平板状结构，所述第一突起、所述第二突起至少其中之一与所述平板状结构连接。

可选的，所述第一突起和所述第二突起交替排布。

可选的，所述第一突起和所述第二突起在垂直于衬底表面的截面形状为矩形、梯形或三角形。

可选的，所述衬底中还形成有一贯穿所述衬底的开口，所述开口位于所述振动膜的下方构成一背腔。

可选的，所述MEMS器件还包括：

一第一支撑层，形成在所述衬底上并支撑所述振动膜。

可选的，所述MEMS器件还包括：

一背极板，所述背极板位于所述振动膜的上方，所述振动膜和所述背极板之间形成有一空腔。

可选的，所述MEMS器件还包括：

一第二支撑层，形成在所述振动膜上并支撑所述背极板，以使所述振动膜和所述背极板之间形成所述空腔。

可选的，所述背极板包括：

一导电层；以及，

一绝缘层，形成在所述导电层上。

可选的，所述背极板中形成有至少一个贯穿所述背极板的通孔。

可选的，所述MEMS器件为MEMS麦克风。

本发明的另一目的在于提供的一种MEMS器件的形成方法，包括：

提供一衬底；以及，

在所述衬底上形成一至少部分悬置的振动膜，所述振动膜包括凸出方向相反的第一突起和第二突起，其中，所述第一突起朝向所述衬底凸出；所述第一突起设有开口背向所述衬底的凹槽，所述第二突起设有开口朝向所述衬底的凹槽。

可选的，形成所述振动膜的方法包括：

在所述衬底上形成有一第一牺牲层，所述第一牺牲层中形成有多个朝向所述衬底凹陷的凹槽，以及背向所述衬底突起的凸块，所述凸块的上表面高于所述凹槽的开口；

在所述第一牺牲层上形成振动膜材料层，所述振动膜材料层覆盖所述第一牺牲层中所述凹槽的底部和侧壁以及所述凸块的顶部和侧壁；

去除部分所述衬底，在所述振动膜材料层的下方形成一贯穿所述衬底的开口，以构成一背腔；

通过所述背腔去除部分所述第一牺牲层暴露出所述振动膜材料层，以构成至少部分悬置的振动膜，其中，对应所述凹槽的振动膜材料层构成所述第一突起，对应所述凸块的振动膜材料层构成所述第二突起。

可选的，所述凹槽和所述凸块为交替排布。

可选的，所述第一牺牲层的形成方法包括：

在所述衬底的上表面形成多个沟槽以及位于所述上表面上的若干牺牲块；以及，

在所述衬底上形成牺牲薄膜，所述牺牲块和所述牺牲薄膜构成所述第一牺牲层；其中，

所述牺牲薄膜覆盖所述沟槽的底部和侧壁以形成所述凹槽，且所述牺牲薄膜覆盖所述牺牲块的顶部和侧壁以形成所述凸块。

可选的，所述第一牺牲层的形成方法包括：

在所述衬底上形成牺牲薄膜，所述牺牲薄膜中形成有多个所述凹槽；以及，

在所述牺牲薄膜上形成若干构成所述凸块的牺牲块，所述牺牲薄膜和所述牺牲块构成所述第一牺牲层。

可选的，在形成所述振动膜材料层之后，以及去除部分所述第一牺牲层之前，还包括：

在所述振动膜材料层上依次形成一第二牺牲层和一背极板。

可选的，所述背极板中形成有至少一个贯穿所述背极板的通孔。

可选的，在形成所述背极板之后，还包括：

通过所述通孔去除部分所述第二牺牲层，以在所述振动膜材料层和所述背极板之间形成一空腔。

可选的，所述MEMS器件为MEMS麦克风。

本发明提供的MEMS器件中，振动膜上设置有凸出方向相反的第一突起和第二突起，其中第一突起朝向所述衬底突出，第二突起背向所述衬底突出。由于多个突起朝向两个方向突出，从而在形成所述振动膜时，能够有效释放振动膜材料层的内应力，减小所形成的振动膜的内应力。同时，由于所有的突起并不是朝向一个方向突出，从而减少了甚至避免了由波纹所引起的相应方向的内应力，进一步减了振动膜的内应力，可有效改善振动膜发生弯曲变形的问题，从而可提高MEMS器件的再现性灵敏度。此外，利用本发明提供的波纹以减小振动膜的内应力，相应的还可增加振动膜的机械强度，提高振动膜的抗破坏性能。

附图说明

图1为一种MEMS器件的结构示意图；

图2为本发明一实施例中的MEMS器件的结构示意图；

图3为本发明一实施例中的MEMS器件的形成方法的流程示意图；

图4-图10为本发明一实施例中的MEMS器件在其制备过程中的结构示意图；

图11为本发明另一实施例中的MEMS器件在其制备第一牺牲层时的结构示意图。

具体实施方式

在具有振动膜的MEMS器件中，如何减小振动膜的内应力以及提高振动膜的机械强度已成为至关重要的课题之一。通常可在振动膜中形成波纹，以释放振动膜的内应力。

图1为一种MEMS器件的结构示意图，如图1所示，所述MEMS器件包括衬底10和形成在所述衬底10上的振动膜20。所述振动膜20中具有一呈弯折状的部分，所述呈弯折状的部分构成一波纹21，所述波纹21包括多个突起21a。由于在振动膜20中设置有波纹21，从而在形成所述振动膜20时可释放振动膜20的内应力。

继续参考图1所示，通常所述突起21a是相对于所述振动膜20中非弯折状的部分朝向衬底10突出的，即，波纹21中的多个突起21a均朝向衬底10的方向突出。然而，正是由于多个突起21a的这种特殊结构和排布方式，导致在振动膜20中会产生一相应方向的内应力。如图1所示的振动膜 20的变形曲线20a，由于多个突起21a均朝向衬底10的方向突出，使振动膜20中产生相应方向的内应力，导致所述振动膜20发生弯曲形变。即如曲线20a所示，在内应力的作用下使波纹21极易朝衬底10的方向发生偏移，并使部分非弯折状的振动膜沿着背离衬底10的方向发生偏移。可见，尽管在振动膜20中设置有波纹21，然而，以上所述的这种波纹21的结构却会使振动膜20又产生一相应方向的内应力，仍然无法避免在振动膜20 中存在较大的内应力的问题，这不仅不利于改善振动膜的振动性能，并且会使MEMS器件的再现性灵敏度降低。

为此，本发明提供了一种MEMS器件，包括：

衬底；以及，

振动膜，至少部分悬置在所述衬底上方，所述振动膜包括凸出方向相反的第一突起和第二突起，其中，所述第一突起朝向所述衬底凸出；

所述第一突起设有开口背向所述衬底的凹槽，所述第二突起设有开口朝向所述衬底的凹槽。

本发明提供的MEMS器件中，所述振动膜中包括凸出方向相反的第一突起和第二突起，通过所述第一突起和第二突起可释放振动膜的内应力并提高所述振动膜的张力。并且，与所有的突起均由振动膜朝向衬底突出相比，本发明中并不是所有的突起均朝向衬底突出，不仅能够在制备所述振动膜时释放振动膜的内应力，同时还可避免由于波纹的存在而额外产生的内应力，有利于改善振动膜的变形量，同时使振动膜具有更好的机械强度，减小其发生破裂的概率。可见，在具有振动膜的MEMS器件中，当采用本发明提供的振动膜时，有利于提高MEMS器件的性能，其中所述MEMS器件例如可以为MEMS麦克风、MEMS加速度计或MEMS陀螺仪等。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的MEMS器件其及形成方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图2为本发明一实施例中的MEMS器件的结构示意图，本实施例中，以所述MEMS器件为MEMS麦克风为例进行解释说明，参考图2所示，所述MEMS器件包括：

衬底100；

振动膜110，至少部分悬置在所述衬底100上方，所述振动膜110包括凸出方向相反的第一突起121和第二突起122，其中，所述第一突起121 朝向所述衬底100凸出；所述第一突起121设有开口背向所述衬底的凹槽，所述第二突起122设有开口朝向所述衬底的凹槽。

其中，所述第一突起121和所述第二突起122可以为呈弯折状的结构，并可进一步利用所述第一突起121和第二突起122构成所述振动膜110的波纹120。进一步的，相对于所述呈弯折状结构的波纹120，所述振动膜 110还包括一呈非弯折状结构的部分。可以理解的是，所述振动膜110中一部分呈弯折状(包括第一突起和第二突起)构成波纹120，另一部分为非弯折状，其中，非弯折状的部分例如为平板状结构，并且，所述第一突起121、所述第二突起122至少其中之一与所述平板状结构连接。例如，当所述第一突起121和所述第二突起122可以为间隔排布，此时，可以理解为所述平板状结构与所述第一突起121和第二突起122均连接；或者，当所述第一突起121和所述第二突起122紧邻连接而构成一序列串时，若所述序列串的两个端部位置均对应第一突起121或第二突起122时，则所述平板状结构仅与所述第一突起121或第二突起122连接。

具体的，所述平板状结构的上表面(背向所述衬底100的表面)和下表面(面对所述衬底100的表面)，与所述衬底100的表面平行或接近平行。所述第一突起121的上表面的高于所述平板状结构的上表面；所述第二突起122的下表面的低于所述平板状结构的下表面。即，第一突起121和第二突起122分别是从振动膜110朝向衬底100和背向衬底100的两个方向突出的，在波纹120中具备沿相反方向突出的突起。

继续参考图2所示，本实施例中，所述第一突起121和第二突起122 为交替排布。当然，在其他实施例中，第一突起121和第二突起122也可以是其他任意的组合排布方式，例如，连续的两个第一突起121和连续的两个第二突起122交替排布等。只要在所形成的波纹120中，同时形成有第一突起121和第二突起122则均在本文的意图之内。

此外，图2中仅示出了MEMS器件的剖面示意图，在该剖面方向上，所述第一突起121和第二突起122交替排布，然而，本领域技术人员应当认识到，所述第一突起121和所述第二突起122交替排布不仅包括在该剖面方向上为交替排布，还可进一步包括在其他方向上也为交替排布，例如，在垂直于纸面方向上，所述第一突起121和第二突起122也可以以交替的方式排布。具体的，所述振动膜110可以为圆盘状结构，所述第一突起121 和所述第二122可以围绕圆盘状结构的中心排布，此时，在沿着所述圆盘状结构的直径方向上，所述第一突起121和第二突起122可以为交替排布，以及，在以所述圆盘状结构的中心为圆心的圆周上，所述第一突起121和第二突起122也可以为交替排布。

如上所述，所述第一突起121和第二突起122可构成所述振动膜110 的波纹120，进一步的，所述振动膜110中可设置有一个或多个波纹120。多个波纹120可根据所述振动膜110的中心对称分布。具体的说，当所述振动膜110为圆盘状结构时，所述波纹120可以为围绕所述圆盘状结构的中心呈圆周排布。优选的方案中，所述第一突起121和所述第二突起122 远离所述振动膜110的中心排布，避免当第一突起121和第二突起122靠近中心时易使振动膜110产生较大的形变的问题。

继续参考图2所示，所述第一突起121和所述第二突起122可以是连续的排布，也可以是不连续的排布。其中，连续的排布方式例如为，第一突起中的一个边界和第二突起中的一个边界相互连接，从而使第一突起和第二突起连续交替排布。不连续的排布，例如可参考图2所示，第一突起 121和第二突起122之间间隔一定的距离，第一突起121和第二突起122的边界不相互连接。更进一步的，多个呈弯折状的第一突起121和第二突起122交替排布后，使所构成的波纹120的结构可以为齿状结构或波形状结构等。具体的，所述第一突起121和所述第二突起122在垂直于衬底表面的截面形状可以为矩形、梯形或三角形等。如图2所示，本实施例中，以所述第一突起121和第二突起122的截面形状为矩形为例进行解释说明。

继续参考图2所示，所述衬底100中还形成有一贯穿所述衬底100的开口100a，所述开口100a位于所述振动膜110的下方构成一背腔。所述背腔100a可用于为所述振动膜110提供振动空间。可选的，在所述衬底 100上还形成有第一支撑层130，所述第一支撑层130位于衬底100和振动膜110之间，从而可支撑所述振动膜110。

进一步的，所述MEMS器件还包括一背极板140，所述背极板140位于所述振动膜110的上方，所述振动膜110和所述背极板140之间还形成有一空腔150，具体的说，所述空腔150和所述背腔100a共同为振动膜110 提供一振动空间。其中，可通过在振动膜110和背极板140之间形成一第二支撑层160，从而使振动膜110和背极板140之间存在有一定的空间，以构成所述空腔150。本实施例中，在所述背极板140上还形成有至少一个通孔140a，所述通孔140a贯穿所述背极板140，可用于构成MEMS器件的声孔。

可选的，所述背极板140包括一导电层141和一形成在导电层141上的绝缘层142。即，所述导电层141朝向所述空腔150设置，所绝缘层142 位于导电层141背离所述空腔150的一侧。本实施例中，利用叠层结构的背极板140，以提高背极板140的厚度，从而可避免由于导电层141的厚度过薄而出现软板的问题。此外，如图2所示，所述绝缘层142除了形成在导电层141上之外，还进一步延伸至所述衬底100上，本实施例中，所述绝缘层142还形成在第一支撑层130和第二支撑层160背离所述空腔150 一侧的侧壁上，从而延伸至衬底100的表面，如此一来，一方面可利用所述绝缘层142将MEMS器件与其他器件隔离；另一方面还可对背极板140 起到支撑的作用。

本发明提供的MEMS器件在其工作的过程中，所述振动膜110与所述背极板140共同组成一平行板电容，当外部的声压作用在振动膜110上时，即会引起所述振动膜110的振动，使得所述振动膜110与背极板140之间的距离发生变化，进而产生电容的变化，并利用电容变化量进行运算和工作，以完成声音信号和电信号的转换。其中，由于振动膜110上设置有呈弯折状的波纹120，从而可使所述振动膜110具有较大的张力，能够承受较大的声压；以及，构成所述波纹120的多个突起中，部分突起朝向衬底 100突起，另一部分突起背向衬底突起，从而使所构成的振动膜110具有较小的内应力，避免振动膜110发生弯曲变形。此外，正是由于第一突起和第二突起的这种特殊的结构和排布方式，可有效增加振动膜的机械强度，有利于提高振动膜的抗破坏性能。具体的说，由于第一突起和第二突起呈现弯折状，不仅在竖直方向上(垂直于衬底的表面)能够增加振动膜的张力，使其具备较好的振动性能，并且，在水平方向上(平行于衬底的表面)，也可增加振动膜的振动性能，从而，当所述MEMS器件受到外力冲击时，由于波纹的存在，则可在竖直方向和水平方向上均能够对外部冲击力进行缓解，减小对振动膜的机械冲击力，避免振动膜发生破裂。

本实施例中，以MEMS器件为MEMS麦克风为例示意性的解释说明，然而，应当认识到，所述MEMS器件并不限定为MEMS麦克风，其还可以是其他具备振动膜的MEMS器件，例如，MEMS器件还可以为MEMS加速度计或MEMS陀螺仪等。

基于以上所述的MEMS器件，本发明还提供了一种MEMS器件的形成方法，包括：

提供一衬底；以及，

在所述衬底上形成一至少部分悬置的振动膜，所述振动膜包括凸出方向相反的第一突起和第二突起，其中，所述第一突起朝向所述衬底凸出；所述第一突起设有开口背向所述衬底的凹槽，所述第二突起设有开口朝向所述衬底的凹槽。

通过本发明提供的MEMS器件的形成方法，通过第一突起和第二突起不仅可使其在制备振动膜的过程中，有效释放振动膜的内应力；并且，还可使所形成的振动膜在具备较大的张力的基础上，避免出现由于多个突起的存在而导致振动膜出现较大形变的问题。

图3为本发明一实施例中的MEMS器件的形成方法的流程示意图，图 4-图10为本发明一实施例中的MEMS器件的形成方法在其制备过程中的结构示意图。以下结合附图，并以所述MEMS器件为MEMS麦克风为例，对本实施例中的MEMS器件的形成方法进行详细说明。

首先，执行步骤S110，具体参考图4所示，提供一衬底200，在所述衬底200上形成有一第一牺牲层210；所述第一牺牲层210中形成有一朝向所述衬底200凹陷的凹槽210a，以及背向所述衬底200突起的凸块210b，所述凸块210b的上表面高于所述凹槽210a的开口。

即，通过形成所述第一牺牲层210，并使所述第一牺牲层210中具有呈上下起伏的结构，例如凹凸状结构，从而可使后续形成在所述第一牺牲层220上的振动膜中具有呈弯折状的部分，振动膜中呈弯折状的部分构成波纹。因此，可根据需形成的波纹的结构调整所述凹槽和所述凸块的相关参数，例如，调整凹槽和凸块的数量、凹槽和凸块的位置和/或凹槽和凸块的间距等。

其中，所述凹槽210a和所述凸块210b可以为交替排布，即，所述凸块210b形成在两个相邻的凹槽210a之间。具体的，相邻的凹槽210a和凸块210b之间的距离可根据实际状况进行调整，只要后续通过所述凹槽210a 和凸块210b所形成的波纹符合规格要求即可。例如，所述凹槽210a和凸块210b可以为连续的紧邻设置，所述凹槽210a的一个侧壁和所述凸块210b 的一个侧壁相互连接，即，所述凹槽210a的一个侧壁和所述凸块210b的一个侧壁在垂直于衬底表面的方向位于同一直线上，也就是说，所述凸块 210b的尺寸等于两个相邻的凹槽210a之间的间隔尺寸。当然，所述凹槽 210a和所述凸块210b也可以是不连续设置，此时，可使所述凸块210b的尺寸小于两个相邻的凹槽210a之间的间隔尺寸。

其中，所述第一牺牲层可采用如下方法形成。具体参考图4所示，首先，在所述衬底200上形成牺牲薄膜211；接着，直接在所述牺牲薄膜211 中形成多个凹槽210a；接着，在所述牺牲薄膜211上形成若干构成所述凸块的牺牲块212，所述牺牲薄膜211和所述牺牲块212构成所述第一牺牲层210。

接着，执行步骤S120，结合图4和图5所示，在所述第一牺牲层210 上形成一振动膜材料层221，所述振动膜材料层221覆盖所述第一牺牲层 210，包括覆盖所述第一牺牲层210中所述凹槽210a的底部和侧壁以及所述凸块210b的顶部和侧壁。即，形成在凹槽210a中的振动膜材料层和形成在凸块210b中的振动膜材料层呈弯折状。

在形成所述振动膜材料层221时，由于构成振动膜材料层221的膜层并不是形成在一个平坦的表面上的，从而使膜层的内应力可以得到有效的释放。同时，由于所述振动膜材料层221部分形成在凹槽210a中，部分形成在凸块210b上，避免产生由波纹230引起的相应方向的内应力。

如图5所示，振动膜材料层221中覆盖在所述凹槽210a中的部分，其相对于振动膜材料层中覆盖在第一牺牲层上的部分朝向所述衬底200突出，从而可构成第一突起；以及，振动膜材料层221中覆盖在所述凸块210b 上的部分，其相对于振动膜材料层中覆盖在第一牺牲层上的部分背向所述衬底200突出，从而可构成第二突起。

如上所述，所述凹槽210a和所述凸块210b交替排布，覆盖在凹槽210a 和凸块210b上的振动膜材料层可构成振动膜上的波纹，其可以为例如锯齿状结构或者波形结构，所述波形结构可以为矩形波形结构。

此外，如图3所示，本实施例中所述MEMS器件的形成方法还包括：

步骤S210，参考图6-图8所示，在所述振动膜材料层221上依次形成一第二牺牲层240和一背极板250；

具体的，步骤S210中，所述第二牺牲层240和所述背极板250的形成方法包括：

步骤一，参考图6所示，在所述振动膜材料层221上形成第二牺牲层 240，所述第二牺牲层240覆盖所述振动膜材料层221；

步骤二，参考图7所示，在所述第二牺牲层240形成背极板250；其中，所述背极板250可进一步包括一导电层251和一绝缘层252，所述导电层251形成在所述第二牺牲层240上，所述绝缘层252覆盖在所述导电层251上；可选的，所述绝缘层252覆盖在所述导电层251上方时还可进一步延伸至衬底200的表面上。

进一步的，所述背极板250的形成方法中，还包括：

步骤三，参考图8所示，在所述背极板250中形成至少一个通孔250a，所述通孔250a贯穿所述背极板250。所述通孔250a，一方面在后续对第二牺牲层进行刻蚀时，可提供一刻蚀剂的流通通道；另一方面，还可构成所述MEMS器件的声孔。

接着，执行步骤S130，参考图9所示，去除部分所述衬底200，在所述振动膜材料层221的下方形成一贯穿所述衬底200的开口200a，以构成一背腔。其中，通过形成所述背腔200a，从而可暴露出部分所述第一牺牲层210，以利于后续对第一牺牲层210进行刻蚀，使振动膜材料层221暴露出。

接着，执行步骤S140，参考图10所示，通过所述背腔去除部分所述第一牺牲层210和去除部分所述第二牺牲层240，以暴露出部分振动膜材料层，以构成至少部分悬置的振动膜220，以及在振动膜220和背极板250 之间形成一空腔260。

具体参考图10所示，本实施例中，在去除部分所述第一牺牲层210时，刻蚀剂通过背腔200a对暴露出的第一牺牲层210进行刻蚀，通过去除部分所述第一牺牲层210，暴露出所述振动膜材料层221。其中，对应所述凹槽 210a的振动膜材料层221构成第一突起231，对于所述凸块210b的振动膜材料层221构成第二突起232，所述第一突起231和所述第二突起232构成所形成的振动膜220上的波纹230。同时，所述刻蚀剂还可进一步侧向流通，使位于衬底200和振动膜220之间靠近背腔200a一侧的第一牺牲层也被刻蚀，而对应振动膜220边缘区域的第一牺牲层210被保留，以构成第一支撑层，从而可利用所述第一支撑层对所形成的振动膜220进行支撑，并且也可通过所述第一支撑层实现振动膜220和衬底200之间的隔离目的。

也就是说，本实施例中，不仅利用了第一牺牲层210的隔离性能和支撑作用，并且，还使未被刻蚀的第一牺牲层210中具备特定的形状结构，使后续所形成的振动膜中可定义的形成有呈弯折状的部分，以构成波纹 230。

继续参考图10所示，在去除部分所述第二牺牲层240时，刻蚀剂通过通孔250a进入振动膜220和背极板250之间，以对所述第二牺牲层240进行刻蚀，去除部分第二牺牲层240，从而可在振动膜220和背极板250之间形成一空腔260，所述振动膜220可在由所述背腔200a和所述空腔260 提供的空间内振动。此外，未被去除的第二牺牲层240可构成一第二支撑层，所述第二支撑层支撑所述背极板250。

在可选的方案中，第一牺牲层210的刻蚀过程和第二牺牲层240的刻蚀过程中，可以在不同步骤中进行，也可以在同一步骤中同时进行。具体的，当第一牺牲层210和第二牺牲层240采用相同的材质形成时，则在刻蚀所述第一牺牲层210时，还可同时对第二牺牲层240进行刻蚀。当所述第一牺牲层210和所述第二牺牲层240采用不同的材质形成时，则可对第一牺牲层210和第二牺牲层240分别刻蚀。当然，也不排除，当第一牺牲层210和所述第二牺牲层240采用不同的材质形成时，也在同一刻蚀步骤中同时对第一牺牲层和第二牺牲层进行刻蚀，只要选用合适的刻蚀剂即可。

如此，即形成了MEMS器件，然而，应当认识到，本实施例中仅为示例性的示出一种实施方法。例如，在形成第一牺牲层时，只要使最终所形成第一牺牲层中存在有凹槽和凸块即可，而并不仅限于利用本实施例中的形成方法形成第一牺牲层。

举例说明，在其他实施例中，所述第一牺牲层的形成方法还可以参考如下步骤：

具体参考图11所示，首先，在所述衬底200的上表面形成多个对应所述凹槽210a’的沟槽；接着，在所述衬底200的上表面上形成若干个牺牲块 211’；接着，在所述衬底上形成牺牲薄膜212’，所述牺牲块211’和所述牺牲薄膜212’构成所述第一牺牲层210’，所述牺牲薄膜212’覆盖所述沟槽的底部和侧壁以形成所述凹槽210a’，以及，所述牺牲薄膜212’覆盖所述牺牲块 211’的顶部和侧壁形成所述凸块210b’。

在其他实施例中，在形成具有凹槽和凸块的第一牺牲层之后，即可利用如上实施例中所述的方法依次形成振动膜和背极板等，此处不做赘述。

综上所述，本发明提供的MEMS器件中，在振动膜中设置有波纹，通过所述波纹可有效释放振动膜的内应力。其中，构成波纹的多个突起中，一部分突起相对于振动膜中非弯折状的部分朝向所述衬底突出，另一部分突起相对于振动膜中非弯折状的部分背向所述衬底突出，从而可减小甚至避免在形成波纹时会在振动膜中产生相应方向的内应力。相对于所有的突起均朝向衬底方向突出的振动膜而言，本发明提供的MEMS器件中的振动膜具有更小的内应力，不仅可改善振动膜发生弯曲变形的问题，提高MEMS 器件的灵敏度，同时使所形成的振动膜具有更好的机械强度，减小其发生破裂的风险。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (20)

1.一种MEMS器件，其特征在于，包括：

衬底；以及，

振动膜，至少部分悬置在所述衬底上方，所述振动膜包括凸出方向相反的第一突起和第二突起，其中，所述第一突起朝向所述衬底凸出；

所述第一突起设有开口背向所述衬底的凹槽，所述第二突起设有开口朝向所述衬底的凹槽。

2.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述振动膜还包括一平板状结构，所述第一突起、所述第二突起至少其中之一与所述平板状结构连接。

3.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述第一突起和所述第二突起交替排布。

4.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述第一突起和所述第二突起在垂直于衬底表面方向上的截面形状为矩形、梯形或三角形。

5.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述衬底中还形成有一贯穿所述衬底的开口，所述开口位于所述振动膜的下方构成一背腔。

6.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，还包括：

一第一支撑层，形成在所述衬底上并支撑所述振动膜。

7.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，还包括：

一背极板，所述背极板位于所述振动膜的上方，所述振动膜和所述背极板之间形成有一空腔。

8.如权利要求7所述的MEMS器件，其特征在于，还包括：

一第二支撑层，形成在所述振动膜上并支撑所述背极板，以使所述振动膜和所述背极板之间形成所述空腔。

9.如权利要求7所述的MEMS器件，其特征在于，所述背极板包括：

一导电层；以及，

一绝缘层，形成在所述导电层上。

10.如权利要求7所述的MEMS器件，其特征在于，所述背极板中形成有至少一个贯穿所述背极板的通孔。

11.如权利要求1至10任一项所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件为MEMS麦克风。

12.一种MEMS器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供一衬底；以及，

在所述衬底上形成一至少部分悬置的振动膜，所述振动膜包括凸出方向相反的第一突起和第二突起，其中，所述第一突起朝向所述衬底凸出；所述第一突起设有开口背向所述衬底的凹槽，所述第二突起设有开口朝向所述衬底的凹槽。

13.如权利要求12所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，形成所述至少部分悬置的振动膜的方法包括：

在所述衬底上形成有一第一牺牲层，所述第一牺牲层中形成有多个朝向所述衬底凹陷的凹槽，以及背向所述衬底突起的凸块，所述凸块的上表面高于所述凹槽的开口；

在所述第一牺牲层上形成振动膜材料层，所述振动膜材料层覆盖所述第一牺牲层中所述凹槽的底部和侧壁以及所述凸块的顶部和侧壁；

去除部分所述衬底，在所述振动膜材料层的下方形成一贯穿所述衬底的开口，以构成一背腔；

通过所述背腔去除部分所述第一牺牲层暴露出所述振动膜材料层，以构成至少部分悬置的振动膜，其中，对应所述凹槽的振动膜材料层构成所述第一突起，对应所述凸块的振动膜材料层构成所述第二突起。

14.如权利要求13所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述凹槽和所述凸块为交替排布。

15.如权利要求13所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述第一牺牲层的形成方法包括：

在所述衬底的上表面形成多个沟槽以及位于所述上表面上的若干牺牲块；

在所述衬底上形成牺牲薄膜，所述牺牲块和所述牺牲薄膜构成所述第一牺牲层；其中，

所述牺牲薄膜覆盖所述沟槽的底部和侧壁并形成有所述凹槽，且所述第二牺牲薄膜覆盖所述牺牲块的顶部和侧壁以形成所述凸块。

16.如权利要求13所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述第一牺牲层的形成方法包括：

在所述衬底上形成牺牲薄膜，所述第牺牲薄膜中形成有多个所述凹槽；以及，

在所述牺牲薄膜上形成若干构成所述凸块的牺牲块，所述牺牲薄膜和所述牺牲块构成所述第一牺牲层。

17.如权利要求13所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，在形成所述振动膜材料层之后，以及去除部分所述第一牺牲层之前，还包括：

在所述振动膜材料层上依次形成一第二牺牲层和一背极板。

18.如权利要求17所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述背极板中形成有至少一个贯穿所述背极板的通孔。

19.如权利要求18所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，在形成所述背极板之后，还包括：

通过所述通孔去除部分所述第二牺牲层，以在所述振动膜材料层和所述背极板之间形成一空腔。

20.如权利要求12至19任一项所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述MEMS器件为MEMS麦克风。