CN109956447A - 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：衬底；振膜，位于所述衬底上；固定脚，位于所述衬底和振膜之间并且设置于所述振膜的边缘位置；阻隔结构，贯穿设置于所述固定脚中并将所述阻隔结构两侧的所述固定脚相互隔离；背腔，形成于所述衬底中并露出所述振膜。本发明在所述MEMS器件中在所述固定脚中通过设置阻隔结构，可以在背腔蚀刻时用于阻隔所述固定脚被蚀刻，对所述固定脚起到保护作用，不仅可以精确控制固定脚(anchor)大小，还可以减少BOE对晶圆边缘氧化硅的侧向刻蚀的偏差，在不牺牲麦克风性能的前提下提高成品率。

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孔将声压引起振膜的振动，进而改变电容。主要结构有振膜(VP)，空气空腔(Gap)、背板以及背腔，其中，所述振膜通过固定脚(anchor)与衬底之间连接和固定，但是在形成背腔的过程中通常会造成麦克风固定脚(anchor)的偏差，甚至损伤，影响到可靠性。
因此需要对目前所述器件和制备方法作进一步的改进，以消除上述问题。
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，其特征在于，所述MEMS器件包括：
衬底；
振膜，位于所述衬底上；
固定脚，位于所述衬底和振膜之间并且设置于所述振膜的边缘位置；
阻隔结构，贯穿设置于所述固定脚中并将所述阻隔结构两侧的所述固定脚相互隔离；
背腔，形成于所述衬底中并露出所述振膜。
可选地，所述阻隔结构呈环状结构。
可选地，所述阻隔结构包括若干个内外嵌套并且相互隔离的环状结构。
可选地，所述阻隔结构和所述振膜的材料相同。
可选地，所述MEMS器件还包括：
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；
声孔，若干所述声孔相互间隔设置并且穿透所述背板，所述声孔露出所述振膜；
阻挡结构，位于所述背板面向所述空腔的表面上并向所述振膜延伸。
本发明提供了一种MEMS器件的制备方法，所述方法包括：
提供衬底，
在所述衬底上形成固定脚材料层并图案化，以在预定形成固定脚的区域中形成阻隔结构开口并将所述阻隔结构开口两侧的所述固定脚材料层相互隔离；
在所述固定脚材料层上形成振膜并填充所述阻隔结构开口，以在形成振膜的同时形成阻隔结构；
图案化所述衬底，以在形成有所述固定脚材料层的相对的一面形成背腔，同时去除所述阻隔结构内侧的所述固定脚材料层，以露出所述振膜。
可选地，所述阻隔结构呈环状结构。
可选地，所述阻隔结构包括若干个内外嵌套并且相互隔离的环状结构。
可选地，在形成所述阻隔结构之后，形成所述背腔之前，所述方法还包括以下步骤：
在所述振膜上形成牺牲层，以覆盖所述振膜；
在所述牺牲层上形成背板。
可选地，形成所述牺牲层的方法包括：
在所述振膜上形成第一牺牲层，以覆盖所述振膜；
图案化所述第一牺牲层，以形成第一开口；
共形沉积第二牺牲层，以填充所述第一开口并在所述第二牺牲层中形成第二开口，所述第二开口位于所述第一开口上方。
可选地，形成所述背板的方法包括：
在所述第二牺牲层上沉积背板材料层，以覆盖所述第二牺牲层并部分填充所述第二开口；
图案化所述背板材料层，以去除所述第二开口中的所述背板材料层、形成所述背板。
可选地，在形成所述背板之后，形成所述空腔之前，所述方法还包括：
图案化所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，以形成接触孔开口、露出所述振膜；
沉积钝化层，以填充所述第二开口进而形成阻挡结构；
图案化所述钝化层，以露出所述背板和所述接触孔开口中的振膜，同时在所述钝化层和所述背板中形成若干蚀刻开口，以露出所述牺牲层；
在露出的所述振膜和所述背板上形成导电层。
可选地，在形成所述背腔之后，所述方法还包括：
去除所述振膜和所述背板之间的是牺牲层，以在所述振膜和所述背板之间形成空腔。
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。
本申请提供了一种MEMS器件及其制备方法，在所述MEMS器件中在所述固定脚中通过设置阻隔结构，可以在背腔蚀刻时用于阻隔所述固定脚被蚀刻，对所述固定脚起到保护作用，不仅可以精确控制固定脚(anchor)大小，还可以减少BOE对晶圆边缘氧化硅的侧向刻蚀的偏差，在不牺牲麦克风性能的前提下提高成品率。
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1A示出了一种MEMS器件结构的剖视图；
图1B示出了所述MEMS器件结构中晶圆背腔刻蚀理想形貌的SEM示意图；
图1C和1D示出了所述MEMS器件结构中晶圆背腔刻蚀发生倾斜的SEM示意图；
图2示出了本发明一实施例中MEMS器件的制备工艺流程图；
图3A-3J出了本发明一实施例中所述MEMS器件结构中所述互连层制造方法的相关步骤形成的结构的剖视图；
图4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。
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。主要结构有振膜(VP)，空气空腔(Gap)，背板以及金属焊盘(contact Pad)组成。
在所述MEMS器件制备过程中，依次形成衬底201、绝缘层202、振膜203、第一牺牲层204、第二牺牲层205以及背板206，如图1A所示，其中振膜和背板的上下极板中间的间隙氧化物大部分作为牺牲层，经过BOE酸槽之后会被刻蚀掉，以形成空腔。
此外，在形成所述空腔之前或之后，还包括形成背腔的步骤，在形成背腔的过程中通常会造成麦克风固定脚(anchor)的偏差，甚至损伤，如图1A所示，在一侧的所述固定脚已经被蚀刻去除，影响了器件的可靠性。
为了解决该问题，申请人对造成麦克风固定脚(anchor)的偏差的原因进行了实验和分析，一般背腔是通过干法刻蚀掉200～500um的衬底形成的空腔，而由于机器限制，背腔刻蚀在晶圆边缘一般会发生倾斜的现象，造成成品率下降。
其中，对于深孔刻蚀偏差会造成晶圆边缘深孔的刻蚀垂直偏差超过10um，对要求精确的半导体器件而言已经严重影响到成品率，偏差的原因是:刻蚀气体从晶圆中心上方喷射，气体对晶圆边缘不垂直，其中，图1B示出了所述MEMS器件结构中晶圆背腔刻蚀理想形貌的SEM示意图；图1C和1D示出了所述MEMS器件结构中晶圆背腔刻蚀发生倾斜的SEM示意图。
因此，MEMS背腔刻蚀之后，后续的牺牲层(例如氧化硅)去除制程中，会通过背腔和声孔把牺牲层(例如氧化硅)去除，通过控制时间来控制两层极板空腔的大小。如果发生背腔刻蚀倾斜，BOE的侧向刻蚀会造成麦克风固定脚(anchor)的偏差，甚至损伤，影响到可靠性，如图1A所示。
为了解决该问题，目前的做法是在晶圆边缘几个毫米的一圈器件直接认定刻蚀偏差太大而失效，不计算成品率，但每片晶圆做成的芯片总量减少。此外还可以将晶圆厚度减薄，可以减少晶圆边缘偏差的值，但是会造成晶圆翘曲增大，机器手抓取困难，容易破片，同时会降低麦克风空腔的大小，对麦克风性能有影响。目前无法通过优化刻蚀制程达到晶圆边缘刻蚀垂直度的要求。
为此，申请人对所述MEMS器件的结构做了进一步的改进，所述MEMS器件包括：衬底，振膜，位于所述衬底上；固定脚，位于所述衬底和振膜之间并且设置于所述振膜的边缘位置；阻隔结构，贯穿设置于整个所述固定脚中并将所述阻隔结构两侧的所述固定脚相互隔离；背腔，形成于所述衬底中并露出所述振膜。
其中，在振膜固定脚(anchor)区域形成的所述阻隔结构，能够将所述固定脚(anchor)区域完全分割开来，减少BOE对晶圆边缘氧化硅的侧向刻蚀的偏差，并且可以阻隔BOE对阻隔结构外侧的固定脚(anchor)的蚀刻，进而防止固定脚被蚀刻去除的弊端，通过所述改进在不牺牲麦克风性能的前提下提高成品率。
实施例一
下面参考图2和图3A-3J对本发明的MEMS器件的制备方法做详细描述，图2示出了本发明一实施例中MEMS器件的制备工艺流程图；图3A-3J出了本发明一实施例中所述MEMS器件结构中所述互连层制造方法的相关步骤形成的结构的剖视图。
本发明所述制备方法如图2所示，该制备方法的主要步骤包括：
步骤S1：提供衬底，
步骤S2：在所述衬底上形成固定脚材料层并图案化，以在预定形成固定脚的区域中形成阻隔结构开口并将所述阻隔结构开口两侧的所述固定脚材料层相互隔离；
步骤S3：在所述固定脚材料层上形成振膜并填充所述阻隔结构开口，以在形成振膜的同时形成阻隔结构；
步骤S4：图案化所述衬底，以在形成有所述固定脚材料层的相对的一面形成背腔，同时去除所述阻隔结构内侧的所述固定脚材料层，以露出所述振膜。
下面，结合附图3A-3J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301。
具体地，如图3A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。
执行步骤二，在所述衬底上形成固定脚材料层并图案化，以在预定形成固定脚的区域中形成阻隔结构开口并将所述阻隔结构开口两侧的所述固定脚材料层相互隔离。
具体地，如图3A所示，在所述MEMS衬底上形成固定脚材料层302，其中，所述固定脚材料层选用绝缘层，其中所述绝缘层可通过使用诸如氧化硅层、氮化硅层、或氮氧化硅层的无机绝缘层，诸如包含聚乙烯苯酚、聚酰亚胺、或硅氧烷等的层的绝缘层等来形成。此外，聚乙烯苯酚、聚酰亚胺、或硅氧烷可有效地通过微滴排放法、印刷术或旋涂法形成。硅氧烷根据其结构可被分类成二氧化硅玻璃、烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷(alkylsilsesquioxane)聚合物、倍半硅氧烷氢化物(silsesquioxane hydride)聚合物、烷基倍半硅氧烷氢化物(alkylsilsesquioxane hydride)聚合物等。
此外，固定脚材料层可用通过本领域常用的各种沉积方法形成。
可选地，在形成所述绝缘层之前还进一步包括对所述MEMS衬底进行图案化的步骤，以在所述MEMS衬底中形成第一凹槽。
其中，所述第一凹槽为若干相互间隔的方形凹槽，例如所述第一凹槽可以均匀的分布于所述MEMS衬底的边缘。
其中，形成是第一凹槽的方法包括：在所述MEMS衬底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MEMS衬底，以在所述MEMS衬底的表面形成所述第一凹槽，如图3A所示。
其中所述第一凹槽的深度并不局限于某一数值范围，可以根据需要进行设定。
然后对所述固定脚材料层进行图案化，以形成所述阻隔结构开口，具体地，包括以下步骤：
在所述固定脚材料层上形成掩膜层，例如光刻胶层。其中，在图案化的所述掩膜层中、在预定形成固定脚的上方形成阻隔结构开口图案。
以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述固定脚材料层，进而形成阻隔结构开口。
其中，所述阻隔结构开口可以为环状结构，例如为方形环、圆形环或者多边形的环等，其形状并不局限于某一种，只要是密闭的环形结构、将所述固定脚区域划分内外相互间隔的两部分即可。
可选地，所述阻隔结构开口可以包括内外嵌套的若干个所述环状结构。例如如图3A所示的包括内外嵌套的3个环状结构，但是所述环状结构的数目并不局限于该示例，可以根据实际需要进行选择。
在该步骤中可以选用干法蚀刻，反应离子蚀刻(RIE)、离子束蚀刻、等离子体蚀刻。
在该步骤中选用O基蚀刻剂蚀刻所述固定脚材料层，在本发明的一实施例中选用O2的气氛，还可以同时加入其它少量气体例如CF4、CO2、N2，所述蚀刻压力可以为50-200mTorr，可选为100-150mTorr，功率为200-600W，在本发明中所述蚀刻时间为5-80s，更优选10-60s，同时在本发明中选用较大的气体流量，作为优选，在本发明所述O2的流量为30-300sccm，更可选为50-100sccm。
执行步骤三，在所述固定脚材料层上形成振膜、填充所述阻隔结构开口，以在形成振膜的同时形成阻隔结构。
具体地，如图3B所示，在所述MEMS衬底上形成所述振膜并图案化，例如在所述固定脚材料层上形成振膜303，以覆盖固定脚材料层并填充所述阻隔结构开口，在所述阻隔结构开口中形成阻隔结构。
所述振膜303可以选用多晶硅、SiGe等材料，并不局限于某一种。在该实施例中，所述振膜303选用多晶硅。
其中，所述振膜303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，在本发明中可选为低压化学气相沉积(LPCVD)。
可选地，所述方法还包括图案化所述振膜，以去除部分所述振膜并露出所述MEMS衬底。例如去除所述振膜的边缘区域，以露出所述MEMS衬底，如图3B所示。
在本发明中为了更加简化所述工艺步骤，图案化所述振膜的步骤包括：
在所述振膜上形成掩膜层，例如光刻胶层；
对所述光刻胶层进行曝光显影，以去除外侧的部分所述光刻胶层，露出所述振膜；
然后以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述振膜，以去除部分所述振膜并露出所述MEMS衬底，同时在所述振膜的中心区域形成振膜开口。
所述阻隔结构与所述阻隔结构开口相对应，在沉积所述振膜之后形成的所述阻隔结构为环状结构，例如为方形环、圆形环或者多边形的环等，其形状并不局限于某一种，只要是密闭的环形结构、将所述固定脚区域划分内外相互间隔的两部分即可。
可选地，所述阻隔结构可以包括内外嵌套的若干个所述环状结构。例如如图3B所示的包括内外嵌套的3个环状结构，但是所述环状结构的数目并不局限于该示例，可以根据实际需要进行选择。
执行步骤四，在所述振膜上方形成牺牲层，以覆盖所述振膜。
具体地，如图3C所示，形成所述牺牲层的方法包括：
步骤1：在所述振膜上形成第一牺牲层304，以覆盖所述振膜；
步骤2：图案化所述第一牺牲层，以形成第一开口，如图3C所示；
步骤3：共形沉积第二牺牲层305，以填充所述第一开口并在所述第二牺牲层中形成第二开口，所述第二开口位于所述第一开口上方，如图3C所示。
其中，在所述步骤1中所述第一牺牲层选用氧化物，例如选用与所述振膜具有较大蚀刻选择比的氧化物。
在所述步骤2中，图案化所述第一牺牲层，以在所述第一牺牲层表面形成若干均匀分布的第一开口。
其中，所述第一开口的形状并不局限于某一种，例如可以为锥形开口。
然后接着沉积第二牺牲层，在该步骤中选用共形沉积的方法形成所述第二牺牲层，所述第二牺牲层中会形成所述第二开口。
其中，所述第一牺牲层和所述第二牺牲层选用相同的材料以及相同的形成方法。
执行步骤五，在所述牺牲层上形成背板。
具体地，如图3E所示，在露出的所述MEMS衬底上及其内侧的所述牺牲层的上形成背板306，以覆盖所述牺牲层。
其中，所述背板306可以选用多晶硅、SiGe等材料，并不局限于某一种。在该实施例中，所述背板306选用多晶硅。
其中，所述背板306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，在本发明中可选为低压化学气相沉积(LPCVD)。
形成所述背板的方法包括：
步骤1：在所述第二牺牲层上沉积背板材料层，以覆盖所述第二牺牲层并部分填充所述第二开口；
步骤2：图案化所述背板材料层，以去除所述第二开口中的所述背板材料层、形成所述背板。
在形成所述背板之后还包括：图案化所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，以形成接触孔开口、露出所述振膜，如图3F所示；
沉积钝化层，以填充所述第二开口并形成阻挡结构；
图案化所述钝化层307，以露出所述接触孔开口中的振膜和所述背板，同时在所述钝化层和所述背板中形成若干蚀刻开口，如图3G所示；
在露出的所述振膜和所述背板上形成导电层308，如图3H所示。
其中，所述钝化层307选用氧化物，但并不局限于某一种。
执行步骤六，图案化所述衬底中与形成有所述固定脚材料层相对的表面，以形成背腔，同时去除所述阻隔结构内侧的所述固定脚材料层，以露出所述振膜。
具体地，如图3I所示，在该步骤中可以选用干法蚀刻或者湿法蚀刻以去除部分所述衬底和所述固定脚材料层，以形成所述背腔，在所述背腔的蚀刻过程中，回蚀刻去除部分所述固定脚，但是由于所述固定脚中形成有阻隔结构，因此在蚀刻暴露出所述阻隔结构之后，所述阻隔结构可以保护其内侧的所述固定脚不被蚀刻。
其中，背腔位于后续要形成层的所述空腔的下方，所述背板、振膜以及背板和振膜之间的所述空腔形成电容器，当所述MEMS麦克风接受到声音之后，在声压的作用下所述振膜发生形变，由此引起所述振膜和所述背板之间距离的变化，同时产生电容的变化，利用电极对所述电容变化量进行测量，最后进行运算和工作。
执行步骤七，去除所述振膜和所述背板之间的所述牺牲层，以形成空腔。
具体地，在图案化所述钝化层307，以露出所述接触孔开口中的振膜和所述背板的同时在所述钝化层和所述背板中形成若干蚀刻开口，用于去除所述牺牲层。
或者，单独执行以下步骤：
步骤1：图案化所述背板，以在所述背板中形成声孔，露出所述牺牲层；
步骤2：通过缓冲蚀刻的方法去除所述牺牲层，以形成所述空腔。
在所述步骤1中，首先图案化所述背板，以在所述背板中形成开口，以作为若干声孔，用于传导声波至所述空腔内。
具体地，首先在所述钝化层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钝化层和所述背板，以在所述钝化层和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。
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。
在该步骤中由于所述背板的竖直部分可以作为支撑，因此在该步骤中可以保证所述背板不会发生损坏，可以提高该步骤的蚀刻工艺窗口。
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。
实施例二
本发明还提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件包括：
衬底，
振膜，位于所述衬底上；
固定脚，位于所述衬底和振膜之间并且设置于所述振膜的边缘位置；
阻隔结构，贯穿设置于整个所述固定脚中并将所述阻隔结构两侧的所述固定脚相互隔离；
背腔，形成于所述衬底中并露出所述振膜。
具体地，如图3J所示，其中，所述阻隔结构为环状结构，例如为方形环、圆形环或者多边形的环等，其形状并不局限于某一种，只要是密闭的环形结构、将所述固定脚区域划分内外相互间隔的两部分即可。
可选地，所述阻隔结构可以包括内外嵌套的若干个所述环状结构。例如如图3J所示的包括内外嵌套的3个环状结构，但是所述环状结构的数目并不局限于该示例，可以根据实际需要进行选择。
其中，所述MEMS器件还包括：
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；
声孔，若干所述声孔相互间隔设置并且穿透所述背板，所述声孔露出所述振膜；
阻挡结构，位于所述背板面向所述空腔的表面上并向所述振膜延伸。
具体地，如图3A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衬底上还形成有固定脚，其中所述绝缘层可通过使用诸如氧化硅层、氮化硅层、或氮氧化硅层的无机绝缘层，诸如包含聚乙烯苯酚、聚酰亚胺、或硅氧烷等的层的绝缘层等来形成。此外，聚乙烯苯酚、聚酰亚胺、或硅氧烷可有效地通过微滴排放法、印刷术或旋涂法形成。硅氧烷根据其结构可被分类成二氧化硅玻璃、烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷(alkylsilsesquioxane)聚合物、倍半硅氧烷氢化物(silsesquioxane hydride)聚合物、烷基倍半硅氧烷氢化物(alkylsilsesquioxane hydride)聚合物等。
此外，固定脚可以通过本领域常用的各种沉积方法形成。
其中，在所述MEMS衬底中形成有第一凹槽。
其中，所述第一凹槽为若干相互间隔的方形凹槽，例如所述第一凹槽可以均匀的分布于所述MEMS衬底的边缘。
其中，形成第一凹槽的方法包括：在所述MEMS衬底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MEMS衬底，以在所述MEMS衬底的表面形成所述第一凹槽，如图3A所示。
其中所述第一凹槽的深度并不局限于某一数值范围，可以根据需要进行设定。
在该步骤中可以选用干法蚀刻，反应离子蚀刻(RIE)、离子束蚀刻、等离子体蚀刻。
所述振膜303可以选用多晶硅、SiGe等材料，并不局限于某一种。在该实施例中，所述振膜303选用多晶硅。
其中，所述振膜303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，在本发明中可选为低压化学气相沉积(LPCVD)。
在所述振膜303上形成有牺牲层，所述牺牲层包括第一牺牲层304和第二牺牲层305，具体地包括：
在所述MEMS衬底上及其内侧的所述牺牲层上形成有背板306，以覆盖所述牺牲层。
其中，所述背板306可以选用多晶硅、SiGe等材料，并不局限于某一种。在该实施例中，所述背板306选用多晶硅。
其中，所述背板30,6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，在本发明中可选为低压化学气相沉积(LPCVD)。
在所述振膜和所述背板之间形成有空腔。
所述MEMS器件还包括背腔，所述背腔位于后续要形成层的所述空腔的下方，所述背板、振膜以及背板和振膜之间的所述空腔形成电容器，当所述MEMS麦克风接受到声音之后，在声压的作用下所述振膜发生形变，由此引起所述振膜和所述背板之间距离的变化，同时产生电容的变化，利用电极对所述电容变化量进行测量，最后进行运算和工作。
实施例三
本发明还提供了一种电子装置，其包括实施例二所述的MEMS器件或通过实施例一所述方法制备得到的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4示出移动电话手机的示例。移动电话手机400被设置有包括在外壳401中的显示部分402、操作按钮403、外部连接端口404、扬声器405、话筒406等。
其中所述移动电话手机包括前述的MEMS器件，所述MEMS器件包括所述MEMS器件还包括：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；声孔，若干所述声孔相互间隔设置并且穿透所述背板，所述声孔露出所述振膜；阻挡结构，位于所述背板面向所述空腔的表面上并向所述振膜延伸。
所述电子器件采用了本发明所述MEMS器件，因此具有MEMS器件的所有优点。
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 (14)

1.一种MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件包括：
衬底；
振膜，位于所述衬底上；
固定脚，位于所述衬底和振膜之间并且设置于所述振膜的边缘位置；
阻隔结构，贯穿设置于所述固定脚中并将所述阻隔结构两侧的所述固定脚相互隔离；
背腔，形成于所述衬底中并露出所述振膜。
2.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述阻隔结构呈环状结构。
3.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述阻隔结构包括若干个内外嵌套并且相互隔离的环状结构。
4.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述阻隔结构和所述振膜的材料相同。
5.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS器件还包括：
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；
声孔，若干所述声孔相互间隔设置并且穿透所述背板，所述声孔露出所述振膜；
阻挡结构，位于所述背板面向所述空腔的表面上并向所述振膜延伸。
6.一种MEMS器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供衬底，
在所述衬底上形成固定脚材料层并图案化，以在预定形成固定脚的区域中形成阻隔结构开口并将所述阻隔结构开口两侧的所述固定脚材料层相互隔离；
在所述固定脚材料层上形成振膜并填充所述阻隔结构开口，以在形成振膜的同时形成阻隔结构；
图案化所述衬底，以在形成有所述固定脚材料层的相对的一面形成背腔，同时去除所述阻隔结构内侧的所述固定脚材料层，以露出所述振膜。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述阻隔结构呈环状结构。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述阻隔结构包括若干个内外嵌套并且相互隔离的环状结构。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在形成所述阻隔结构之后，形成所述背腔之前，所述方法还包括以下步骤：
在所述振膜上形成牺牲层，以覆盖所述振膜；
在所述牺牲层上形成背板。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，形成所述牺牲层的方法包括：
在所述振膜上形成第一牺牲层，以覆盖所述振膜；
图案化所述第一牺牲层，以形成第一开口；
共形沉积第二牺牲层，以填充所述第一开口并在所述第二牺牲层中形成第二开口，所述第二开口位于所述第一开口上方。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，形成所述背板的方法包括：
在所述第二牺牲层上沉积背板材料层，以覆盖所述第二牺牲层并部分填充所述第二开口；
图案化所述背板材料层，以去除所述第二开口中的所述背板材料层、形成所述背板。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在形成所述背板之后，形成所述空腔之前，所述方法还包括：
图案化所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，以形成接触孔开口、露出所述振膜；
沉积钝化层，以填充所述第二开口进而形成阻挡结构；
图案化所述钝化层，以露出所述背板和所述接触孔开口中的振膜，同时在所述钝化层和所述背板中形成若干蚀刻开口，以露出所述牺牲层；
在露出的所述振膜和所述背板上形成导电层。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在形成所述背腔之后，所述方法还包括：
去除所述振膜和所述背板之间的是牺牲层，以在所述振膜和所述背板之间形成空腔。
14.一种电子装置，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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