CN110366083B - Mems器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种MEMS器件及其制备方法,在基底的正面形成第一绝缘层,在所述第一绝缘层上形成振动膜及极板,在所述基底的背面形成背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且保留部分所述第一绝缘层作为所述振动膜的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,并保留所述背腔中与所述支撑部具有正对面积的基底作为所述支撑部的支撑基底,所述振动膜在振动时,在所述振动膜的边缘与中心之间的中间位置发生振动,增大了有效振动区域,由此提高了MEMS器件的灵敏度及信噪比,同时减小了振动的幅度,降低了灵敏度及信噪比的波动范围;同时减小了在机械可靠性试验中施加到振动膜上的力,从而增加MEMS器件的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体涉及一种MEMS器件及其制备方法。
背景技术
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统)技术是指一种可将机械构件、驱动部件、光学系统、电控系统集成为一个整体的微型系统,它用微电子技术和微加工技术(如硅体微加工、硅表面微加工、晶片键合等)相结合的制造工艺,制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器(例如惯性传感器、压力传感器、加速度传感器等)、执行器、驱动器和微系统。
现有的MEMS器件一般包括基底,所述基底具有正面与背面,且所述基底具有贯穿正面与背面的背腔,在基底的正面上形成有振动膜,振动膜覆盖背腔,在振动膜上形成有绝缘支撑部和横亘在绝缘支撑部上的极板,极板与振动膜之间具有间隙,在极板上形成有若干相互隔开的通孔。在MEMS器件工作时,声音从通孔进入间隙,引起振动膜的振动,所述振动膜与极板相对而构成一个电容。
但是,由于振动膜相当于一个薄膜在运动,在比较小的有效振动区域内会产生比较大的振幅,而振动的振幅较大会导致器件的灵敏度及信噪比的波动范围增大,并且在一些机械类可靠性试验时会对振动膜施加比较大的力,例如空气压力试验或机械力冲击试验,容易造成振动膜的损失或损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MEMS器件及其制备方法,在背腔内形成与振动膜相连接的支撑部,且保留所述背腔中与所述支撑部具有正对面积的基底,以此增大有效振动区域,提高MEMS器件的灵敏度及信噪比。
为实现上述目的,本发明提供一种MEMS器件的制备方法,包括以下步骤:
提供一基底,所述基底具有正面与背面;
在所述基底的正面形成第一绝缘层,在所述第一绝缘层上形成振动膜和极板,所述极板位于所述振动膜上且与所述振动膜绝缘隔离,所述极板和所述振动膜之间形成有间隙,在所述极板中形成有连通所述间隙的通孔;
在所述基底的背面形成背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且保留部分所述第一绝缘层作为所述振动膜的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,并且所述背腔中保留有与所述支撑部具有正对面积的基底。
可选的,形成所述振动膜的步骤包括:
形成一振动膜层,所述振动膜层填满所述第一绝缘层;
对所述振动膜层进行图形化,暴露出所述第一绝缘层的边缘,形成覆盖所述第一绝缘层的振动膜。
可选的,对所述振动膜层进行图形化之后,暴露出所述第一绝缘层的边缘。
可选的,形成所述极板的步骤包括:
形成一第二绝缘层,所述第二绝缘层覆盖所述振动膜与所述第一绝缘层;
对所述第二绝缘层与所述第一绝缘层进行图形化,暴露出所述基底的边缘,且在所述第二绝缘层内形成多个第二凹槽,所述第二凹槽的深度小于所述第二绝缘层的厚度;
形成一极板材料层,所述极板材料层填满所述第二凹槽并覆盖所述第二绝缘层与所述基底;
对所述极板材料层进行图形化,暴露出所述第二绝缘层的边缘,形成极板。
可选的,形成所述通孔的步骤包括:
形成一第三绝缘层,所述第三绝缘层覆盖所述极板、所述第二绝缘层以及所述基底;
对所述第三绝缘层与所述极板进行图形化,形成暴露所述第二绝缘层的多个通孔。
可选的,形成所述背腔的步骤包括:
对所述基底的背面进行图形化,形成暴露所述第一绝缘层的一第三凹槽,所述第三凹槽背向所述间隙,并保留所述第三凹槽中的部分基底作为支撑基底;
通过所述第三凹槽对部分所述第一绝缘层进行刻蚀,暴露出所述振动膜,形成所述背腔,且保留部分所述第一绝缘层作为支撑部,所述支撑部与所述支撑基底具有正对面积。
可选的,形成所述间隙的步骤包括:
通过所述通孔对部分所述第二绝缘层进行刻蚀,暴露出所述振动膜,在所述振动膜与所述极板之间形成间隙。
可选的,对第一绝缘层进行刻蚀形成所述背腔的步骤与对所述第二绝缘层进行刻蚀形成所述间隙的步骤在同一工艺步骤中进行。
可选的,在形成所述第三凹槽之前,所述MEMS器件的制备方法还包括:形成一第四绝缘层,所述第四绝缘层覆盖所述基底的正面;
在形成所述间隙的过程中,去除所述第四绝缘层。
相应的,本发明还提供一种MEMS器件,包括:
一基底,具有正面与背面;
位于所述基底的正面的振动膜,位于所述振动膜上方的极板,所述极板与所述振动膜绝缘隔离且在两者之间形成有间隙,在所述极板中形成有连通所述间隙的通孔;
位于所述基底的背面的背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且在所述背腔内设置有与所述振动膜相连接的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,且在所述背腔内设置有与所述支撑部相邻接且具有正对面积的支撑基底,所述支撑基底连接于所述背腔周围的所述基底上。
可选的,所述MEMS器件还包括:一第一绝缘层,所述第一绝缘层位于所述基底的边缘,所述振动膜位于所述第一绝缘层上;
一第二绝缘层,所述第二绝缘层位于所述振动膜的边缘及所述第一绝缘层上;以及
一第三绝缘层,所述第三绝缘层包围所述极板、所述第二绝缘层以及所述基底;并且,所述通孔位于所述第三绝缘层内且连通所述间隙。
可选的,所述支撑部呈圆柱体状、圆台状或长方体状。
可选的,所述支撑基底呈长方体,所述背腔被所述支撑基底分隔为两个子背腔。
可选的,所述支撑基底为多条长方体相交的结构,多个长方体相交点位于所述支撑部的下方,所述背腔被所述支撑基底分隔为多个子背腔。
本发明提供的MEMS器件及其制备方法中,在基底的正面形成第一绝缘层,在所述第一绝缘层上形成振动膜及极板,在所述基底的背面形成背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且保留部分所述第一绝缘层作为所述振动膜的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,并保留所述背腔中与所述支撑部具有正对面积的基底作为所述支撑部的支撑基底,所述振动膜在振动时,在所述振动膜的边缘与中心之间的中间位置发生振动,增大了有效振动区域,由此提高了MEMS器件的灵敏度及信噪比,同时减小了振动的幅度,降低了灵敏度及信噪比的波动范围;同时减小了在机械可靠性试验中施加到振动膜上的力,从而增加MEMS器件的可靠性。
附图说明
图1为一MEMS器件的剖面结构示意图。
图2为本发明一实施例所提供的MEMS器件的制备方法的流程图。
图3~图9为本发明一实施例所提供的MEMS器件的制备方法的各步骤剖面结构示意图。
图10a~10b为MEMS器件中的有效振动区域的示意图。
图11a~11b为背腔的横截面示意图。
具体实施方式
图1为一MEMS器件的结构示意图,如图1所示,所述MEMS器件包括:基底10,所述基底10具有正面S1与背面S2,在所述基底10的正面形成有振动膜11与极板12,在所述基底10的边缘上形成有支撑部13用于支撑所述振动膜11,并且所述支撑部13包围所述振动膜11的边缘,所述极板12与所述振动膜11通过所述支撑部13绝缘隔离且在两者之间形成有间隙15,在所述基底10、所述支撑部13以及所述极板12上形成有绝缘层14,在所述绝缘层14与所述极板12中形成有连通所述间隙15的通孔(未标识);在所述基底10的背面形成有背腔16,所述背腔16贯穿所述基底10,暴露出所述振动膜11且背向所述间隙15。
所述振动膜11与所述极板12之间形成一电容,声音等通过所述通孔进入所述间隙15,引起所述振动膜11的振动,即相对于所述极板12移动,该相对的移动导致所述极板12与振动膜11形成的电容的电容值发生改变。通过测量该电容值相对于器件静止时电容参考值的变化,从而可以测量出振动膜11相对于极板12的移动。
图10a为所述MEMS器件的有效振动区域的示意图,请参考图1与图10a所示,所述MEMS器件的有效振动区域位于所述背腔15的中心区域,即图中的O区域内。其有效振动区域比较小,而振动膜11在比较小的有效区域内会产生比较大的振幅,振动的振幅比较大会导致所述MEMS器件的灵敏度及信噪比的波动范围增大,并且,在机械类可靠性试验时施加到所述振动膜11的力比较大,严重时会导致所述振动膜11的损失或损坏,进而影响所述MEMS器件的可靠性。
针对上述问题,本申请发明人提出了一种MEMS器件的制备方法,包括:提供一基底,所述基底具有正面与背面;在所述基底的正面形成第一绝缘层,在所述第一绝缘层上形成振动膜和极板,所述极板位于所述振动膜上且与所述振动膜绝缘隔离,所述极板和所述振动膜之间形成有间隙,在所述极板中形成有连通所述间隙的通孔;在所述基底的背面形成背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且保留部分所述第一绝缘层作为所述振动膜的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,并且所述背腔中保留有与所述支撑部具有正对面积的基底。
本发明提供的MEMS器件的制备方法中,在基底的正面形成第一绝缘层,在所述第一绝缘层上形成振动膜及极板,在所述基底的背面形成背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且保留部分所述第一绝缘层作为所述振动膜的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,并保留所述背腔中与所述支撑部具有正对面积的基底作为所述支撑部的支撑基底,所述振动膜在振动时,在所述振动膜的边缘与中心之间的中间位置发生振动,增大了有效振动区域,由此提高了MEMS器件的灵敏度及信噪比,同时减小了振动的幅度,降低了灵敏度及信噪比的波动范围;同时减小了在机械可靠性试验中施加到振动膜上的力,从而增加MEMS器件的可靠性。
为使本发明的内容更加清楚易懂,以下结合说明书附图,对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例,本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
其次,本发明利用示意图进行了详细的表述,在详述本发明实例时,为了便于说明,示意图不依照一般比例局部放大,不应对此作为本发明的限定。
本发明提供一种MEMS器件的制备方法,如图2所示,包括以下步骤:
步骤S100:提供一基底,所述基底具有正面与背面;
步骤S200:在所述基底的正面形成第一绝缘层,在所述第一绝缘层上形成振动膜和极板,所述极板位于所述振动膜上且与所述振动膜绝缘隔离,所述极板和所述振动膜之间形成有间隙,在所述极板中形成有连通所述间隙的通孔;
步骤S300:在所述基底的背面形成背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且保留部分所述第一绝缘层作为所述振动膜的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,并且所述背腔中保留有与所述支撑部具有正对面积的基底。
图3~图9为本发明一实施例所提供的MEMS器件的制备方法的各步骤的结构示意图,请参考图2所示,并结合图3~图9,详细说明本发明提出的MEMS器件的制备方法:
如图3所示,在步骤S100中,提供一基底100,所述基底100具有正面S1与背面S2。所述基底100的材质可以为硅基底,也可以是锗、锗硅、砷化镓基底或绝缘体上硅基底。本领域技术人员可以根据需要选择基底,因此基底的类型不应限制本发明的保护范围。本实施例中的基底100优选为硅基底。所述基底100的正面S1与背面S2位于所述基底100的相对两侧。
在步骤S200中,在所述基底100的正面S1形成第一绝缘层110,在所述第一绝缘层110上形成振动膜120和极板140,所述极板140位于所述振动膜120上且与所述振动膜120绝缘隔离,所述极板140和所述振动膜120之间形成有间隙160,在所述极板140中形成有连通所述间隙160的通孔151,请参考图3~图9所示。
在步骤S300中,在所述基底100的背面S2形成背腔170,所述背腔170暴露出所述振动膜120且背向所述间隙160,并且所述背腔170中保留有与所述支撑部121具有正对面积的基底,请参考图8与图9所示。
以下对步骤S200与步骤S300进行详细介绍:
首先执行步骤S201,在所述基底100的正面S1上沉积第一绝缘层110。可选的,所述第一绝缘层110的材质为氧化硅、氮化硅或氧化硅与氮化硅的叠层,或本领域技术人员已知的其他材料。
然后执行步骤S202,形成振动膜120。即在所述第一绝缘层110上形成振动膜120。请参考图4所示,具体的,在所述第一绝缘层110上形成一振动膜层,所述振动膜层覆盖所述第一绝缘层110,对所述振动膜层进行图形化,暴露出所述第一绝缘层110的边缘,形成位于所述第一绝缘层110的振动膜120。
所述振动膜120后续作为MEMS器件的振动膜,所述振动膜120的材料可以选择多晶硅、锗硅、锗或其他具有弹性的金属或半导体材料,确保振动膜受到声音或惯性力等的作用力而振动变形后还能回复原状,并且确保振动膜具有良好的导电性。
然后执行步骤S203,形成极板140,即在所述振动膜120上形成极板140,形成如图6所示的结构。具体的,首先,在所述振动膜120上形成第二绝缘层130,需要说明的是,所述第二绝缘层130与所述第一绝缘层110的材质可以完全相同,因此,在附图中采用相同的填充方式,并且在图5及以后的附图中均没有对明确标明所述第二绝缘层130与第二绝缘层110的交界线,当然,所述第二绝缘层130也可以采用与所述第一绝缘层110不同的材质,本发明对此并不做限定。
所述第二绝缘层130覆盖所述振动膜120以及所述第一绝缘层110。接着,对所述第二绝缘层130与所述第一绝缘层110进行图形化,具体的,在所述第二绝缘层130上形成图形化的光刻胶层,以所述图形化的光刻胶层为掩膜,对所述第二绝缘层130与所述第一绝缘层110进行刻蚀,暴露出所述基底100的边缘,并且在所述第二绝缘层130内形成多个第二凹槽131,如图5所示。所述第二凹槽131的深度小于所述第二绝缘层130的厚度,即所述第二凹槽131并未暴露出所述振动膜120。可选的,所述第二凹槽131均匀分布于所述第二绝缘层130上,且所述第二凹槽131与所述振动膜120相对应。
接着,形成一极板材料层,所述极板材料层填满所述第二凹槽131并覆盖所述第二绝缘层130以及所述基底100。最后,对所述极板材料层进行图形化,即在所述极板材料层上形成图形化的光刻胶层,以所述图形化的光刻胶层为掩膜,对所述极板材料层进行刻蚀,暴露出所述第二绝缘层130的边缘,形成极板140,如图6所示。所述极板140的材料可选择多晶硅、锗硅或锗,还可以为其他金属如铝,或者本领域技术人员已知的其他材料。
执行步骤S204,形成通孔,即在所述极板140上形成通孔151,如图7所示。具体的,首先,形成一第三绝缘层150,所述第三绝缘层150覆盖所述极板140、所述第二绝缘层130以及所述基底100;然后,对所述第三绝缘层150与所述极板140进行图形化,形成暴露出所述第二绝缘层130的多个通孔151。例如可以通过在所述第三绝缘层150上形成图形化的光刻胶层,暴露出预定形成的通孔在所述第三绝缘层上的位置,然后以图形化的光刻胶层为掩膜,对所述第三绝缘层150以及所述极板140进行刻蚀,直至暴露出所述第二绝缘层130,在所述第三绝缘层150以及所述极板140中形成多个通孔151。
接着,可选的,在所述基底100的正面S1上形成第四绝缘层(未图示),所述第四绝缘层填充所述通孔151,并覆盖所述第三绝缘层150以及所述基底100,亦即所述第四绝缘层覆盖所述基底100的正面S1。避免后续对所述基底100的背面进行操作时对所述基底100的正面的结构造成影响。所述第四绝缘层的材料优选为氧化硅、氮化硅或氧化硅/氮化硅的叠层结构,或本领域技术人员已知的其他材料。
然后执行步骤S301,形成第三凹槽,即在所述基底100的背面S2上形成第三凹槽101,如图8所示。具体的,对所述基底100的背面S2进行图形化,形成暴露所述第一绝缘层110的第三凹槽101,所述第三凹槽101背向预定形成的间隙,并保留所述第三凹槽101中的部分基底作为支撑基底102,用于支撑后续形成的支撑部,所述支撑基底102与后续形成的所述支撑部具有正对面积。
然后同时执行步骤S205与步骤S302,形成间隙与背腔,即在所述极板140与所述振动膜120之间形成间隙160,在所述第三凹槽101内形成背腔170,形成如图9所示的结构。
具体的,采用BOE(Buffered Oxide Etch,缓冲氧化物刻蚀)法,将上一步骤中形成的结构放置于氧化物刻蚀液中,刻蚀液通过第三凹槽101对所述第一绝缘层110进行刻蚀至暴露出所述振动膜120,在所述基底100的背面形成背腔170。在刻蚀液对所述第一绝缘层110进行刻蚀的过程中,所述刻蚀液同时对所述第四绝缘层进行刻蚀,去除所述第四绝缘层之后,通过所述通孔151对所述第二绝缘层130进行刻蚀,去除部分所述第二绝缘层130,形成位于所述振动膜120与极板140之间的间隙160。也就是说,所述第四绝缘层的去除、所述间隙160的形成与所述背腔170的形成,是在同一工艺步骤(即BOE)中进行的。
当然,在其他实施例中,所述第四绝缘层的去除、所述间隙160的形成与所述背腔170的形成可以不在同一步骤中进行,本发明对此并不做限定。
由于在所述第一凹槽101内保留部分基底作为支撑基底102,在通过所述第一凹槽101对所述第一绝缘层110进行刻蚀时,所述支撑基底102能够保护与其相对应的部分所述第一绝缘层不被刻蚀,形成支撑层112。所述振动膜120相对于所述支撑结构112在所述振动膜120上的投影中心对称,即所述振动膜120为中心对称图形,其对称中心为所述支撑结构112在所述振动膜120上的投影,亦即所述支撑结构112位于所述振动膜120的中心位置的下方。通过所述支撑基底101的形状、位置或BOE刻蚀等条件来控制所述支撑结构112的位置及形状。
在本实施例中,优选的,所述支撑结构121呈圆柱体状、圆台状或长方体状,或本领域技术人员已知的其他结构。在其他实施例中,所述支撑结构的数量也可以为两个、三个或更多。本发明对所述支撑结构112的结构及数量并不做限定。
本发明提供的MEMS器件的制备方法中,在基底100的正面S1形成第一绝缘层110,在所述第一绝缘层110上形成振动膜120与极板140,在所述基底100的背面S2形成背腔170,所述背腔170暴露出所述振动膜120且背向所述间隙160,并且保留部分所述第一绝缘层110作为所述振动膜120的支撑部112,所述振动膜120相对于所述支撑部112在所述振动膜120上的投影中心对称,并保留所述背腔170中与所述支撑部112具有正对面积的基底作为所述支撑部121的支撑基底102。与图1与图10a相比,将位于原背腔15中心的振幅比较大的区域向周围转移,请参考图10a与10b所示,将振幅比较大的区域从O区域转移到AB区域内,增大了有效振动区域,同时减小了振动的振幅。当然,在AB区域内或O区域内的振幅并不相同,在图10a与10b中标出的区域仅代表该区域内的振幅大于其他区域的振幅。
本发明提供的MEMS器件的制备方法中,通过支撑部112以及位于所述支撑部112底部的支撑基底102,增大了有效振动区域,同时减小了振动的幅度,由此提高了MEMS器件的灵敏度及信噪比,降低了灵敏度及信噪比的波动范围;同时减小了在机械可靠性试验中施加到振动膜120上的力,从而增加MEMS器件的可靠性。
相应的,本发明还提供一种MEMS器件,采用如上所述的MEMS器件的制备方法制备而成。如图9所示,本发明提供的MEMS器件,包括:
一基底100,具有正面S1与背面S2;
位于所述基底100的正面S1的振动膜120,位于所述振动膜120上方的极板140,所述极板140与所述振动膜120绝缘隔离且在两者之间形成有间隙160,在所述极板140中形成有连通所述间隙160的通孔151;
位于所述基底100的背面S2的背腔170,所述背腔170暴露出所述振动膜120且背向所述间隙160,并且在所述背腔170内设置有与所述振动膜120相连接的支撑部112,所述振动膜120相对于所述支撑部112在所述振动膜120上的投影中心对称,且在所述背腔170内设置有与所述支撑部112具有正对面积的支撑基底102,所述支撑基底102连接于所述背腔170周围的所述基底100上。
可选的,所述MEMS器件还包括:
一第一绝缘层110,所述第一绝缘层110位于所述基底100的边缘,所述振动膜120位于所述第一绝缘层110上;
一第二绝缘层130,所述第二绝缘层130位于所述振动膜120及所述第一绝缘层110上;以及
一第三绝缘层150,所述第三绝缘层150包围所述极板140、所述第二绝缘层130以及所述基底100;并且,所述通孔151位于所述第三绝缘层150内且连通所述间隙160。
可选的,在本实施例中,所述支撑部112呈圆柱体状、圆台状或长方体状,或本领域技术人员已知的其他形状。所述背腔170呈圆柱体状,所述支撑基底102位于所述背腔170内,如图11a所示,所述支撑基底102呈长方体,即所述支撑基底102的横截面呈长方形,所述背腔170被所述支撑基底102分隔为两个子背腔,即所述支撑基底102为单个的基底,当然,所述支撑基底102也可以是除长方体以外的其余形状。
如图11b所示,所述支撑基底102为多条长方体相交的结构,多个长方体相交点位于所述支撑部的下方,所述背腔170被所述支撑基底102分隔为多个子背腔,在图11b中还标示出了所述基底100的位置,以便于确定基底100与支撑基底102的位置关系,但是所述基底100并不限于图示的正方形。本发明对所述支撑部121以及所述支撑基底102的形状及数量均不做限定。
综上所述,本发明提供的MEMS器件及其制备方法中,在基底的正面形成第一绝缘层,在所述第一绝缘层上形成振动膜及极板,在所述基底的背面形成背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且保留部分所述第一绝缘层作为所述振动膜的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,并保留所述背腔中与所述支撑部具有正对面积的基底作为所述支撑部的支撑基底,所述振动膜在振动时,在所述振动膜的边缘与中心之间的中间位置发生振动,增大了有效振动区域,由此提高了MEMS器件的灵敏度及信噪比,同时减小了振动的幅度,降低了灵敏度及信噪比的波动范围;同时减小了在机械可靠性试验中施加到振动膜上的力,从而增加MEMS器件的可靠性。
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 (13)
1.一种MEMS器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一基底,所述基底具有正面与背面;
在所述基底的正面形成第一绝缘层,在所述第一绝缘层上形成振动膜和极板,所述极板位于所述振动膜上且与所述振动膜绝缘隔离,所述极板和所述振动膜之间形成有间隙,在所述极板中形成有连通所述间隙的通孔;
在所述基底的背面形成背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且保留部分所述第一绝缘层作为所述振动膜的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,所述振动膜边缘固定在所述背腔周围的所述第一绝缘层上,并且所述背腔中保留有与所述支撑部具有正对面积的基底。
2.如权利要求1所述的MEMS器件的制备方法,其特征在于,形成所述振动膜的步骤包括:
形成一振动膜层,所述振动膜层覆盖所述第一绝缘层;
对所述振动膜层进行图形化,暴露出所述第一绝缘层的边缘,形成覆盖所述第一绝缘层的振动膜。
3.如权利要求2所述的MEMS器件的制备方法,其特征在于,形成所述极板的步骤包括:
形成一第二绝缘层,所述第二绝缘层覆盖所述振动膜与所述第一绝缘层;
对所述第二绝缘层与所述第一绝缘层进行图形化,暴露出所述基底的边缘,且在所述第二绝缘层内形成多个第二凹槽,所述第二凹槽的深度小于所述第二绝缘层的厚度;
形成一极板材料层,所述极板材料层填满所述第二凹槽并覆盖所述第二绝缘层与所述基底;
对所述极板材料层进行图形化,暴露出所述第二绝缘层的边缘,形成极板。
4.如权利要求3所述的MEMS器件的制备方法,其特征在于,形成所述通孔的步骤包括:
形成一第三绝缘层,所述第三绝缘层覆盖所述极板、所述第二绝缘层以及所述基底;
对所述第三绝缘层与所述极板进行图形化,形成暴露所述第二绝缘层的多个通孔。
5.如权利要求4所述的MEMS器件的制备方法,其特征在于,形成所述背腔的步骤包括:
对所述基底的背面进行图形化,形成暴露所述第一绝缘层的一第三凹槽,所述第三凹槽背向所述间隙,并保留所述第三凹槽中的部分基底作为支撑基底;
通过所述第三凹槽对部分所述第一绝缘层进行刻蚀,暴露出所述振动膜,形成所述背腔,且保留部分所述第一绝缘层作为支撑部,所述支撑部与所述支撑基底具有正对面积。
6.如权利要求5所述的MEMS器件的制备方法,其特征在于,形成所述间隙的步骤包括:
通过所述通孔对部分所述第二绝缘层进行刻蚀,暴露出所述振动膜,在所述振动膜与所述极板之间形成间隙。
7.如权利要求6所述的MEMS器件的制备方法,其特征在于,对第一绝缘层进行刻蚀形成所述背腔的步骤与对所述第二绝缘层进行刻蚀形成所述间隙的步骤在同一工艺步骤中进行。
8.如权利要求6所述的MEMS器件的制备方法,其特征在于,在形成所述第三凹槽之前,所述MEMS器件的制备方法还包括:形成一第四绝缘层,所述第四绝缘层覆盖所述基底的正面;
在形成所述间隙的过程中,去除所述第四绝缘层。
9.一种MEMS器件,其特征在于,包括:
一基底,具有正面与背面;
位于所述基底的正面的振动膜,位于所述振动膜上方的极板,所述极板与所述振动膜绝缘隔离且在两者之间形成有间隙,在所述极板中形成有连通所述间隙的通孔;
位于所述基底的背面的背腔,所述背腔暴露出所述振动膜且背向所述间隙,并且在所述背腔内设置有与所述振动膜相连接的支撑部,所述振动膜相对于所述支撑部在所述振动膜上的投影中心对称,且在所述背腔内设置有与所述支撑部相连接且具有正对面积的支撑基底,所述支撑基底连接于所述背腔周围的所述基底上;
一第一绝缘层,位于所述振动膜和所述基底之间,所述振动膜边缘固定在所述背腔周围的所述第一绝缘层上。
10.如权利要求9所述的MEMS器件,其特征在于,所述MEMS器件还包括:一第一绝缘层,所述第一绝缘层位于所述基底的边缘,所述振动膜位于所述第一绝缘层上;
一第二绝缘层,所述第二绝缘层位于所述振动膜的边缘及所述第一绝缘层上;以及
一第三绝缘层,所述第三绝缘层包围所述极板、所述第二绝缘层以及所述基底;并且,所述通孔位于所述第三绝缘层内且连通所述间隙。
11.如权利要求9所述的MEMS器件,其特征在于,所述支撑部呈圆柱体状、圆台状或长方体状。
12.如权利要求9所述的MEMS器件,其特征在于,所述支撑基底呈长方体,所述背腔被所述支撑基底分隔为两个子背腔。
13.如权利要求9所述的MEMS器件,其特征在于,所述支撑基底为多条长方体相交的结构,多个长方体相交点位于所述支撑部的下方,所述背腔被所述支撑基底分隔为多个子背腔。
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