CN115448249B - 器件制备方法、电子器件和微机电系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种器件制备方法、电子器件和微机电系统。该器件制备方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成悬空结构层，其中，所述悬空结构层包括可收缩部和支撑部，所述支撑部至少位于所述可收缩部的相对两侧上；在所述悬空结构层上形成器件层，其中，所述器件层包括器件，且所述器件的悬空部分位于所述可收缩部的上方；以及对所述可收缩部进行收缩处理，以至少形成位于所述可收缩部与所述器件的悬空部分之间的间隙。
Description
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种器件制备方法、电子器件和微机电系统。
背景技术
随着半导体技术的发展，涌现出能够实现各种各样功能的多种电子器件。在一些电子器件中，为了实现期望的功能，可能需要使其至少一部分开放或悬空。然而，这样的电子器件往往具有较高的制备难度，导致其成品率低，并且成本相应增高。
发明内容
本公开的目的之一在于提供一种器件制备方法、电子器件和微机电系统，以减小器件的工艺难度，从而提高其成品率并降低成本。
根据本公开的第一方面，提供了一种器件制备方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成悬空结构层，其中，所述悬空结构层包括可收缩部和支撑部，所述支撑部至少位于所述可收缩部的相对两侧上；
在所述悬空结构层上形成器件层，其中，所述器件层包括器件，且所述器件的悬空部分位于所述可收缩部的上方；以及
对所述可收缩部进行收缩处理，以至少形成位于所述可收缩部与所述器件的悬空部分之间的间隙。
在一些实施例中，在所述衬底上形成悬空结构层包括：
在所述衬底上沉积可收缩材料层；
对所述可收缩材料层进行曝光和显影，以形成图案化的可收缩部；
对所述可收缩部进行固化处理；
在所述衬底上沉积支撑材料层，其中，所述支撑材料层的至少一部分与所述衬底直接接触；以及
基于光刻工艺对所述支撑材料层进行刻蚀，以形成图案化的支撑部。
在一些实施例中，在所述衬底上沉积可收缩材料层的厚度为0.5～20μm；和/或
在所述衬底上沉积支撑材料层的厚度为2～20μm。
在一些实施例中，在所述衬底上形成悬空结构层包括：
在所述衬底上沉积支撑材料层；
基于光刻工艺对所述支撑材料层进行刻蚀，以形成图案化的支撑部；
在所述衬底上沉积可收缩材料层，其中，所述可收缩材料层的一部分与所述衬底直接接触，所述可收缩材料层的另一部分与所述支撑部直接接触；
对所述可收缩材料层进行固化处理；以及
对所述可收缩材料层进行表面研磨来去除所述可收缩材料层的位于所述支撑部上方的部分，以形成图案化的可收缩部。
在一些实施例中，在所述衬底上沉积支撑材料层的厚度为0.5～15μm。
在一些实施例中，进行固化处理的固化温度为150～400℃，并根据所述可收缩部与所述器件的悬空部分之间的间隙大小来确定固化时长，其中，所述固化时长随着所述间隙的增大而减小。
在一些实施例中，所述可收缩部包括聚酰亚胺；和/或
所述支撑部包括铂(Pt)、钨(W)、二氧化硅(SiO2)、磷玻璃(PSG)和磷硅玻璃(BPSG)中的至少一者。
在一些实施例中，在所述悬空结构层上形成器件层包括：
基于光刻工艺在所述悬空结构层上形成图案化的第一电极层；
基于光刻工艺在所述第一电极层上形成图案化的器件材料层；以及
基于光刻工艺在所述器件材料层上形成图案化的第二电极层。
在一些实施例中，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者包括铂；和/或
所述器件材料层包括锆钛酸铅(PZT)、氮化铝(AlN)和氧化锌(ZnO)中的至少一者。
在一些实施例中，所述器件材料层的厚度为0.1～5.0μm。
在一些实施例中，进行收缩处理的收缩温度为300～400℃，收缩时长为2～8h，其中，所述收缩时长随着所述可收缩部与所述器件的悬空部分之间的间隙的增大而增大。
在一些实施例中，在对所述可收缩部进行收缩处理之后，所述衬底、所述支撑部和所述器件层围合形成密闭腔体，且所述可收缩部位于所述密闭腔体中。
在一些实施例中，在对所述可收缩部进行收缩处理之后，所述可收缩部与所述器件层之间的间隙为1～20μm，和/或所述可收缩部与所述支撑部之间的间隙为1～20μm。
根据本公开的第二方面，提供了一种电子器件，包括：
衬底；
位于所述衬底上方的悬空结构层，其中，所述悬空结构层包括可收缩部和支撑部，所述支撑部至少位于所述可收缩部的相对的两侧上；
位于所述悬空结构层上方的器件层，其中，所述器件层包括器件，所述器件层被所述支撑部支撑，且所述器件的悬空部分位于所述可收缩部的上方并与所述可收缩部之间存在间隙。
在一些实施例中，所述衬底、所述支撑部和所述器件层围合形成密闭腔体，且所述可收缩部位于所述密闭腔体中且仅与所述衬底直接接触。
在一些实施例中，所述可收缩部包括聚酰亚胺；和/或
所述支撑部包括铂、钨、二氧化硅、磷玻璃和磷硅玻璃中的至少一者。
在一些实施例中，所述器件层包括：
第一电极层，所述第一电极层位于所述悬空结构层的上方；
器件材料层，所述器件材料层位于所述第一电极层的上方；以及
第二电极层，所述第二电极层位于所述器件材料层的上方。
在一些实施例中，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者包括铂；和/或
所述器件材料层包括锆钛酸铅、氮化铝和氧化锌中的至少一者。
在一些实施例中，所述支撑部的厚度为2～20μm；
所述器件材料层的厚度为0.1～5.0μm；
所述可收缩部与所述第一电极层之间的间隙为1～20μm；和/或
所述可收缩部与所述支撑部之间的间隙为1～20μm。
根据本公开的第三方面，提供了一种微机电系统，该微机电系统包括如上所述的电子器件。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其他特征及其优点将会变得更为清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1示出了一种电子器件的结构示意图；
图2示出了根据本公开的一示例性实施例的器件制备方法的流程示意图；
图3示出了根据本公开的一示例性实施例的电子器件的结构示意图；
图4a-图4g示出了根据本公开的一具体实施例的电子器件的制备过程图；
图5a-图5g示出了根据本公开的另一具体实施例的电子器件的制备过程图。
注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应当注意，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本领域的技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
随着半导体技术的发展，已经能够制备出具有各种结构的、可以实现相应功能的电子器件。在一些电子器件中，其一部分可能需要被开放或悬空，以改善器件性能。例如，在压电器件中，利用压电材料的基本性质，可以将外加电场转换为对应的线性物理形变，也可以将外部施加的应力转换为电荷，因而这种器件可以实现电能和机械能之间的转换，且在微机电系统(MEMS)谐振器、滤波器、探测器、压电驱动和压电敏感型器件以及射频MEMS开关器件等中有着广泛的应用。为了提高压电器件的检测灵敏度，通常需要使器件的感测部分开放或悬空。例如，图1所示为一种常见的压电器件的结构示意图，该压电器件可以包括衬底110、硅膜120、第一电极层130、压电材料层140和第二电极层150，从而应用在低频声波探测或能量收集等场景中。为了提升器件的检测灵敏度，需要通过高深宽比刻蚀(DRIE)工艺对衬底110进行刻蚀，从而在器件的背面实现半开放的膜结构。此外，还需要将硅膜120的厚度降低至10μm以下。然而，DRIE工艺需要昂贵的设备支持，且在工艺上实现厚度10μm以下的硅膜120也具有较大的难度，这些将导致基于图1所示的结构的压电器件的成品率较低，成本相应升高。
为了解决上述问题，本公开提供了一种器件制备方法和电子器件，利用可收缩材料使器件的一部分开放或悬空，从而改善器件的性能、提高成品率并降低成本。在后文中，将以压电器件为例详细阐述本公开的示例性实施例，然而可以理解的是，根据实际需要，电子器件也可以是用于实现其他功能的器件，在此不作限制。
如图2和图3所示，在本公开的一示例性实施例中，器件制备方法可以包括：
步骤S210，提供衬底310。
其中，可以根据电子器件的具体需求来选择相应的衬底材料。在一具体示例中，衬底310可以包括其上形成有二氧化硅的硅片。或者，在其他一些实施例中，衬底材料可以包括二氧化硅、氧化铝和碳化硅等中的至少一者。
如图2所示，器件制备方法还可以包括：
步骤S220，在衬底310上形成悬空结构层。
如图4c和图5c所示，悬空结构层可以包括可收缩部321和支撑部322，且支撑部322至少位于可收缩部321的相对两侧上。这样，当在后续步骤中对可收缩部321进行了收缩之后，支撑部322可以实现对器件的支撑，以保证器件结构的稳定性。
在一些实施例中，支撑部322可以围绕在可收缩部321的整个周边之外。在另一些实施例中，支撑部322也可以间隔地设置在可收缩部321的外围。
在一些实施例中，如图4c和图5c所示，在可收缩部321收缩之前，支撑部322可以与可收缩部321在侧向上紧密接触，即此时在可收缩部321与支撑部322之间不存在侧向延伸的间隙。这样，在后续步骤中制备器件层时，有助于为器件层中各个膜层的形成提供平整的基底，从而改善器件性能。
在本公开中，可以采用多种方式来形成悬空结构层。在一具体实施例中，如图4a所示，在衬底310上形成悬空结构层可以包括：在衬底310上沉积可收缩材料层3211。
具体而言，可以采用旋涂等方式来将可收缩材料层3211沉积在衬底310上。进一步地，在一些实施例中，考虑到可收缩材料可能呈可流动的液体状，因此为了使可收缩材料层3211初步定形以便后续操作，可以在例如110℃下烘烤可收缩材料层32111min。
在一些实施例中，可收缩材料层3211或可收缩部321可以由例如聚酰亚胺等有机材料形成。这种材料的体积可以在一定温度下明显收缩，使得其能够在器件中相应结构的制作过程中实现对这些结构的支撑，并在相应结构制作完成之后收缩，以使这些结构开放或悬空。尤其是，聚酰亚胺及其相关工艺在集成电路制造工艺中具有较高的兼容度，因而选用聚酰亚胺作为可收缩材料有助于降低工艺成本，保持产品较好的一致性和较高的制造良率。
可以根据所需的间隙或腔体的尺寸来确定所沉积的可收缩材料层3211的厚度。在一具体示例中，在衬底上沉积可收缩材料层3211的厚度可以为0.5～20μm。其中，所沉积的可收缩材料层3211的厚度越大，最终可能形成的间隙或腔体的尺寸就越大。
如图4b所示，在衬底310上形成悬空结构层还可以包括：对可收缩材料层3211进行曝光和显影，以形成图案化的可收缩部321；以及对可收缩部321进行固化处理。
可以根据所选用的可收缩材料来确定对其进行曝光的光波波段。在一具体实施例中，当可收缩材料为聚酰亚胺时，可以利用紫外光束、经由具有期望图案的掩模版来照射可收缩材料层3211达一定的时间，以对可收缩材料层3211曝光，从而将掩模版上的图案转移到可收缩材料层3211上。然后，可以利用相应的显影液去除可收缩材料层3211中的不需要的部分，以形成图案化的可收缩部321。
进一步地，在一些实施例中，在完成曝光和显影后，可以对可收缩材料层3211进行固化处理，以使其进一步定形。在一具体示例中，可以在150～400℃的固化温度下进行固化处理，且固化时长可以根据可收缩部321与器件的悬空部分之间的间隙大小来确定。这是因为在固化过程中，可收缩部321也可能有一定的体积收缩，因此需要考虑目前的收缩程度对最终的收缩状态的影响。其中，随着可收缩部321与器件的悬空部分之间的间隙大小增大，可以适当减小这里的固化时长，从而为后面可收缩部321的进一步体积收缩留下足够的余量。
如图4c所示，在衬底310上形成悬空结构层还可以包括：在衬底310上沉积支撑材料层，其中，支撑材料层的至少一部分与衬底直接接触；以及基于光刻工艺对支撑材料层进行刻蚀，以形成图案化的支撑部322。
其中，支撑部322可以填充在可收缩部321之外的空隙中。在基于光刻工艺来形成图案化的支撑部322时，可以在沉积好的支撑材料层上再沉积抗刻蚀层，并通过曝光和显影步骤将掩模版上的期望图案转移到抗刻蚀层上，然后采用与支撑材料相应的刻蚀方式进行刻蚀，以留下如图4c中所示的位于期望位置上的支撑部322。
在一些实施例中，支撑材料层或支撑部322可以包括惰性金属或氧化物。在一具体示例中，支撑材料层或支撑部322可以包括铂、钨、二氧化硅、磷玻璃和磷硅玻璃中的至少一者。这里，通过选用化学性质较为稳定的惰性金属或氧化物作为支撑材料，可以避免在后续制造器件结构的过程中支撑部322本身在其他工艺步骤中被刻蚀掉，从而有助于保持支撑部322的结构完整性，提高器件的可靠性。
在一些实施例中，支撑部322的厚度可以对最终形成的间隙或腔体的尺寸造成影响。在一具体示例中，当支撑材料为铂或钨时，在衬底上沉积支撑材料层的厚度可以为2～20μm。
在本公开的另一具体实施例中，在形成悬空结构层的过程中，也可以先形成支撑部322，再形成可收缩部321。具体而言，如图5a所示，在衬底310上形成悬空结构层可以包括：在衬底310上沉积支撑材料层3221。
如上文所述，在一些实施例中，支撑材料层或支撑部322可以包括惰性金属或氧化物。在一具体示例中，支撑材料层或支撑部322可以包括铂、钨、二氧化硅、磷玻璃和磷硅玻璃中的至少一者。此外，支撑部322的厚度可以对最终形成的间隙或腔体的尺寸造成影响。在一具体示例中，当支撑材料为二氧化硅、磷玻璃或磷硅玻璃时，在衬底上沉积支撑材料层的厚度可以为0.5～15μm。
如图5b所示，在衬底310上形成悬空结构层还可以包括：基于光刻工艺对支撑材料层3221进行刻蚀，以形成图案化的支撑部322。
具体而言，在基于光刻工艺来形成图案化的支撑部322时，可以在沉积好的支撑材料层3221上再沉积抗刻蚀层，并通过曝光和显影步骤将掩模版上的期望图案转移到抗刻蚀层上，然后采用与支撑材料相应的刻蚀方式进行刻蚀，以留下如图5b中所示的位于期望位置上的支撑部322。
进一步地，如图5c所示，在衬底310上形成悬空结构层还可以包括：在衬底310上沉积可收缩材料层，其中，可收缩材料层的一部分与衬底直接接触，可收缩材料层的另一部分与支撑部直接接触；对可收缩材料层进行固化处理；以及对可收缩材料层进行表面研磨来去除可收缩材料层的位于支撑部322上方的部分，以形成图案化的可收缩部321。
具体而言，可以采用旋涂等方式来沉积可收缩材料层，其中，一部分可收缩材料将填充在支撑部322以外的空隙中，还有一部分可收缩材料可能覆盖在支撑部322的上表面上方。这里，可收缩材料层3211或可收缩部321可以由例如聚酰亚胺等有机材料形成。
类似地，可以在150～400℃的固化温度下对所沉积的可收缩材料层进行固化处理，且固化时长可以根据可收缩部321与器件的悬空部分之间的间隙大小来确定。
然后，通过对可收缩材料层进行表面研磨，可以实现表面平整化，使得可收缩材料层的位于支撑部322上方的部分被去除，从而形成图案化的可收缩部321，其填充在支撑部322之外的空隙中。
进一步地，如图2、图3、图4d-图4g和图5d-图5g所示，器件制备方法还可以包括：
步骤S230，在悬空结构层上形成器件层。
其中，器件层包括器件，且器件的悬空部分位于可收缩部的上方。这样，在后续步骤中，可收缩部体积收缩后将与器件的悬空部分分离，从而使这部分开放或悬空。器件的具体结构和制造工艺可以根据不同类型的器件来具体确定，在此不作限制。
在一具体示例中，如图4d和图5d所示，在悬空结构层上形成器件层可以包括：基于光刻工艺在悬空结构层上形成图案化的第一电极层330。
具体而言，可以在沉积好的第一电极层上再沉积抗刻蚀层，并通过曝光和显影步骤将掩模版上的第一电极图案转移到抗刻蚀层上，然后采用与第一电极层的材料相应的刻蚀方式进行刻蚀，以留下图案化的第一电极层330。
如图4e和图5e所示，在悬空结构层上形成器件层还可以包括：基于光刻工艺在第一电极层330上形成图案化的器件材料层340。
具体而言，可以在沉积好的器件材料层上再沉积抗刻蚀层，并通过曝光和显影步骤将掩模版上的器件图案转移到抗刻蚀层上，然后采用与器件材料层的材料相应的刻蚀方式进行刻蚀，以留下图案化的器件材料层330。
如图4f和图5f所示，在悬空结构层上形成器件层还可以包括：基于光刻工艺在器件材料层上形成图案化的第二电极层350。
具体而言，可以在沉积好的第二电极层上再沉积抗刻蚀层，并通过曝光和显影步骤将掩模版上的第二电极图案转移到抗刻蚀层上，然后采用与第二电极层的材料相应的刻蚀方式进行刻蚀，以留下图案化的第二电极层350。
其中，器件材料层340可以根据器件所要实现的具体功能来确定。例如，当器件为压电器件时，器件材料层340可以包括压电材料，例如锆钛酸铅、氮化铝和氧化锌中的至少一者。可以理解的是，如果器件要实现的是其他功能，例如光电功能等，那么器件材料层340可以包括相应的光电材料等，在此不作限制。此外，器件材料层340的厚度也可以根据所要实现的具体功能来确定。在一具体示例中，器件材料层340的厚度可以为0.1～5.0μm。
相应地，第一电极层330和第二电极层350的材料可以根据器件材料层340来决定，以取决于器件所要实现的具体功能来形成电极与器件材料之间的欧姆接触或非欧姆接触。例如，当器件材料层340包括压电材料锆钛酸铅时，为了减小第一电极层330和第二电极层350与器件材料层340之间的接触电阻，可以选用例如金属铂作为第一电极层330和/或第二电极层350的材料。
如图2、图3、图4g和图5g所示，器件制备方法还可以包括：
步骤S240，对可收缩部321进行收缩处理，以至少形成位于可收缩部与器件的悬空部分之间的间隙。
在一具体示例中，进行收缩处理的收缩温度可以为300～400℃，收缩时长可以为2～8h。其中，收缩时长可以随着可收缩部321与器件的悬空部分之间的间隙的增大而增大。也就是说，当可收缩部321在收缩温度下所处的时间越长，其体积收缩越明显，可收缩部321与器件的悬空部分之间的间隙也就越大。
如图3、图4g和图5g所示，在一些实施例中，在对可收缩部321进行收缩处理之后，衬底310、支撑部322和器件层将围合形成密闭腔体，且可收缩部321位于密闭腔体中。进一步地，在一些实施例中，在可收缩部321收缩后，其可以仅与衬底310直接接触，或者说在可收缩部321与器件的悬空部分之间、以及可收缩部321与支撑部322之间均存在间隙。在一具体示例中，在对可收缩部321进行收缩处理之后，可收缩部321与器件层之间的间隙可以为1～20μm。此外，可收缩部321与支撑部322之间的间隙可以为1～20μm。
尤其在电子器件为压电器件的情况下，通过采用密闭腔体结构、且在腔体表面设置例如锆钛酸铅的压电材料，可以利用腔体内的空间大小来调整不同的探测灵敏级别，从而可以在器件的制备过程中针对不同的应用方式来非常灵活地调节器件的性能，实现低成本的制造和调节，获得具有高一致性和高制造良率的产品。
图3所示为本公开一示例性实施例中的电子器件的结构示意图。在一些实施例中，可以采用如上所述的器件制备方法来形成图3中所示的电子器件。具体而言，该电子器件可以包括衬底310、悬空结构层以及器件层，其中，悬空结构层位于衬底310上方，且悬空结构层可以包括可收缩部321和支撑部322，支撑部322至少位于可收缩部321的相对的两侧上，器件层位于悬空结构层上方，且器件层包括器件，器件层被支撑部322支撑，且器件的悬空部分位于可收缩部321的上方并与可收缩部321之间存在间隙。该电子器件的进一步结构和特征可以参考上文关于器件制备方法的描述，在此不再赘述。
此外，本公开还提出了一种微机电系统，该微机电系统可以包括如上所述的电子器件。在一些实施例中，该微机电系统具体可以包括声波探测器、滤波器、射频执行器的核心组件等。
在本公开的技术方案中，利用例如聚酰亚胺等可收缩材料的高温固化后的收缩特性，可以在电子器件的器件层下方形成密闭腔体结构，从而使器件的相应部分悬空。尤其是在压电器件的情况下，这种结构具有较低的制造成本和较高的工艺一致性，且可以通过调节支撑部的高度和可收缩材料的固化工艺条件来对腔体的尺寸进行方便地调节，使得压电器件的灵敏度符合实际需求，且具有较高的制造良率和较低的成本。
说明书及权利要求中的词语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“高”、“低”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其他特征“之上”的特征，此时可以描述为在其他特征“之下”。装置还可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位)，此时将相应地解释相对空间关系。
在说明书及权利要求中，称一个元件位于另一元件“之上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦接”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件之上、直接附接至另一元件、直接连接至另一元件、直接耦接至另一元件或直接接触另一元件，或者可以存在一个或多个中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“之上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦接”至另一元件或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书及权利要求中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。
如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其他实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其他因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其他实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。
另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其他此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。
在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。
如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。本文中使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。
本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其他的修改、变化和替换同样是可能的。可以以任何方式和/或与其他实施例的方面或元件相结合地组合以上公开的所有实施例的方面和元件，以提供多个附加实施例。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。
虽然已通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (19)
1.一种器件制备方法，其特征在于，所述器件制备方法包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成悬空结构层，其中，所述悬空结构层包括可收缩部和支撑部，所述支撑部至少位于所述可收缩部的相对两侧上，所述可收缩部包括可收缩材料；
在所述悬空结构层上形成器件层，其中，所述器件层包括器件，且所述器件的悬空部分位于所述可收缩部的上方；以及
对所述可收缩部进行收缩处理，以在不对所述衬底进行刻蚀的情况下至少形成位于所述可收缩部与所述器件的悬空部分之间的间隙，使得在对所述可收缩部进行收缩处理之后，所述衬底、所述支撑部和所述器件层围合形成密闭腔体，所述可收缩部与所述器件的悬空部分分离，其中，所述可收缩部位于所述密闭腔体中，所述密闭腔体的尺寸是根据所述支撑部的高度和所述可收缩材料的固化工艺条件确定的。
2.根据权利要求1所述的器件制备方法，其特征在于，在所述衬底上形成悬空结构层包括：
在所述衬底上沉积可收缩材料层；
对所述可收缩材料层进行曝光和显影，以形成图案化的可收缩部；
对所述可收缩部进行固化处理；
在所述衬底上沉积支撑材料层，其中，所述支撑材料层的至少一部分与所述衬底直接接触；以及
基于光刻工艺对所述支撑材料层进行刻蚀，以形成图案化的支撑部。
3.根据权利要求2所述的器件制备方法，其特征在于，在所述衬底上沉积可收缩材料层的厚度为0.5～20μm；和/或
在所述衬底上沉积支撑材料层的厚度为2～20μm。
4.根据权利要求1所述的器件制备方法，其特征在于，在所述衬底上形成悬空结构层包括：
在所述衬底上沉积支撑材料层；
基于光刻工艺对所述支撑材料层进行刻蚀，以形成图案化的支撑部；
在所述衬底上沉积可收缩材料层，其中，所述可收缩材料层的一部分与所述衬底直接接触，所述可收缩材料层的另一部分与所述支撑部直接接触；
对所述可收缩材料层进行固化处理；以及
对所述可收缩材料层进行表面研磨来去除所述可收缩材料层的位于所述支撑部上方的部分，以形成图案化的可收缩部。
5.根据权利要求4所述的器件制备方法，其特征在于，在所述衬底上沉积支撑材料层的厚度为0.5～15μm。
6.根据权利要求2或4所述的器件制备方法，其特征在于，进行固化处理的固化温度为150～400℃，并根据所述可收缩部与所述器件的悬空部分之间的间隙大小来确定固化时长，其中，所述固化时长随着所述间隙的增大而减小。
7.根据权利要求1所述的器件制备方法，其特征在于，所述可收缩部包括聚酰亚胺；和/或
所述支撑部包括铂、钨、二氧化硅、磷玻璃和磷硅玻璃中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的器件制备方法，其特征在于，在所述悬空结构层上形成器件层包括：
基于光刻工艺在所述悬空结构层上形成图案化的第一电极层；
基于光刻工艺在所述第一电极层上形成图案化的器件材料层；以及
基于光刻工艺在所述器件材料层上形成图案化的第二电极层。
9.根据权利要求8所述的器件制备方法，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者包括铂；和/或
所述器件材料层包括锆钛酸铅、氮化铝和氧化锌中的至少一者。
10.根据权利要求8所述的器件制备方法，其特征在于，所述器件材料层的厚度为0.1～5.0μm。
11.根据权利要求1所述的器件制备方法，其特征在于，进行收缩处理的收缩温度为300～400℃，收缩时长为2～8h，其中，所述收缩时长随着所述可收缩部与所述器件的悬空部分之间的间隙的增大而增大。
12.根据权利要求1所述的器件制备方法，其特征在于，在对所述可收缩部进行收缩处理之后，所述可收缩部与所述器件层之间的间隙为1～20μm，和/或所述可收缩部与所述支撑部之间的间隙为1～20μm。
13.一种电子器件，其特征在于，所述电子器件包括：
衬底；
位于所述衬底上方的悬空结构层，其中，所述悬空结构层包括可收缩部和支撑部，所述可收缩部包括可收缩材料，所述支撑部至少位于所述可收缩部的相对的两侧上；
位于所述悬空结构层上方的器件层，其中，所述器件层包括器件，所述器件层被所述支撑部支撑，所述器件的悬空部分位于所述可收缩部的上方并与所述可收缩部之间存在间隙，所述可收缩部与所述器件的悬空部分分离，所述间隙是在不对所述衬底进行刻蚀的情况下形成的，所述衬底、所述支撑部和所述器件层围合形成密闭腔体，所述可收缩部位于所述密闭腔体中，所述密闭腔体的尺寸是根据所述支撑部的高度和所述可收缩材料的固化工艺条件确定的。
14.根据权利要求13所述的电子器件，其特征在于，所述可收缩部仅与所述衬底直接接触。
15.根据权利要求13所述的电子器件，其特征在于，所述可收缩部包括聚酰亚胺；和/或
所述支撑部包括铂、钨、二氧化硅、磷玻璃和磷硅玻璃中的至少一者。
16.根据权利要求13所述的电子器件，其特征在于，所述器件层包括：
第一电极层，所述第一电极层位于所述悬空结构层的上方；
器件材料层，所述器件材料层位于所述第一电极层的上方；以及
第二电极层，所述第二电极层位于所述器件材料层的上方。
17.根据权利要求16所述的电子器件，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者包括铂；和/或
所述器件材料层包括锆钛酸铅、氮化铝和氧化锌中的至少一者。
18.根据权利要求16所述的电子器件，其特征在于，所述支撑部的厚度为2～20μm；
所述器件材料层的厚度为0.1～5.0μm；
所述可收缩部与所述第一电极层之间的间隙为1～20μm；和/或
所述可收缩部与所述支撑部之间的间隙为1～20μm。
19.一种微机电系统，其特征在于，所述微机电系统包括根据权利要求13至18中任一项所述的电子器件。
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