MEMS器件及其形成方法与流程

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种MEMS器件及其形成方法。

背景技术：

微机电系统(Micro-Electro Mechanical System，简称MEMS)主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。

MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。

现有技术中，应用于光学领域的MEMS器件的工艺步骤包括：提供一基底，沿基底正面向背面进行刻蚀，在所述基底内形成若干开口，所述开口深度小于基底的厚度；在所述开口底部和侧壁表面形成感光层；提供载板，将所述基底正面与载板进行键合，使得开口内接近真空环境；然后对基底背面进行刻蚀形成沟槽，所述沟槽暴露出开口底部表面的感光层。

然而，现有技术中形成的MEMS器件对外界光线感应能力有待提高，使得形成的MEMS器件的性能较差。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种MEMS器件及其形成方法，提高MEMS器件感应外界光线的能力，从而改善形成的MEMS器件的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种MEMS器件的形成方法，包括：提供包括开口区的第一基底，所述第一基底包括正面和与所述正面相对的背面，其中，所述开口区包括中心区以及环绕所述中心区的外围区；沿所述第一基 底正面向背面刻蚀所述开口区的第一基底，在所述外围区的第一基底中形成若干第一开口，在所述中心区的第一基底中形成若干第三开口，且第一开口位于第一基底内的深度大于第三开口位于第一基底内的深度，所述第一开口的深度、第三开口的深度小于第一基底的厚度；在所述第一开口底部和侧壁表面、以及第三开口底部和侧壁表面形成感光层；提供第二基底；在形成所述感光层之后，将所述第一基底正面与所述第二基底进行键合；在键合后的第一基底背面形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层暴露出开口区的第一基底背面；以所述图形化的掩膜层为掩膜，采用干法刻蚀工艺沿第一基底背面向正面刻蚀所述第一基底，形成底部向第一基底正面方向下凹的沟槽，且所述沟槽暴露出第一开口底部表面的感光层和第三开口底部表面的感光层。

可选的，所述第一开口和第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同；或者，所述第一开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸。

可选的，所述开口区还包括位于中心区和外围区之间的渐变区，其中，所述渐变区环绕所述中心区，所述外围区环绕所述渐变区；还在渐变区的第一基底中形成若干第二开口。

可选的，所述第二开口位于第一基底中的深度等于或大于第三开口位于第一基底中的深度。

可选的，所述第二开口位于第一基底中的深度大于第三开口位于第一基底中的深度时，在沿所述外围区指向中心区的方向上，渐变区的不同的第二开口位于第一基底中的深度相同或越来越小。

可选的，所述第一开口、第二开口和第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同。

可选的，所述第二开口的深度等于第三开口的深度，形成所述第一开口、第二开口以及第三开口的工艺步骤包括：在所述第一基底正面形成具有若干凹槽的第一图形层，且外围区上方的凹槽、渐变区上方的凹槽、以及中心区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同；以所述第一图形层为 掩膜刻蚀部分厚度的第一基底，在外围区的第一基底中形成第一预开口，在渐变区的第一基底中形成第二开口，在中心区的第一基底中形成第三开口；去除所述第一图形层；在第二开口、第三开口以及第一基底正面形成第二图形层；以所述第二图形层为掩膜，刻蚀去除位于第一预开口下方的部分厚度的第一基底，形成所述第一开口。

可选的，所述第二开口的深度大于第三开口的深度时，形成所述第一开口、第二开口以及第三开口的工艺步骤包括：在所述第一基底正面形成具有若干凹槽的第一图形层，且外围区上方的凹槽、渐变区上方的凹槽、以及中心区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同；以所述第一图形层为掩膜刻蚀部分厚度的第一基底，在外围区的第一基底中形成第一预开口，在渐变区的第一基底中形成第二预开口，在中心区的第一基底中形成第三开口；去除所述第一图形层；在第三开口以及第一基底正面形成第二图形层；以所述第二图形层为掩膜，刻蚀去除位于第一预开口下方的部分厚度的第一基底，刻蚀去除位于第二预开口下方的部分厚度的第一基底，形成所述第二开口；去除所述第第二图形层；在第二开口、第三开口以及第一基底正面形成第三图形层；以所述第三图形层为掩膜，刻蚀去除位于第一预开口下方的部分厚度的第一基底，形成所述第一开口。

可选的，所述第一开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于所述第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸。

可选的，所述第二开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸等于或大于第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸。

可选的，所述第二开口在平行于第一基底正面方向的尺寸大于第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸时，在沿外围区指向中心区的方向上，渐变区的不同的第二开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸相等或越来越小。

可选的，所述第一开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸为50微米至80微米；所述第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸为30微米至50微米。

可选的，形成所述第一开口、第二开口以及第三开口的工艺步骤包括：在所述第一基底正面形成具有若干凹槽的图形层，且外围区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于中心区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸；以所述图形层为掩膜，沿所述凹槽刻蚀部分厚度的第一基底，形成所述第一开口、第二开口和第三开口；去除所述图形层。

可选的，所述渐变区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于或等于中心区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸。

可选的，所述感光层的材料为氧化硅。

可选的，采用真空键合工艺进行所述键合。

本发明还提供一种MEMS器件，包括：包括开口区的第一基底，所述第一基底包括正面和与所述正面相对的背面，其中，所述开口区包括中心区和环绕所述中心区的外围区；位于外围区的第一基底中的若干第一开口、位于中心区的第一基底中的若干第三开口，且第一开口位于第一基底内的深度大于第三开口位于基底内的深度，所述第一开口的深度、第三开口的深度小于第一基底的厚度；位于所述第一开口底部和侧壁表面、以及第三开口底部和侧壁表面形成感光层；与所述第一基底的正面相互键合的第二基底；位于所述第一基底开口区的背面的沟槽，所述沟槽底部向第一基底正面方向下凹，且所述沟槽暴露出第一开口底部表面的感光层和第三开口底部表面的感光层。

可选的，所述第一开口和第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同；或者，所述第一开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸。

可选的，所述开口区还包括位于中心区和外围区之间的渐变区，其中，所述渐变区环绕所述中心区，所述外围区环绕所述渐变区，所述渐变区的第一基底中形成有若干第二开口，且所述第二开口位于第一基底中的深度等于或大于第三开口位于第一基底中的深度。

可选的，所述感光层的材料为氧化硅。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供的MEMS器件的形成方法的技术方案中，由于受到干法刻蚀工艺的刻蚀负载效应问题的影响，使得刻蚀第一基底背面形成的沟槽底部表面向第一基底正面凹陷，因此所述沟槽中心区域的深度大于沟槽侧壁附近区域的深度。而本发明中，在外围区的第一基底中形成第一开口，在中心区的第一基底中形成第三开口，且第一开口位于第一基底内的深度大于第三开口位于第一基底内的深度，第一开口位于沟槽侧壁附近区域，使得底部表面向第一基底正面凹陷的沟槽既能够使第三开口底部表面的感光层被暴露出来，也能使第一开口底部表面的感光层被暴露出来。因此，本发明能够克服刻蚀负载效应造成的不良影响，使得第一开口和第三开口底部表面的感光层均能够被暴露出来，使得MEMS器件对外界光线的感应能力强，从而改善形成的MEMS器件的性能，提高形成的MEMS器件的良率。

进一步，所述开口还包括位于中心区和外围区之间的渐变区，还在渐变区的第一基底中形成若干第二开口，且第二开口位于第一基底中的深度等于或大于第三开口位于第一基底中的深度。由于第二开口的深度不小于第三开口的深度，因此形成的沟槽也能够将第二开口底部表面的感光层暴露出来。

更进一步，本发明中第一开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸，使得形成第一开口和第三开口的工艺步骤包括：在所述第一基底正面形成具有若干凹槽的图形层，且外围区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于中心区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸；以所述图形层为掩膜，沿凹槽刻蚀部分厚度的第一基底，在外围区第一基底中形成第一开口，同时在中心区第一基底中形成第三开口。本发明中仅通过一道形成图形层的工艺以及一道刻蚀工艺，即可形成满足不同深度要求的第一开口和第三开口，从而节约了生产成本，降低了工艺难度，且避免了多次形成图形层可能出现的对准误差问题，从而提高了形成的MEMS器件的可靠性。

本发明还提供一种结构性能优越的MEMS器件，包括：包括开口区的第一基底，所述第一基底包括正面和与所述正面相对的背面，其中，所述开口区包括中心区和环绕所述中心区的外围区；位于外围区的第一基底中的若干第一开口、位于中心区的第一基底中的若干第三开口，且第一开口位于第一 基底内的深度大于第三开口位于基底内的深度，所述第一开口的深度、第三开口的深度小于第一基底的厚度；位于所述第一开口底部和侧壁表面、以及第三开口底部和侧壁表面形成感光层；与所述第一基底的正面相互键合的第二基底；位于所述第一基底开口区的背面的沟槽，所述沟槽底部向第一基底正面方向下凹，且所述沟槽暴露出第一开口底部表面的感光层和第三开口底部表面的感光层。本发明中第一开口底部表面的感光层以及第三开口底部表面的感光层均被暴露出来，使得感光层感应外界光线的能力得到提高，因此本发明提供的MEMS器件具有优越的性能。

附图说明

图1为现有技术提供的MEMS器件的剖面结构示意图；

图2至图13为本发明一实施例提供的MEMS器件形成过程的结构示意图；

图14至图20为本发明另一实施例提供的MEMS器件形成过程的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术形成的MEMS器件的性能有待提高。

参考图1，MEMS器件的形成工艺包括以下步骤：

提供第一基底100，所述第一基底100具有正面和与所述正面相对的背面；沿第一基底100正面向背面方向图形化所述第一基底100，在所述第一基底100中形成若干开口101，不同开口101位于第一基底100内的深度一致；在所述开口101底部和侧壁表面形成感光层102；将所述第一基底100正面与第二基底103表面进行键合；在键合之后，在第一基底100背面形成图形化的掩膜层(未图示)；以所述图形化的掩膜层为掩膜刻蚀所述第一基底100，在所述第一基底100中形成沟槽104，且所沟槽104暴露出开口101底部表面的感光层102。

研究发现，采用上述方法形成的凹槽104底部表面向第一基底100的正面下凹，导致形成的沟槽104未能将所有的开口101底部表面的感光层102 暴露出来。

进一步研究发现，由于形成凹槽104的工艺为干法刻蚀工艺，干法刻蚀工艺会受到刻蚀负载效应(Etch Loading)的影响，且沟槽104的宽度尺寸越大刻蚀负载效应越明显，使得形成的凹槽104底部表面向第一基底100的正面下凹，因此当凹槽104底部表面下凹最深区域120附近的感光层102被暴露出来时，凹槽104侧壁表面附近的开口101底部表面的感光层102仍未被暴露出来。产生刻蚀负载效应的原因之一在于：由于被掩膜层下方的材料是不需要被刻蚀的材料，在干法刻蚀形成凹槽104的过程中，凹槽104的深度逐渐变深，而刻蚀气体与凹槽104侧壁表面发生碰撞后向凹槽104的中间位置扩散，导致凹槽104的中间位置的刻蚀气体流量最大，使得最终形成的凹槽104底部表面向第一基底100正面方向下凹，因此凹槽104的底部表面处于第一基底100中的位置不同，进而造成凹槽104未能将所有开口101底部表面的感光层102暴露出来。

为解决上述问题，本发明提供一种提供包括开口区的第一基底，所述第一基底包括正面和与所述正面相对的背面，其中，所述开口区包括中心区以及环绕所述中心区的外围区；沿第一基底正面向背面刻蚀开口区的第一基底，在外围区的第一基底中形成若干第一开口，在中心区的第一基底中形成若干第三开口，且第一开口位于第一基底内的深度大于第三开口位于第一基底内的深度；在所述第一开口底部和侧壁表面、以及第二开口底部和侧壁表面形成感光层；将所述第一基底正面与第二基底进行键合；在键合后的第一基底表面形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层暴露出开口区的第一基底背面；以所述图形化的掩膜层为掩膜，采用干法刻蚀工艺沿第一基底背面向正面刻蚀所述第一基底，形成底部向第一基底正面方向下凹的沟槽，且所述沟槽暴露出第一开口底部表面的感光层以及第三开口底部表面的感光层。

由于受到干法刻蚀工艺的刻蚀负载效应问题的影响，使得刻蚀第一基底背面形成的沟槽底部表面向第一基底正面凹陷，因此所述沟槽中心区域的深度大于沟槽侧壁附近区域的深度；而本发明中，在外围区的第一基底中形成第一开口，在中心区的第一基底中形成第三开口，且第一开口位于第一基底内的深度大于第三开口位于第一基底内的深度，第一开口位于沟槽侧壁附近 区域，因此所述底部表面向第一基底正面凹陷的沟槽既能够使第三开口底部表面的感光层被暴露出来，也能使第一开口底部表面的感光层被暴露出来。因此，本发明能够克服刻蚀负载效应造成的不良影响，使得第一开口和第三开口底部表面的感光层均能够被暴露出来，从而改善形成的MEMS器件的性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2至图13为本发明一实施例提供的MEMS器件形成过程的结构示意图。

参考图2及图3，图2为俯视示意图，图3为图2沿切割线AA1的剖面结构示意图，提供包括开口区210的第一基底201，所述第一基底201包括正面和与所述正面相对的背面，其中，所述开口区210包括中心区211、环绕所述中心区211的渐变区212、以及环绕所述渐变区212的外围区213。

所述第一基底201的材料为硅、锗、锗化硅、碳化硅或砷化镓，所述第一基底201还可以为绝缘体上的硅衬底、绝缘体上的锗衬底或绝缘体上的锗化硅衬底。

本实施例中，所述第一基底201的材料为硅。所述第一基底201内还可以形成有器件，如NMOS晶体管、PMOS晶体管、CMOS晶体管、电阻器、电容器、电感器或互连结构。

后续会在第一基底201的开口区210内形成若干分立的开口，刻蚀第一基底201背面以形成沟槽。其中，外围区213的第一基底201内的开口为第一开口，渐变区212的第一基底201内的开口为第二开口，中心区211的第一基底201内的开口为第三开口，第一开口位于第一基底201内的深度最深，且第一开口与沟槽侧壁之间的距离最近，第三开口与沟槽侧壁之间的距离最远。

所述外围区213的形状可以为圆环形、椭圆环形、多边环形或不规则的封闭环形。所述渐变区212的形状为圆环形、椭圆环形、多边环形或不规则的封闭环形；所述中心区211的形状为圆环形、椭圆环形、多边环形或不规 则的封闭环形，其中，多边环形的边的数量大于等于3。本实施例中，所述开口区210、外围区213、渐变区212、以及中心区211的中心轴线重合，从而使得刻蚀第一基底201背面形成的沟槽的中心轴线与中心区211的中心轴线重合。

本实施例以第一基底201的形状为圆形、外围区213的形状为圆环形、渐变区212的形状为圆环形、中心区211的形状为圆环形为例作示范性说明。

参考图4至图5，其中，图4为开口区210俯视结构示意图，图5为在图3基础上的结构示意图，在所述第一基底201正面形成具有若干凹槽202的第一图形层203。

所述外围区213上方、渐变区212上方以及中心区211上方均形成有凹槽202，且所述外围区213上方的凹槽202、渐变区212上方的凹槽202、以及中心区211上方的凹槽202在平行于第一基底201正面方向上的尺寸相同，从而使后续形成的第一开口、第二开口和第三开口在平行于第一基底201正面方向上的尺寸相同。

所述外围区213上方的凹槽202的位置和数量、渐变区212上方的凹槽202的位置和数量、以及中心区211上方的凹槽202的位置和数量能够根据实际工艺需要确定。所述凹槽202的剖面形状可以为圆形、椭圆形或多边形。本实施例以凹槽202的剖面形状为六边形为例进行说明。

所述第一图形层203的材料为硬掩膜材料或光刻胶材料。本实施例中，所述第一图形层203的材料为光刻胶材料，形成所述第一图形层203的工艺步骤包括：在所述第一基底201正面涂覆光刻胶膜；对所述光刻胶膜进行曝光工艺以及显影工艺，在所述第一基底201表面形成具有若干凹槽202的第一图形层203。

如无特别说明，本实施例后续提供的结构示意图均为在图5基础上的结构示意图。

参考图6，以所述第一图形层203为掩膜，沿所述第一基底201正面向背面刻蚀所述开口区域210的部分厚度的第一基底201，在外围区211的第一基底201中形成若干第一预开口221，在渐变区212的第一基底201中形成若干 第二开口222，在中心区213的第一基底201中形成若干第三开口223。

采用干法刻蚀工艺刻蚀部分厚度的第一基底201，形成的第一预开口221的深度、第二开口222的深度与第三开口223的深度相同。因此，本实施例中，所述第二开口222在第一基底201中的深度等于第三开口223位于第一基底201中的深度。

所述第二开口222的剖面形状与渐变区212上方的凹槽202的剖面形状相同，所述第三开口223的剖面形状与中心区213上方的凹槽202的剖面形状相同，所述第一预开口221的剖面形状与外围区211上方的凹槽202的剖面形状相同。

参考图7，去除所述第一图形层203(参考图6)；在所述第二开口222(参考图6)、第三开口223(参考图6)以及第一基底201正面形成第二图形层204，所述第二图形层204暴露出第一预开口221。

采用灰化工艺或湿法去胶工艺去除所述第一图形层203。所述第二图形层204的材料为硬掩膜材料或光刻胶材料，本实施例中，所述第二图形层204的材料为光刻胶材料。

所述第二图形层204为后续刻蚀第一预开口221下方的部分厚度的第一基底201的掩膜，从而使得在外围区211的第一基底201中形成第一开口，且第一开口位于第一基底201中的深度比第三开口223位于第一基底201中的深度更深。

参考图8，以所述第二图形层204(参考图7)为掩膜，刻蚀去除位于第一预开口221(参考图7)下方的部分厚度的第一基底201，在外围区213的第一基底201中形成若干第一开口231。

本实施例中，所述第一开口231位于第一基底201内的深度大于第三开口223位于第一基底201内的深度，且第二开口222位于第一基底201中的深度与第三开口223位于第一基底201中的深度相同。所述第一开口231、第二开口222和第三开口223在平行于第一基底201正面方向上的尺寸相同。

在形成所述第一开口231之后，去除所述第二图形层204。

在其他实施例中，如图9所示，第二开口222位于第一基底201内的深度也可以大于第三开口223位于第一基底201内的深度，且第二开口222位于第一基底201内的深度可以大于、等于或小于第一开口231位于第一基底201内的深度，保证第二开口222位于第一基底201内的深度不小于第三开口223位于第一基底201内的深度即可，在沿外围区213指向中心区211方向上，渐变区212上方的不同的第二开口222位于第一基底201中的深度相同。

或者，参考图10，所述第二开口222位于第一基底201中的深度大于第三开口223位于第一基底201中的深度时，在沿所述外围区211指向中心区213的方向上，渐变区212上方的不同的第二开口222位于第一基底201中的深度越来越浅。

具体的，在一个具体实施例中，所述第二开口的深度大于第三开口的深度时，形成所述第一开口、第二开口以及第三开口的工艺步骤包括：在所述第一基底正面形成具有若干凹槽的第一图形层，且外围区上方的凹槽、渐变区上方的凹槽、以及中心区上方的凹槽在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同；以所述第一图形层为掩膜刻蚀部分厚度的第一基底，在外围区的第一基底中形成第一预开口，在渐变区的第一基底中形成第二预开口，在中心区的第一基底中形成第三开口；去除所述第一图形层；在第三开口以及第一基底正面形成第二图形层；以所述第二图形层为掩膜，刻蚀去除位于第一预开口下方的部分厚度的第一基底，刻蚀去除位于第二预开口下方的部分厚度的第一基底，形成所述第二开口；去除所述第第二图形层；在第二开口、第三开口以及第一基底正面形成第三图形层；以所述第三图形层为掩膜，刻蚀去除位于第一预开口下方的部分厚度的第一基底，形成所述第一开口。形成的第一开口位于第一基底中的深度最深，第二开口位于第一基底中的深度次之，第三开口位于第一基底中的深度最浅。

在另一实施例中，第二开口位于第一基底内的深度等于第一开口位于第一基底内的深度，则在中心区的第一基底内形成第三开口的同时，在外围区的第一基底内形成第一预开口，在中心区的第一基底内形成第二预开口；然后刻蚀去除位于第一预开口下方的部分厚度的第一基底，同时刻蚀去除位于第二预开口下方的部分厚度的第一基底，在外围区的第一基底内形成第一开 口，在渐变区的第一基底内形成第二开口。

参考图11，在所述第一开口231底部和侧壁表面、第二开口222底部和侧壁表面、以及第三开口223底部和侧壁表面形成感光层205。

本实施例中，所述感光层205的材料为氧化硅。所述感光层205还形成于第一基底201正面，且所述感光层205未填充满第一开口231、第二开口222以及第三开口223。

采用化学气相沉积、原子层沉积或物理气相沉积工艺形成所述感光层205。本实施例中，所述感光层205的形成工艺为热氧化工艺，所述感光层205的厚度为10埃至100埃。

参考图12，提供第二基底240；将所述第一基底201正面与第二基底240进行键合。

所述第二基底240对第一基底201起到支撑作用，所述第二基底204上还可以形成有器件，例如PMOS晶体管、NMOS晶体管、CMOS晶体管、电阻器、电感器、电容器或互连结构。

所述第二基底240的材料为硅、锗、锗化硅、碳化硅或砷化镓；所述第二基底240还可以为绝缘体上的硅基底、绝缘体上的锗基底或者绝缘体上的锗化硅基底。所述第二基底240还可以为玻璃基板或PCB基板。

本实施例中，所述第二基底240为硅衬底。

采用真空键合工艺进行所述键合，使得第一基底201与第二基底240键合之后，第一开口231内、第二开口222内以及第三开口223内的环境接近真空。

参考图13，在键合后的第一基底201背面形成图形化的掩膜层206；以所述图形化的掩膜层206为掩膜，采用干法刻蚀工艺沿第一基底201背面向正面进行刻蚀，形成底部向第一基底201正面方向下凹的沟槽207。

所述图形化的掩膜层206暴露出开口区210上方的第一基底201背面。本实施例中，所述图形化的掩膜层206的材料为光刻胶。

本实施例中，在形成所述沟槽207之后，位于第一开口231底部表面的 感光层205、第二开口222底部表面的感光层205以及位于第三开口223底部表面的感光层205均被暴露出来，且所述沟槽207的中心轴线与开口区210的中心轴线重合。

受到干法刻蚀工艺的刻蚀负载效应问题的影响，使得形成的沟槽207的底部表面向第一基底201正面方向下凹，使得所述沟槽207底部表面的最凹处位于中心区213内，而沟槽207的侧壁紧挨外围区211；且由于沟槽207的中心轴线与开口区210的中心轴线重合，使得沟槽207底部表面与其中心轴线的交点为沟槽207底部表面的最凹点，所述最凹点位于中心区211上方。

由于本实施例中，第一开口231位于第一基底201中的深度大于第三开口223位于第一基底201中的深度，即所述沟槽207侧壁附近的第一开口231的深度较深，那么，即使沟槽207底部表面为向第一基底201正面方向下凹的表面，第一开口231底部表面的感光层205也能够被暴露出来。且由于且第二开口222位于第一基底201中的深度等于或大于第三开口223位于第一基底201中的深度，因此沟槽207底部表面也能够将第二开口222底部表面的感光层205暴露出来。

由于第一开口231底部表面的感光层205、第二开口222底部表面的感光层205以及第三开口223底部表面的感光层205均被暴露出来，使得MEMS器件对光线的感知能力增加，从而使得MEMS器件的电学性能得到提高。在其他实施例中，所述基底的开口区也可以仅包括中心区以及环绕所述中心区的外围区，相应的在外围区的第一基底中形成若干第一开口，在中心区的第一基底中形成若干第三开口，且第一开口位于第一基底内的深度大于第三开口位于第一基底内的深度，其中，所述第一开口和第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同。

在形成所述沟槽207之后，采用灰化或湿法去胶工艺去除所述图形化的掩膜层206。

相应的，本实施例还提供一种MEMS器件，参考图13，包括：

包括开口区210的第一基底201，所述第一基底201包括正面和与所述正面相对的背面，其中，所述开口区210包括中心区211、环绕所述中心区的渐 变区212、以及环绕所述渐变区的外围区213；

位于外围区213的第一基底201中的若干第一开口231、位于中心区212的第一基底201中的若干第三开口223、位于渐变区212的第一基底201中的若干第二开口222，且第一开口231位于第一基底201内的深度大于第三开口223位于第一基底201内的深度，所述第一开口231的深度、第二开口222的深度以及第三开口223的深度小于第一基底201的深度；

位于所述第一开口231底部和侧壁表面、第二开口222底部和侧壁表面、以及第三开口223底部和侧壁表面的感光层205；

与所述第一基底201的正面相互键合的第二基底240；

位于所述第一基底201开口区210的背面的沟槽207，所述沟槽207底部向第一基底201正面方向下凹，且所述沟槽207暴露出第一开口231底部表面的额感光层205、第二开口222底部表面的感光层205以及第三开口223底部表面的感光层205。

以下将对MEMS器件进行详细说明。

所述第一基底201的材料为硅、锗、锗化硅、碳化硅或砷化镓，所述第一基底201还可以为绝缘体上的硅衬底、绝缘体上的锗衬底或绝缘体上的锗化硅衬底。本实施例中，所述第一基底201的材料为硅。所述第一基底201内还可以形成有器件，如NMOS晶体管、PMOS晶体管、CMOS晶体管、电阻器、电容器、电感器或互连结构。

所述外围区213的形状可以为圆环形、椭圆环形、多边环形或不规则的封闭环形。所述渐变区212的形状为圆环形、椭圆环形、多边环形或不规则的封闭环形；所述中心区211的形状为圆环形、椭圆环形、多边环形或不规则的封闭环形，其中，多边环形的边的数量大于等于4。本实施例中，所述开口区210、外围区213、渐变区212、以及中心区211的中心轴线重合，从而使得刻蚀第一基底201背面形成的沟槽的中心轴线与中心区211的中心轴线重合。

本实施例中，所述第一开口231、第二开口222以及第三开口223在平行于第一基底201正面方向上的尺寸相同。

所述第二开口222位于第一基底201内的深度大于或等于第三开口223位于第一基底201内的深度；所述第二开口222位于第一基底201内的深度能够大于、等于或小于第一开口231位于第一基底201内的深度。

本实施例中，位于渐变区212的不同的第二开口222位于第一基底201内的深度相同。在其他实施例中，在沿外围区指向中心区方向上，渐变区的不同的第二开口位于第一基底内的深度越来越浅。

所述第二基底240对第一基底201起到支撑作用，所述第二基底204上还可以形成有器件，例如PMOS晶体管、NMOS晶体管、CMOS晶体管、电阻器、电感器、电容器或互连结构。

所述第二基底240的材料为硅、锗、锗化硅、碳化硅或砷化镓；所述第二基底240还可以为绝缘体上的硅基底、绝缘体上的锗基底或者绝缘体上的锗化硅基底。所述第二基底240还可以为玻璃基板或PCB基板。

所述感光层205的材料为氧化硅。本实施例中，所述沟槽207的中心轴线与中心区211的中心轴线重合，使得沟槽207底部表面的最凹点位于中心区211内。

所述暴露出的感光层205用于感应外界光线，由于本实施例中第一开口231底部表面的感光层205、第二开口222底部表面的感光层205以及第三开口223底部表面的感光层205均被暴露出来，因此MEMS器件感应外界光线的能力较强，因此提供的MEMS器件具有优越的性能。

图14至图20为本发明另一实施例提供的MEMS器件形成过程的结构示意图。

本实施例以第一开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于第三开口在平行于第一基底正面上的尺寸为例进行详细说明。

参考图14，提供包括开口区310的第一基底301，所述第一基底301包括正面和与所述正面相对的背面，其中，所述开口区310包括中心区311、环绕所述中心区311的渐变区312、以及环绕所述渐变区312的外围区313。

有关第一基底301的描述可参考前述实施例，在此不再赘述。

后续在中心区311的第一基底301内形成第三开口，在渐变区312内的第一基底301内形成第二开口，在外围区313内的第一基底301内形成第一开口，其中，所述第一开口、第二开口以及第三开口在平行于第一基底301正面方向上的尺寸相同，且第一开口位于第一基底301内的深度大于第三开口位于第一基底301内的深度，第二开口位于第一基底301内的深度大于或等于第三开口位于第一基底301内的深度。

参考图15，在所述第一基底301正面形成具有若干凹槽302的图形层303。

本实施例中，所述外围区313上方的凹槽302在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于中心区311上方的凹槽302在平行于第一基底301正面方向上的尺寸。其好处在于：

由于外围区313上方的凹槽302的尺寸大于中心区311上方的凹槽302的尺寸，在后续沿凹槽302刻蚀第一基底301时，凹槽302的尺寸越大，因此与所述凹槽302下方的第一基底301接触的刻蚀气体的量越多，因此对所述凹槽302下方的第一基底301的刻蚀速率越大，从而使得形成的第一开口位于第一基底301内的深度比第三开口位于第一基底301内的深度更深。并且，本实施例仅需要一道形成图形层的工艺步骤，即可使形成的第一开口的深度大于第三开口的深度，节约了工艺成本，降低了工艺难度，且避免了多次形成图形层可能出现的位置偏差问题。

位于渐变区312上方的凹槽302在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于或等于中心区311上方的凹槽302在平行于第一基底301正面方向上的尺寸，从而保证后续形成的第二开口的深度大于或等于第三开口的深度。位于渐变区312上方的凹槽302在平行于第一基底301正面方向上的尺寸能够大于、等于或小于外围区313上方的凹槽202在平行于第一基底301正面方向上的尺寸。

本实施例中，渐变区312上方的不同凹槽302在平行于第一基底301正面方向上的尺寸相同，渐变区312上方的凹槽302的尺寸大于中心区311上方的凹槽302的尺寸、且小于外围区213上方的凹槽302的尺寸。在其他实施例中，在沿外围区指向中心区的方向上，渐变区上方的不同凹槽在平行于 第一基底正面方向上的尺寸越来越小。

所述外围区313上方的凹槽302的位置和数量、渐变区312上方的凹槽302的位置和数量、以及中心区311上方的凹槽302的位置和数量能够根据实际工艺需要确定。所述凹槽302的剖面形状可以为圆形、椭圆形或多边形。本实施例以凹槽302的剖面形状为六边形为例进行说明，如图16，图16为开口区的俯视结构示意图，在图16中开口区、外围区、渐变区、中心区未标示。

所述图形层303的材料为硬掩膜材料或光刻胶材料。本实施例中，图形层303的材料为光刻胶材料。

如图特别说明，本实施例后续提供的结构示意图均为在图15基础上的结构示意图。

参考图17，以所述图形层303(参考图15)为掩膜，沿所述凹槽302(参考图15)刻蚀部分厚度的第一基底301，在所述外围区313的第一基底301中形成第一开口321，在渐变区312的第一基底301中形成第二开口322，在中心区311的第一基底301中形成第三开口323。

所述第一开口321在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸。所述第二开口322在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于或等于第三开口323在平行于第一基底301在平行于第一基底301正面方向上的尺寸。本实施例中，第二开口322在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸，不同第二开口322在平行于第一基底301正面方向上的尺寸相同。在其他实施例中，所述第二开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸大于第三开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸时，在沿外围区指向中心区的方向上，渐变区的不同的第二开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸越来越小。

在一个具体实施例中，所述第一开口321在平行于第一基底301正面方向上的尺寸为50微米至80微米；所述第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸为30微米至50微米。

采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第一基底301。当凹槽302在平行于第一基底 301正面方向上的尺寸越大时，位于凹槽302下方的第一基底301接触到的刻蚀气体的量越多，因此尺寸越大的凹槽302下方的第一基底301被刻蚀的速率越快。由于外围区313上方的凹槽302的尺寸大于中心区311上方的凹槽302的尺寸，因此相应形成的第一开口321位于第一基底301内的深度大于第三开口323位于第一基底301内的深度。所述第二开口322位于第一基底301内的深度大于或等于第三开口323位于第一基底301内的深度；所述第二开口322位于第一基底301内的深度能够大于、等于或小于第一开口321位于第一基底301内的深度。

本实施例中，所述第二开口322位于第一基底301内的深度大于第三开口323位于第一基底301内的深度，且渐变区312的不同的第二开口322位于第一基底301内的深度相同。在其他实施例中，在沿外围区指向中心区的方向上，渐变区的不同的第二开口位于第一基底内的深度越来越浅。

本实施例中，通过设置图形层303中的凹槽302的尺寸，能够使得形成的第一开口321位于第一基底301内的深度大于第三开口323位于第一基底301内的深度，因此本实施例中仅通过一道形成图形层的工艺以及一道刻蚀工艺，即可形成满足要求的第一开口321、第二开口322以及第三开口323，从而简化了工艺步骤，降低了工艺难度，避免了多次形成图形层出现的对准误差问题，防止部分感光层305未被暴露出来。

在形成第一开口321、第二开口322以及第三开口323之后，去除所述图形层303。

参考图18，在所述第一开口321底部和侧壁表面、第二开口322底部和侧壁表面、以及第三开口323底部和侧壁表面形成感光层305。

本实施例中，所述感光层305的材料为氧化硅。所述感光层305还形成于第一基底301正面，且所述感光层305未填充满第一开口321、第二开口322以及第三开口323。

采用化学气相沉积、原子层沉积或物理气相沉积工艺形成所述感光层305。本实施例中，所述感光层305的形成工艺为热氧化工艺，所述感光层305的厚度为10埃至100埃。

参考图19，将所述第一基底301正面与第二基底340进行键合；在键合后的第一基底301背面形成图形化的掩膜层306。

有关第二基底340的描述可参考前述实施例的说明，在此不再赘述。本实施例中，采用真空键合工艺进行所述键合。

所述图形化的掩膜层306暴露出开口区310上方的第一基底301背面。本实施例中，所述图形化的掩膜层206的材料为光刻胶材料。

参考图20，以所述图形化的掩膜层306(参考图19)为掩膜，采用干法刻蚀工艺沿第一基底301背面向正面进行刻蚀，形成底部向第一基底301正面方向下凹的沟槽307。

本实施例中，所述沟槽307的中心轴线与中心区311的中心轴线重合。在形成所述沟槽307之后，位于第一开口321底部表面的感光层305、第二开口322底部表面的感光层305以及位于第三开口323底部表面的感光层305均被暴露出来。

受到干法刻蚀工艺的刻蚀负载效应问题的影响，形成的沟槽307底部表面向第一基底301正面方向下凹，使得所述沟槽307底部表面的最凹处位于中心区311内，而沟槽307的侧壁紧挨外围区313；沟槽307的中心轴线与中心区311的中心轴线重合，使得沟槽307底部表面的最凹点位于中心区311内。需要说明的是，由于沟槽307在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于第一开口321的尺寸、第二开口322的尺寸以及第三开口323的尺寸，因此刻蚀负载效应对沟槽307的底部表面的形貌影响较大，使得凹槽308底部表面向第一基底301正面方向凹陷的程度较大，而刻蚀负载效应对第一开口321、第二开口322以及第三开口323的影响可以忽略不计。

由于本实施例中，第一开口321位于第一基底301内的深度大于第三开口323位于第一基底301中的深度，那么即使沟槽307底部表面为向第一基底301正面方向下凹的表面，由于沟槽307侧壁附近的第一开口321的深度较深，使得第一开口321底部表面的感光层305能够被暴露出来。且由于第二开口322位于第一基底301中的深度大于或等于第三开口223位于第一基底301内的深度，从而也能够保证第二开口322底部表面的感光层305被暴 露出来。

由于第一开口321底部表面的感光层305、第二开口322底部表面的感光层305以及第三开口323底部表面的感光层305均被暴露出来，使得MEMS器件对光学的感知能力增加，从而使得MEMS器件的电学性能得到提高。

同时，由于第一开口321在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸，使得第一开口321底部表面暴露出的感光层305的面积大于第三开口322底部表面暴露出的感光层305的面积，因此与第三开口和第一开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同的情况相比，本实施例中，MEMS器件感应光的能力得到进一步增强，能够显著的改善MEMS器件的电学性能。

还包括步骤：采用灰化或湿法去胶工艺，去除所述图形化的掩膜层306。

相应的，本发明还提供一种MEMS器件，参考图20，包括

包括开口区310的第一基底301，所述第一基底301包括正面和与所述正面相对的背面，其中，所述开口区310包括中心区311、环绕所述中心区311的渐变区312、以及环绕所述渐变区312的外围区313；

位于外围区313的第一基底301中的若干第一开口321、位于渐变区312的第一基底301中的若干第二开口322、位于中心区311的第一基底301中的若干第三开口323，且第一开口321位于第一基底301内的深度大于第三开口323位于第一基底301内的深度，所述第一开口321的深度、第二开口322的深度以及第三开口323的深度小于第一基底301的厚度；

位于所述第一开口321底部和侧壁表面、第二开口322底部和侧壁表面、以及第三开口323底部和侧壁表面的感光层305；

与所述第一基底301的正面相互键合的第二基底340；

位于第一基底301开口区310的背面的沟槽307，所述沟槽307向第一基底301正面方向下凹，且所述沟槽307暴露出第一开口321底部表面的感光层305、第二开口322底部表面的感光层305以及第三开口323底部表面的感光层305。

以下将对MEMS器件进行详细说明。

本实施例中，所述第一开口321在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸。

所述第二开口322在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸，所述第二开口322位于第一基底301内的深度大于第三开口323位于第一基底301内的深度。或者，所述第二开口322在平行于第一基底301正面方向上的尺寸等于第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸，所述第二开口322位于第一基底301内的深度等于第三开口323位于第一基底301内的深度。

所述第二开口322在平行于第一基底301正面方向上的尺寸能够大于、等于或小于第一开口321在平行于第一基底301正面方向上的尺寸。本实施例中，所述第二开口322在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸、且小于第一开口321在平行于第一基底301正面方向上的尺寸，且不同第二开口322的尺寸相同且深度相同。

在其他实施例中，在沿外围区指向中心区的方向上，不同第二开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸越来越小，相应的，不同第二开口位于第一基底内的深度越来越小。

本实施例中，所述第一开口321在平行于第一基底301正面方向上的尺寸为50微米至80微米；所述第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸为30微米至50微米。

所述感光层205的材料为氧化硅。本实施例中，所述沟槽207的中心轴线与中心区211的中心轴线重合，使得沟槽207底部表面的最凹点位于中心区211内。

所述暴露出的感光层205用于感应外界光线，由于本实施例中第一开口231底部表面的感光层205、第二开口222底部表面的感光层205以及第三开口223底部表面的感光层205均被暴露出来，因此MEMS器件感应外界光线的能力较强，因此提供的MEMS器件具有优越的性能。

同时，由于第一开口321在平行于第一基底301正面方向上的尺寸大于第三开口323在平行于第一基底301正面方向上的尺寸，使得第一开口321底部表面暴露出的感光层305的面积大于第三开口322底部表面暴露出的感光层305的面积，因此与第三开口和第一开口在平行于第一基底正面方向上的尺寸相同的情况相比，本实施例中，MEMS器件感应光的能力增强，能够显著的改善MEMS器件的电学性能。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。