MEMS结构、MEMS组件及其制造方法与流程

文档序号:14663794发布日期:2018-06-12 18:42
MEMS结构、MEMS组件及其制造方法与流程

本发明涉及MEMS(微机电系统)技术,更具体地,涉及MEMS结构、MEMS组件及其制造方法。



背景技术:

MEMS(微机电系统)是采用光刻和蚀刻等工艺在半导体衬底上形成的微型系统。MEMS结构内部包括空腔、电极等微结构,已经衍生出多种类型的产品,包括加速度计、压力传感器、湿度传感器、指纹传感器、陀螺仪、麦克风、马达、微泵等。

随着手机等移动终端的发展,指纹传感器获得了广泛的应用。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凹凸不平的纹路,纹路有规律的排列形成不同的纹型。指纹识别指通过比较不同指纹的细节特征点来进行身份鉴定。由于具有终身不变性、唯一性和方便性,指纹识别的应用越来越广泛。指纹传感器例如是包括压电材料的MEMS结构,利用压电材料的逆压电效应产生超声波。该超声波在接触到指纹时,在指纹的嵴、峪中表现出不同的反射率和透射率。通过扫描一定面积内的超声波束信号即可读取指纹信息。

进一步地,指纹传感器可以是MEMS组件,包括集成在一起的MEMS结构和CMOS电路。MEMS结构用于发射和接收超声波,CMOS电路用于为MEMS结构提供驱动信号和处理检测信号。共晶键合是集成CMOS电路和MEMS结构的有效方法。但是,在键合过程中会产生键合浆料溢流现象,导致管芯的结构部件短路而失效,大大的降低了良率。同时,键合工艺对准精度不高,从而导致用于电气连接的共晶键合点的尺寸较大,提高了制造成本。采用键合工艺集成CMOS电路和MEMS结构导致制造工艺复杂化、高成本和低良率。

在改进的方法中,可以在CMOS电路上直接制作MEMS结构。然而,由于在CMOS电路上形成MEMS结构的叠层,因此,在MEMS结构中形成空腔非常困难,尤其是难以精确地限定空腔的尺寸。例如,该MEMS结构沿着堆叠方向始终只能提供一个自由表面,因而在形成空腔的步骤中仅能在该自由表面上开口,从而限制了工艺自由度。此外,CMOS电路自身包括多个层间介质层,其中含有大量的气体,如Ar、H2等,在形成空腔的步骤中或者之后,气体释放至空腔中,从而导致空腔的机械性能和声学性能劣化。

因此,期望进一步改进MEMS结构中的空腔形成方法以改善与CMOS工艺的兼容性和提高MEMS结构的工作稳定性和可靠性。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的是提供MEMS结构、MEMS组件及其制造方法,其中,采用封闭层的突出部形成栓塞结构填充释放孔以及封闭空腔,以提高MEMS结构的工作稳定性和可靠性。

根据本发明提供的一种用于制造MEMS结构的方法,包括:形成模板层;在所述模板层中形成第一凹槽以及围绕所述第一凹槽的多个第二凹槽;在所述模板层上形成停止层,所述停止层共形地覆盖所述模板层;在所述停止层上形成牺牲层,所述牺牲层填充所述第一凹槽和所述多个第二凹槽;在所述停止层和所述牺牲层上形成掩模层,所述掩模层覆盖所述牺牲层;在所述掩模层上形成多个释放孔;经由所述多个释放孔和所述多个第二凹槽去除所述牺牲层形成空腔;以及在所述掩模层上形成封闭层,所述封闭层封闭所述多个释放孔,其中,所述多个第二凹槽与所述释放孔的位置相对应,所述封闭层包括多个突出部,所述多个突出部穿过所述多个释放孔插入至所述多个第二凹槽中,从而形成栓塞以封闭所述多个释放孔。

优选地,其中,采用蚀刻形成所述第一凹槽和所述多个第二凹槽,使得所述第一凹槽和所述多个第二凹槽分别从所述模板层的表面向下延伸第一深度和第二深度,其中,所述第一深度大于第二深度。

优选地,其中,所述第一凹槽穿透所述模板层,从而所述第一深度与所述模板层的厚度相对应。

优选地,其中,所述多个第二凹槽分别包括在所述模板层的表面暴露的第一开口,以及在所述第一凹槽的侧壁暴露的第二开口,所述第一开口与所述多个释放孔的相应一个释放孔连通,所述第二开口与所述第一凹槽连通。

优选地,其中,还包括形成用于支撑所述模板层的支撑层。

优选地,其中,所述释放孔的横向尺寸为0.1微米至5微米。

优选地,其中,所述模板层由选自金属、半导体、非晶硅、氧化硅和氮化硅任一种的材料组成。

优选地,其中,所述封闭层由选自氮化铝、氧化硅和氮化硅任一种的材料组成。

优选地,其中,所述多个释放孔的截面形状为选自圆形、椭圆形、三角形、矩形、缺角矩形、五边形中的任一种。

优选地,其中,所述多个第二凹槽的截面形状为选自圆形、椭圆形、三角形、矩形、缺角矩形、五边形中的任一种。

优选地,还包括在所述封闭层上形成压电叠层,所述压电叠层包括依次堆叠的第一电极、压电层和第二电极。

优选地,其中,所述牺牲层由氧化硅组成。

优选地,其中,形成空腔的步骤包括采用气相蚀刻,其中采用的蚀刻气体为HF。

优选地,其中,所述掩模层和所述停止层分别由耐蚀材料组成。

优选地,其中,所述耐蚀材料包括选自钽、金、氮化铝、氧化铝和非晶硅中的任意一种。

根据本发明提供的另一种MEMS结构,包括:模板层,所述模板层包括用于限定空腔的第一凹槽;位于所述模板层上的停止层,所述停止层覆盖所述第一凹槽的底部和侧壁,从而形成与所述第一凹槽相对应的所述空腔;位于所述空腔上的掩模层,所述掩模层包括与所述空腔连通的多个释放孔;以及位于所述掩模层上的封闭层,所述封闭层封闭所述多个释放孔,其中,所述模板层还包括围绕所述第一凹槽的多个第二凹槽,所述多个第二凹槽与所述释放孔的位置相对应,所述封闭层包括多个突出部,所述多个突出部穿过所述多个释放孔插入至所述多个第二凹槽中,从而形成栓塞以封闭所述多个释放孔,其中,所述第一凹槽的第一深度大于第二凹槽的第二深度。

优选地,其中,所述多个第二凹槽分别包括在所述模板层的表面暴露的第一开口,以及在所述第一凹槽的侧壁暴露的第二开口,所述第一开口与所述多个释放孔的相应一个释放孔连通,所述第二开口与所述第一凹槽连通。

优选地,还包括:用于支撑所述模板层的支撑层。

优选地,其中,所述第一凹槽穿透所述模板层。

优选地,其中,所述释放孔的横向尺寸为0.1微米至5微米。

优选地,其中,所述模板层由选自金属、半导体、非晶硅、氧化硅和氮化硅任一种的材料组成。

优选地,其中,所述掩模层和所述停止层分别由耐蚀材料组成。

优选地,其中,所述耐蚀材料包括选自钽、金、氮化铝、氧化铝和非晶硅中的任意一种。

优选地,其中,所述封闭层由选自氮化铝、氧化硅和氮化硅任一种的材料组成。

优选地,所述多个释放孔的截面形状为选自圆形、椭圆形、三角形、矩形、缺角矩形、五边形中的任一种。

优选地,其中,所述多个第二凹槽的截面形状为选自圆形、椭圆形、三角形、矩形、缺角矩形、五边形中的任一种。

优选地,还包括:位于所述封闭层上的压电叠层。

优选地,其中,所述压电叠层包括依次堆叠的第一电极、压电层和第二电极。

优选地,还包括:用于支撑所述模板层的支撑层。

根据本发明提供的另一种MEMS组件,包括:CMOS电路;以及根据权利要求16至28中任一项所述的MEMS结构,其中,所述CMOS电路与所述MEMS结构相连接,用于向所述MEMS结构提供驱动信号以及接收所述MEMS结构的检测信号。

根据本发明提供的另一种MEMS组件,包括:TFT电路;以及根据权利要求16至29中任一项所述的MEMS结构,其中,所述TFT电路与所述MEMS结构相连接,用于选择性地将所述MEMS结构的一部分连接至外部电路,所述外部电路向所述MEMS结构提供驱动信号以及接收所述MEMS结构的检测信号。

本发明的MEMS结构及其制造方法,采用模板层中的第一凹槽限定空腔的尺寸,采用封闭层中的多个突出部插入掩模层中的释放孔和模板层的第二凹槽中,从而形成栓塞,以改善密封效果和提高机械强度,从而改善与CMOS工艺的兼容性和提高MEMS结构的工作稳定性和可靠性。

在优选的实施例中,多个第二凹槽分布于空腔的周边,从而维持掩模层的完整性及机械强度,使得所述掩模层可以支撑封闭层。

该方法可以获得尺寸均匀和精确的真空空腔,并且可以利用停止层和掩模层隔绝CMOS电路中的层间介质层释放的气体,进一步改善与CMOS工艺的兼容性。该MEMS结构可以与CMOS电路一起形成MEMS组件,例如超声波指纹传感器,能够提高指纹传感器工作频率的稳定性与可靠性。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:

图1a至1c分别示出根据本发明实施例的MEMS组件中封闭层的仰视图以及MEMS组件的不同位置的截面图;

图2a和2b至9a和9b示出根据本发明实施例的MEMS组件的制造方法不同阶段的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中,相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。此外,可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节,例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术,以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样,可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

在下文的描述中,术语“MEMS组件”表示CMOS电路和MEMS结构集成在一起形成的组件。在一个实例中,MEMS组件例如是包括CMOS电路和超声波换能器的超声波传感器。然而,本发明的实施例不限于MEMS组件为超声波传感器的情形,而是可以适合于任何包括空腔的MEMS结构及其与CMOS电路集成在一起形成的MEMS组件。

本发明可以各种形式呈现,以下将描述其中一些示例。

图1a至1c分别示出根据本发明实施例的MEMS组件中封闭层的仰视图以及MEMS组件的不同位置的截面图。在图1a中示出了MEMS组件中的封闭层125,该仰视图是从衬底向封闭层观察的视图。

如图1a所示,在MEMS组件100中,封闭层125用于封闭空腔。在图1a中将封闭层125单独示出。然而,可以理解,在最终的MEMS组件100中,封闭层125仅仅为整个结构的一部分且位于空腔上方。

封闭层125包括延伸至释放孔中的多个突出部125a,作为栓塞,用于封闭释放孔。所述多个突出部125a的位置与释放孔相对应,即彼此隔开且分布于空腔的周边。在图1a中的线AA和BB示出随后截面图的不同截取位置,其中,线AA未经过突出部125a,线BB则经过突出部125a。

图1b和1c分别示出沿线AA和线BB的截面图。如图所示,MEMS组件100包括堆叠的CMOS电路110和MEMS结构120。

该CMOS电路110包括至少一部分形成在P型衬底101中的多个晶体管,以及在所述多个晶体管上方依次堆叠的多个布线层和多个层间介质层。作为示例,在图1b和1c示出了仅仅一个P型晶体管和仅仅一个N型晶体管、第一层间介质层106、第一布线层107和第二层间介质层108。在P型衬底101中形成N型阱区102。然后,在N型阱区102中形成P型晶体管的源/漏区103。在P型衬底101中形成N型晶体管的源/漏区104。在P型衬底101和N型阱区102上形成依次堆叠的栅极电介质111和栅极导体105。在P型晶体管中,栅极导体105与N型阱区102之间由栅极电介质111隔开,栅极导体105在相邻的源/漏区之间横向延伸,使得N型阱区102位于栅极导体105下方的一部分作为沟道区。在N型晶体管中,栅极导体105与P型衬底101之间由栅极电介质111隔开,栅极导体105在相邻的源/漏区之间横向延伸,使得P型衬底101位于栅极导体105下方的一部分作为沟道区。P型晶体管的源/漏区103和N型晶体管的源/漏区104以及栅极导体105可以经由导电通道与第一布线层107电连接。

该MEMS结构120包括位于CMOS电路110的第二层间介质层108上方的模板层121、停止层122、掩模层124和封闭层125。模板层121位于第二层间介质层108上并且包括第一凹槽131,所述停止层122共形地覆盖所述模板层121,从而在所述第一凹槽131中形成空腔133。模板层121中的第一凹槽131用于限定空腔的位置和尺寸,从而可以精确地控制空腔的横向尺寸和纵向尺寸。掩模层124包括释放孔132,该释放孔132用于在空腔133的形成过程中提供蚀刻剂的进入通道以及蚀刻产物的排出通道。释放孔132的截面形状为选自圆形、椭圆形、三角形、矩形、缺角矩形、五边形中的任一种。在优选的实施例中,释放孔132的横向尺寸大致为0.1微米至5微米。所述停止层122和掩模层124共同围绕空腔133。

封闭层125位于空腔133上,包括多个突出部125a,用于封闭释放孔132。所述多个突出部125a的位置与释放孔132的位置相对应,即彼此隔开且分布于空腔的周边。该分布方式可以在空腔上方保持掩模层124的完整性和机械强度,使得掩模层124可以支撑封闭层125。所述突出部125a从掩模层124上方延伸,穿过释放孔132,并且到达掩模层124下方的预定深度。

模板层121包括多个第二凹槽121a,分别用于容纳所述多个突出部125a的下部。第二凹槽121a的截面形状为选自圆形、椭圆形、三角形、矩形、缺角矩形、五边形中的任一种。所述第二凹槽121a包括与释放孔132相应的第一开口以及与空腔133连通的第二开口。例如所述第二开口是去除所述第一凹槽131的一部分侧壁形成的开口。所述多个突出部125a穿过释放孔132并且插入第二凹槽121a中,从而形成栓塞,以封闭释放孔132。

在上述的实施例中,MEMS组件100包括依次堆叠的CMOS电路110和MEMS结构120,在MEMS结构120中形成空腔133。利用模板层121和停止层122形成空腔,不仅可以降低空腔形成的难度,而且可以更加准确地限定空腔的尺寸。利用封闭层125的突出部插入释放孔并且延伸至模板层121的第二凹槽中,从而形成栓塞,以改善密封效果和提高机械强度,从而改善与CMOS工艺的兼容性和提高MEMS结构的工作稳定性和可靠性。

在优选的实施例中,MEMS组件100例如是超声波传感器,MEMS结构120还可以包括更多的层。例如,在封闭层125上方,还可以进一步形成超声波换能器的压电叠层。在该结构中,封闭层125为压电叠层提供机械支撑。

该超声波换能器的压电叠层包括依次堆叠的种子层、第一电极、压电层和第二电极。在一个替代的实施例中,如果形成种子层,则可以采用种子层封闭掩模层124中的释放孔132,从而省去单独形成的封闭层。进一步地,MEMS组件100还包括用于将CMOS电路110和MEMS结构120彼此电连接的第一接触和第二接触。第一接触经由穿过压电层的通孔连接至位于压电层下方的第一电极,第二接触连接至第二电极。第一接触和第二接触经由从压电层到达第一布线层的通孔连接至第一布线层。因此,超声波换能器中的压电层两个相对表面上的第一电极和第二电极,分别利用第一接触和第二接触连接至位于超声波换能器下方的CMOS电路。

在上述的实施例中,MEMS结构120形成在CMOS电路110的上方。在一个替代的实施例中,可以采用薄膜晶体管(TFT)电路替代CMOS电路。TFT电路例如包括玻璃基板以及其上形成的多个TFT。TFT电路中的多个TFT可以作为开关,分别与CMOS结构中的像素单元相连接,从而选择性地提供驱动信号给像素单元,或者选择性地从像素单元获取感测信号。在另一个替代的实施例中,可以采用绝缘衬底替代CMOS电路。在该实施例中,绝缘衬底为MEMS结构提供支撑,MEMS组件主要实现MEMS结构相关的功能,并且利用外部电路提供驱动信号和信号处理功能。

图2a和2b至9a和9b示出根据本发明实施例的MEMS组件的制造方法不同阶段的截面图,其中,图2a至9a分别是沿图1a中线AA截取的截面图,图2b至9b分别是沿图1a中线BB截取的截面图。

在CMOS电路110上形成模板层121,如图2a和2b所示。用于形成CMOS电路110的工艺是已知的,在此不再详述。

该CMOS电路例如包括至少一部分形成在P型衬底101中的多个晶体管,以及在所述多个晶体管上方依次堆叠的第一层间介质层106、第一布线层107和第二层间介质层108。作为示例,在图3a示出了仅仅一个P型晶体管和仅仅一个N型晶体管。在P型衬底101中形成N型阱区102。然后,在N型阱区102中形成P型晶体管的源/漏区103。在P型衬底101中形成N型晶体管的源/漏区104。在P型衬底101和N型阱区102上形成依次堆叠的栅极电介质111和栅极导体105。在P型晶体管中,栅极导体105与N型阱区102之间由栅极电介质111隔开,栅极导体105在相邻的源/漏区之间横向延伸,使得N型阱区102位于栅极导体105下方的一部分作为沟道区。在N型晶体管中,栅极导体105与P型衬底101之间由栅极电介质111隔开,栅极导体105在相邻的源/漏区之间横向延伸,使得P型衬底101位于栅极导体105下方的一部分作为沟道区。P型晶体管的源/漏区103和N型晶体管的源/漏区104以及栅极导体105可以经由导电通道与第一布线层107电连接。

在替代的实施例中,CMOS电路110中的晶体管不限于两个,而是可以包括至少一个晶体管,CMOS电路110中的层间介质层不仅于两个,而是可以包括至少一个层间介质层,CMOS电路110中的布线层不限于一个,而是可以包括至少一个布线层。

模板层121例如由选自非晶硅、氧化硅和氮化硅任一种的材料组成,例如采用等离子体增强化学气相沉积(PE-CVD)形成。模板层121的厚度例如约为0.2微米至5微米。

采用包括涂胶、曝光和显影的光刻工艺,形成光刻胶掩模。经由光刻胶掩模进行蚀刻,将模板层121图案化,从而在模板层121中形成第一凹槽131和第二凹槽121a。该蚀刻例如可以是采用蚀刻溶液的湿法蚀刻工艺,或者是在反应腔中进行的干法蚀刻工艺,例如等离子体蚀刻。在蚀刻之后,通过在溶剂中溶解或灰化去除光刻胶掩模。

在模板层121中形成的第一凹槽131用于限定最终形成的空腔的位置和尺寸。在上述的图案化步骤中,光刻胶掩模的图案限定空腔的位置和横向尺寸,蚀刻深度限定空腔的深度。在一个实施例中,可以通过控制蚀刻时间来获得期望的蚀刻深度。在优选的实施例中,第一凹槽131穿透模板层121。如果模板层121和CMOS电路110的第二层间介质层108采用不同的材料组成,则在蚀刻的步骤中,可以采用第二层间介质层108作为停止层,蚀刻深度与模板层121的厚度相一致。因此,可以通过控制模板层121的厚度来获得期望的蚀刻深度。

在模板层121中形成的多个第二凹槽121a围绕空腔。第二凹槽121a用于在随后的蚀刻工艺中提供蚀刻通道,以及用于容纳随后形成的封闭层的突出部。为此,所述第二凹槽121a包括与在模板层121表面暴露的第一开口以及与空腔133连通的第二开口。例如,第二开口是去除所述第一凹槽131的一部分侧壁而形成的开口。在上述的图案化步骤中,光刻胶掩模的图案限定第二凹槽121a的位置和横向尺寸,蚀刻深度限定第二凹槽121a的深度。

然后,例如通过沉积,在第二层间介质层108和模板层121上形成共形的停止层122,如图3a和3b所示。停止层122由耐蚀材料组成,例如由选自钽或金的金属材料或选自氮化铝、氧化铝和非晶硅的非金属材料组成。停止层122的厚度例如为0.1微米至1微米。

该停止层122与模板层121的表面形状一致。因此,在形成停止层122之后,该停止层122位于第一凹槽131的底部和侧壁上,从而在停止层122中形成与第一凹槽131一致的开口。进一步地,该停止层122还位于第二凹槽121a的底部和侧壁上,从而在停止层122中形成与第二凹槽121a一致的开口。

然后,例如通过沉积,在停止层122上形成牺牲层123,如图4a和4b所示。牺牲层123例如由氧化硅组成,例如采用等离子体增强化学气相沉积(PE-CVD)形成。牺牲层123的厚度例如为1微米至6微米,从而可以填充停止层122中形成的第一凹槽131和第二凹槽121a。

然后,采用化学机械平面化(CMP)平整去除牺牲层123的一部分,使得仅仅牺牲层123位于第一凹槽131和第二凹槽121a内部的部分保留,并且获得平整的结构表面,如图5a和5b所示。

然后,例如通过沉积,在停止层122和牺牲层123上形成掩模层124,如图6a和6b所示。掩模层124由耐蚀材料组成,例如由选自钽或金的金属材料或选自氮化铝、氧化铝和非晶硅的非金属材料组成。掩模层124的厚度例如为0.2微米至2微米。

然后,采用上述的光刻工艺和蚀刻工艺,将掩模层124图案化成包含多个释放孔132的掩模图案,如图7a和7b所示。释放孔132的横向尺寸大致为0.1微米至5微米。该释放孔132将作为蚀刻剂的进入通道以及蚀刻产物的排出通道。在掩模层124中形成的多个释放孔132围绕空腔,与所述多个第二凹槽121a的位置对应。也即,所述多个释放孔132与所述多个第二凹槽121a的第一开口彼此对齐。

然后,经由掩模层124的释放孔132进一步蚀刻牺牲层123,如图8a和8b所示。如上所述,掩模层124中的多个释放孔132与模板层121中的多个第二凹槽121a的位置对应。因此,在该蚀刻步骤中,蚀刻剂经由释放孔132,依次蚀刻牺牲层123位于第二凹槽121a中的部分,使得第二凹槽121a的第一开口与第二开口连通,然后进一步蚀刻牺牲层123位于第一凹槽131中的部分。利用蚀刻剂的选择性,使得蚀刻在掩模层124和停止层122的表面停止,从而可以去除牺牲层123,在停止层122中形成空腔133。释放孔132与空腔133彼此连通。

优选地,采用不同的蚀刻工艺图案化掩模层124以及在第二层间介质层108中形成空腔133。例如,在图案化掩模层124采用湿法蚀刻工艺,在形成空腔133时采用气相蚀刻工艺。优选地,牺牲层123由氧化硅组成,停止层122和掩模层124由非晶硅组成,则在形成空腔133时采用的蚀刻剂是气体HF。

该气相蚀刻中的化学反应为:SiO2+4HF=SiF4+2H2O。蚀刻产物是SiF4和水,二者均为气态,容易从腔体中排出。

即使释放孔132的尺寸很小,蚀刻剂也可以经由释放孔132到达牺牲层123,蚀刻产物也可以经由释放孔132排出。因此,释放孔132的尺寸基本上没有受到蚀刻工艺的限制。由于各向同性的蚀刻特性,可以经由释放孔132形成大尺寸的空腔133。

进一步地,由于多个释放孔132分布于空腔133的周边,并且彼此隔开。该分布方式可以在空腔上方保持掩模层124的完整性和机械强度,使得掩模层124可以支撑随后形成的封闭层125。

然后,例如通过沉积,在掩模层124上形成封闭层125,如图9a和9b所示。封闭层125例如由选自氮化铝、氧化硅和氮化硅中的一种组成。优选地,封闭层125由氮化铝组成,例如采用物理气相沉积(PVD)形成。封闭层125位于掩模层124上方,填充掩模层124中的释放孔132,使得空腔133也是封闭的。

如果在真空环境下形成封闭层125,则形成的空腔133为真空空腔。该空腔133的内壁衬有停止层122和掩模层124,从而可以阻止层间介质层的释放气体进入空腔中。

在一种替代的实施例中,如果存在种子层,则种子层可以作为绝缘层。在另一个替代的实施例中,可以采用附加的密封层代替封闭层125封闭开口。该密封层可以由任意材料组成,例如非晶硅或金属。

优选地,根据封闭层125的沉积特性选择释放孔132的尺寸,使得封闭层125在释放孔132的上方可以连续延伸。在该实施例中,释放孔132的直径约为0.1微米至5微米。封闭层125位于空腔133上,包括多个突出部125a。所述突出部125a从掩模层124上方延伸,穿过释放孔132,并且到达掩模层124下方的预定深度,从而插入所述模板层121的第二凹槽121a中,从而形成栓塞,以封闭释放孔132。

在该实施例的方法中,利用封闭层125的突出部插入释放孔132并且延伸至模板层121的第二凹槽121a中,从而形成栓塞,以改善密封效果和提高机械强度,从而改善与CMOS工艺的兼容性和提高MEMS结构的工作稳定性和可靠性。

在优选的实施例中,MEMS组件100例如是超声波传感器。该方法可以进一步形成更多的层。例如,在封闭层125上方,还可以进一步形成超声波换能器的压电叠层。在该结构中,封闭层125为压电叠层提供机械支撑。该超声波换能器的压电叠层包括依次堆叠的种子层、第一电极、压电层和第二电极。该压电层由选自氮化铝、偏聚氟乙烯、偏聚氟乙烯-三氟乙烯、锆钛酸铅压电陶瓷、铌酸锂压电陶瓷中的任意一种组成。第一电极和第二电极由任意导体材料组成,例如,选自Au、Ag和Al之一的金属。

在生产制造方面,该MEMS组件的制造方法与CMOS工艺兼容,可在CMOS生产线直接加工。在MEMS组件的后续应用方面,例如在MEMS组件作为超声波指纹传感器时,在后续移动终端的应用领域无需在玻璃等介质上开孔,可穿透玻璃等介质直接应用,降低了后续的应用成本。在终端应用方面,与电容式指纹传感器相比较,超声波指纹传感器的超声信号受油污、汗水等影响小,受温度与湿度影响小,识别的准确率高等优点。

应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1