防止结构层脱落的mems器件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微机电制造技术领域，尤其涉及一种防止结构层脱落的MEMS器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着微机电技术的发展，采用微机电技术制造的微机电(Micro-Electro-Mechanical Systems,简称MEMS)器件由于其具有体积小、重量轻、功耗低、耐用性好、价格低廉、性能稳定等优点而具有越来越广泛的应用，如何进一步提高MEMS器件的性能一直是微机电领域研究的方向。
[0003]目前，由于锗化硅材料具有良好的电学特性，因此通常采用锗化硅材料作为MEMS器件的结构层，但是由于锗化硅应力过大，有时会导致结构层料从MEMS器件上脱落的现象。
[0004]因此，如何减小结构层的应力，防止结构层从MEMS器件上脱落成为本领域技术人员致力研究的方向。
【发明内容】
[0005]针对上述存在的问题，本发明公开一种防止结构层脱落的MEMS器件及其制备方法，以克服现有技术中由于锗化硅应力过大，有时会导致结构层从MEMS器件上脱落的问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，包括如下步骤:
[0008]SI,提供一具有介质层的衬底结构，并于该介质层的上表面依次制备一金属层和一氧化层，所述衬底结构、所述金属层和所述氧化层形成一微机电结构；
[0009]S2，依次刻蚀所述氧化层、所述金属层至所述介质层中，以于所述微机电结构的空乏区域中形成凹槽；
[0010]S3，继续制备一结构层，且该结构层覆盖所述凹槽的底部及其侧壁和剩余的氧化层上表面。
[0011]上述的防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，其中，所述结构层的材质为锗化硅。
[0012]上述的防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，其中，所述衬底结构中还设置有一焊垫，所述介质层覆盖在所述焊垫的上表面，且部分所述焊垫嵌入设置于该介质层中；其中，部分所述介质层隔离所述凹槽和所述焊垫。
[0013]上述的防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，其中，所述介质层中设置有互连线，所述焊垫通过所述互连线与所述金属层连接。
[0014]上述的防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，其中，所述互连线的材质为锗化硅。
[0015]上述的防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，其中，所述凹槽数量为一个或多个。
[0016]上述的防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，其中，所述凹槽的深宽比为k，其中 I < k < 2。
[0017]上述的防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，其中，所述凹槽的深度取值范围为2-10um，所述凹槽的宽度取值范围为2-5um。
[0018]一种防止结构层脱落的MEMS器件，包括:
[0019]一具有介质层的衬底结构；
[0020]依次设置于所述介质层上表面的金属层和氧化层，所述衬底结构、金属层、氧化层形成一微机电结构；
[0021]设置于所述微机电结构的空乏区域中的凹槽；
[0022]一覆盖于所述氧化层上表面及所述凹槽底部及侧壁的结构层。
[0023]上述的防止结构层脱落的MEMS器件，其中，所述结构层的材质为锗化硅。
[0024]上述的防止结构层脱落的MEMS器件，其中，所述衬底结构中还设置有一焊垫，所述介质层覆盖在所述焊垫的上表面，且部分所述焊垫嵌入设置于该介质层中；其中，部分所述介质层隔离所述凹槽和所述焊垫。
[0025]上述的防止结构层脱落的MEMS器件，其中，所述介质层中设置有互连线，所述焊垫通过所述互连线与所述金属层连接。
[0026]上述的防止结构层脱落的MEMS器件，其中，所述互连线的材质为锗化硅。
[0027]上述的防止结构层脱落的MEMS器件，其中，所述凹槽数量为一个或多个。
[0028]上述的防止结构层脱落的MEMS器件，其中，所述凹槽的深宽比为k，其中I <k< 2。
[0029]上述的防止结构层脱落的MEMS器件，其中，所述凹槽的深度取值范围为2-lOum，宽度取值范围为2-5um。
[0030]上述发明具有如下优点或者有益效果:
[0031]综上所述，由于本发明采用了上述技术方案，通过依次刻蚀氧化层、金属层至介质层中，以于微机电结构的空乏区域中形成凹槽，于剩余的氧化层及凹槽上方沉积锗化硅材料层作为结构层，该锗化硅材料层的一部分沉积在凹槽中，释放了锗化硅材料层的一部分应力，同时位于氧化层下方的锗化娃材料抵消了位于氧化层上方的锗化娃材料的一部分应力，从而有效的减少了结构层(锗化硅材料层)的应力，进而防止了结构层从MEMS器件上发生脱落的现象。
[0032]具体
【附图说明】
[0033]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、夕卜形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0034]图1?4是本发明实施例中制备防止结构层脱落的MEMS器件的方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
[0036]实施例一:
[0037]图4是本发明防止结构层脱落的MEMS器件的结构示意图；如图4所示:
[0038]本实施例提供一种防止结构层脱落的MEMS器件，该MEMS器件包括一具有介质层3'衬底结构，和位于该衬底结构的介质层3'上表面的金属层4'(如Ge层),及位于上述的金属层4'上表面的氧化层5'(如S12)层，上述的衬底结构、金属层4'以及氧化层5，，形成一微机电结构，4个凹槽6位于该微机电结构的空乏区域中，一结构层7覆盖4个凹槽6的底部及侧壁和氧化层5'的上表面，且该结构层7内还设有开口 8，该开口 8从结构层7的上表面贯穿至凹槽6的内部，该开口 8的开口端位于结构层7的上表面，上述结构层7的材质为锗化硅。
[0039]其中，衬底结构还具有焊垫2，上述的介质层3'覆盖在焊垫2的上表面，且部分焊垫2嵌入设置于介质层3'的内部；介质层3'内还设有连接焊垫2和金属层4'的互连线(图中未示出)，该互连线的材质为锗化硅，由于锗化硅具有良好的电学特性，选用该材料可很好的提升器件性能；微机电结构的空乏区域即微机电结构中不影响器件性能的区域，位于微机电结构的空乏区域中的凹槽6与焊垫2通过部分介质层3'隔离。
[0040]优选的，本实施例中凹槽6的深宽比为k，其中，I < k < 2(如1.2、1.5、或1.7等)，进一步优选的，凹槽6的深度取值范围为2-10um (如2um、5um、或1um等)，宽度取值范围为 2_5um (如 2um、2.5um、或 5um 等)。
[0041]本实施例中的凹槽数量可设一个或者多个，根据工艺需求来选择刻蚀形成的凹槽数量。
[0042]在本实施例中，由于该MEMS器件具有设置于微机电结构的空乏区域中的4个凹槽6,结构层7 (锗化娃材料层)的一部分锗化娃材料设于凹槽内，从而减小了结构层的应力，进而有效地防止了结构层从MEMS器件上脱落的现象。
[0043]实施例二:
[0044]图1?4是本发明制备防止结构层脱落的MEMS器件的方法的流程示意图；
[0045]本实施例涉及一种防止结构层脱落的MEMS器件的制备方法，包括如下步骤:
[0046]步骤一，提供一具有介质层3的衬底结构，其中，上述衬底结构包括衬底1、焊垫2以及介质层3，介质层3覆盖在焊垫2的上表面，且部分焊垫2嵌入设置于介质层3的内部，该介质层3内还设有连接焊垫2和介质层上层结构的互连线(图中未示出)，该互连线的材质为锗化硅，由于锗化硅具有良好的电学特性，选用该材料可很好的提升器件性能，如图1所示的结构。