Mems器件及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种MEMS器件及其形成方法。
【背景技术】
[0002]MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems,微电子机械系统)压力传感器,广泛应用于汽车电子中(例如发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器、柴油机共轨压力传感器)；消费电子(如胎压计、血压计、橱用秤、太阳能热水器用液位控制压力传感器)；工业电子(如数字压力表、业配料称重等)。
[0003]目前的MEMS压力传感器通常有两种:压阻式压力传感器和电容式压力传感器，两者都是形成在硅片上的微机械电子传感器。
[0004]压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗和极低的成本。
[0005]参考图1，示出了现有技术一种MEMS电容式压力传感器的剖视图。
[0006]在衬底01上设置有第一电极板03和位于第一电极板03上的第二电极板05,以在所述第一电极板03和第二电极板05之间形成空腔02及隔离层04作为隔离，所述第一电极板03和第二电极板05为所述MEMS电容式压力传感器电容的两极板，当MEMS电容式压力传感器受到向下的压力时，所述第一电极板03发生向下的形变，所述第一电极板03和第二电极板05之间的距离变小，根据平板电容公式C= ε * ε fS/d，所述电容式压力传感器的电容减小，根据所述电容式压力传感器的电容的变化，能够得到所述电容式压力传感器所受压力的大小。
[0007]现有的MEMS电容式压力传感器的第一电极板03、第二电极板05平行于所述衬底01设置，为了提高所述电容式压力传感器的灵敏度，目前常用的作法是增大第一电极板03、第二电极板05相对区域的面积，但是在增大第一电极板03、第二电极板05相对区域的面积的同时，MEMS电容式压力传感器所占面积也相应增大，亟待一种MEMS电容式压力传感器在不增大所占面积的情况下提高灵敏度。
【发明内容】
[0008]本发明解决的问题是提供一种MEMS器件及其形成方法，在不增大MEMS电容式压力传感器所占面积的情况下提高MEMS电容式压力传感器的灵敏度。
[0009]为解决上述问题，本发明提供一种MEMS器件的形成方法，包括:
[0010]提供衬底，在衬底中形成硅通孔；
[0011]在所述硅通孔及衬底表面及形成第一牺牲层；
[0012]在所述第一牺牲层及所述衬底表面覆盖感应膜层；
[0013]在位于所述第一牺牲层上的感应膜层表面形成第二牺牲层；
[0014]在第一牺牲层上的感应膜层上形成两个相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板，所述第一电极板、第二电极板垂直于所述衬底表面方向，所述梳状的第一电极板、第二电极板分别包括主体部分和多个梳齿部分，所述主体部分位于感应膜表面，所述梳齿部分位于第二牺牲层表面，第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行衬底表面方向交叉排布；
[0015]去除所述第一牺牲层、第二牺牲层，在所述第一牺牲层所在位置相应形成空腔，在第二牺牲层所在位置相应形成空隙。
[0016]可选的，形成两个相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板的步骤包括:
[0017]在所述图形化的第二牺牲层及所述感应膜层表面覆盖电极层；
[0018]在所述电极层上形成图形化的掩模层，以所述图形化的掩模层为掩模，对所述电极层进行刻蚀，形成第一电极板、第二电极板。
[0019]可选的，在形成第一电极板、第二电极板的同时还形成分别位于第一电极板、第二电极板外侧的第一支撑电极、第二支撑电极，所述第一支撑电极、第二支撑电极低于所述第一电极板、第二电极板，所述第一支撑电极与第一电极板相连，所述第二支撑电极与所述第二电极板相连。
[0020]可选的，所述梳状的第一电极板、第二电极板的主体部分在平行所述衬底平面上的形状为相互平行的条形。
[0021]可选的，所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行所述衬底平面上的形状为与所述主体部分垂直的条形。
[0022]可选的，所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的长度相等。
[0023]可选的，所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的宽度相等。
[0024]可选的，所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距相等。
[0025]可选的，所述第一牺牲层、第二牺牲层的材料包括无定形碳、有机抗蚀剂材料或锗硅。
[0026]可选的，所述第一牺牲层、第二牺牲层的材料可以为相同材料或不同材料。
[0027]可选的，所述感应膜层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅中的一种或几种。
[0028]可选的，所述电极层的材料包括金属或多晶硅。
[0029]此外，本发明还提供一种MEMS器件，包括:
[0030]衬底，位于所述衬底中的硅通孔；
[0031]设置于所述衬底上方的感应膜层，感应膜层与衬底中硅通孔的侧壁围成空腔；
[0032]位于所述空腔上方的感应膜层上的相对设置的梳状的第一电极板、第二电极板，第一电极板、第二电极板垂直于所述衬底表面方向，所述梳状的第一电极板、第二电极板分别包括主体部分和多个梳齿部分，所述主体部分位于感应膜表面，所述梳齿部分与感应膜层之间具有空隙，第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行衬底表面方向交叉排布。
[0033]可选的，在第一电极板、第二电极板外侧设置有第一支撑电极、第二支撑电极，所述有第一支撑电极、第二支撑电极高度低于第一电极板、第二电极板且分别与第一电极板、第二电极板相连。
[0034]可选的，所述梳状的第一电极板、第二电极板的主体部分在平行所述衬底平面上的形状为相互平行的条形。
[0035]可选的，所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分在平行所述衬底平面上的形状为与所述主体部分垂直的条形。
[0036]可选的，所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距相等。
[0037]可选的，所述感应膜层的材料为包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅中的一种或几种。
[0038]可选的，所述第一电极板、第二电极板的材料包括金属或多晶硅。
[0039]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0040]第一、第二电极板位于空腔上方的感应膜层上，所述第一、第二电极板垂直于所述衬底表面方向，所述第一、第二电极板为包括主体部分和多个梳齿部分的梳状，所述主体部分位于感应膜表面，所述梳齿部分与感应膜层之间具有空隙，并且梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分互相交叉排列。
[0041]通过这种排列方式，使得在占用衬底面积不增大或第一、第二电极板垂直于所述衬底表面方向的高度不增大的情况下，所述第一电极板、第二电极板形成的平板电容的面积有效增大，并且可以利用所述梳齿部分的形状来调节所述平板电容的大小，节约了所述MEMS器件所占的面积。
[0042]进一步，所述梳状的第一电极板、第二电极板的主体部分在平行所述衬底平面上的形状为相互平行的条形，所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分在在平行所述衬底平面上的形状为与所述主体部分垂直的条形，所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的长度、宽度相等，所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距相等。这样所述梳状的第一电极板、第二电极板的形状比较规则，使得设计人员可以方便的通过调节所述梳状的第一电极板、第二电极板的梳齿部分的长度、宽度、数量以及所述梳状的第一电极板、第二电极板的相邻梳齿部分之间的间距来调节第一电极板、第二电极板形成的平板电容的大小，获得所