Mems器件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及MEMS技术领域，尤其设及一种利用牺牲层形成防粘附突点的MEMS器 件及其制造方法。
【背景技术】
[0002] MEMS技术被誉为21世纪带有革命性的高新技术，其发展始于20世纪60年代， MEMS是英文MicroElectroMechanicalSystem的缩写，即微电子机械系统。微电子机械 系统（MEM巧是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术，该技术将对未来人类生活 产生革命性的影响。MEMS的基础技术主要包括娃各向异性刻蚀技术、謹娃键合技术、表面 微机械技术、LIGA技术等，运些技术已成为研制生产MEMS必不可少的核屯、技术。
[0003] 在W娃为基础的MEMS加工技术中，部分产品如惯性传感器中的加速度计、巧螺仪 等微机械器件，其微型结构部分的特征尺寸为IOOnm~1mm，在该尺寸下微型结构的表面积 与体积之比有所提高，使得范德华力、表面张力、静电力等与微型结构件表面积相关的表面 作用逐渐增强。在微型结构的制造和应用过程中，当表面吸附力大于微型结构的弹性恢复 力时，相邻的微型结构（或称为可动质量块）或微型结构与衬底之间将发生粘连，从而导致 器件失效，使成品率下降。
[0004] 粘连已成为微机械加工和应用过程中产生成品报废的主要原因，严重制约了MEMS 技术的发展和产业化应用。在实际的微机械成品开发过程中，由于范德华力等表面作用力 和相对接触面积近似成正比关系。当微型结构面积较大时，两者之间容易发生粘连现象，而 当一个微结构的接触面积很小时，如一个很小的突点，运样即使有接触，其微型结构的弹性 恢复力远大于小突点的表面吸附力，因此就不会发生粘连。基于该原理，一般的惯性传感器 设计和制造过程中，微型结构件的平面方向狂和Y方向）可W通过版图设计，在图形布局 时事先设计好防粘附的小突点，W减少水平运动方向的接触面积从而防止运动过程中水平 方向发生粘连。但是，现有技术并未解决如何在微型结构件的垂直方向上设置防粘连的小 突点的问题。因此，器件在工作过程中，还容易发生垂直方向上的运动失效，最后导致使整 个器件失效。
【发明内容】
阳0化]本发明要解决的技术问题是提供一种MEMS器件及其制造方法，运动质量块具有 向下方空腔突出的突点，减小了运动质量块与布线图形、基底之间的接触面积，可W有效减 少或防止粘连。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种MEMS器件，包括： 阳0〇7] 基底；
[0008] 布线埋层，位于所述基底上，所述布线埋层图形化为一个或多个布线图形；
[0009] 牺牲层，位于所述基底上，所述牺牲层中具有空腔，所述布线图形的至少一部分位 于所述空腔内；
[0010] 运动质量块层，所述运动质量块层的至少一部分由所述牺牲层支撑，所述运动质 量块层包括位于所述空腔上方的运动质量块，所述运动质量块朝向所述空腔的表面具有向 所述空腔突出的突点。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述牺牲层的材料为氧化材料。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述牺牲层的材料为氧化娃。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述基底包括半导体衬底和位于所述半导体衬底上的 隔离层，所述布线埋层和牺牲层位于所述隔离层上。
[0014] 根据本发明的一个实施例，所述突点自所述运动质量块朝向所述空腔的表面突出 的高度为0. 5Jim至0. 8Jim。
[0015] 根据本发明的一个实施例，所述MEMS器件还包括：金属层，位于所述运动质量块 层上，所述金属层包括引线和/或用于与封帽娃片键合的键合区。
[0016] 根据本发明的一个实施例，所述牺牲层中具有通孔，所述运动质量块层经由所述 通孔与所述布线图形连接。
[0017] 根据本发明的一个实施例，所述布线埋层和/或运动质量块层的材料为多晶娃。 [001引为了解决上述问题，本发明还提供了一种MEMS器件的制造方法，包括：
[0019] 提供基底；
[0020] 在所述基底上形成布线埋层并图形化，W形成一个或多个布线图形；
[0021] 形成覆盖所述布线埋层的牺牲层；
[0022] 对所述牺牲层的上表面进行刻蚀W形成凹坑；
[0023] 在所述牺牲层的上表面形成运动质量块层，所述运动质量块层填充所述凹坑；
[0024] 对所述运动质量块层进行图形化W形成运动质量块，并在所述运动质量块层中形 成深槽，所述深槽底部露出所述牺牲层；
[00巧]通过所述深槽对所述牺牲层进行腐蚀W在所述运动质量块下方的牺牲层中形成 空腔，填充在所述凹坑中的运动质量块层向所述空腔突出。
[00%] 根据本发明的一个实施例，所述牺牲层的材料为氧化材料。
[0027] 根据本发明的一个实施例，所述牺牲层的材料为氧化娃。
[0028] 根据本发明的一个实施例，采用HF酸熏蒸的方式对所述牺牲层进行腐蚀。
[0029] 根据本发明的一个实施例，提供基底包括：
[0030] 提供半导体衬底；
[0031] 在所述半导体衬底上形成隔离层，所述布线埋层和牺牲层位于所述隔离层上。
[0032] 根据本发明的一个实施例，所述凹坑的深度为0. 5ym至0. 8ym。
[0033] 根据本发明的一个实施例，在对所述运动质量块层进行图形化之前所述方法还包 括：在所述运动质量块层上形成金属层，并对所述金属层进行图形化W形成引线和/或用 于与封帽娃片键合的键合区。
[0034] 根据本发明的一个实施例，在形成所述运动质量块层之前还包括：在所述牺牲层 中形成通孔，所述运动质量块层经由所述通孔与所述布线图形连接。
[0035] 根据本发明的一个实施例，所述布线埋层和/或运动质量块层的材料为多晶娃。
[0036] 根据本发明的一个实施例，形成所述凹坑之前所述方法还包括：对所述牺牲层的 上表面进行平坦化。
[0037]与现有技术相比，本发明具有W下优点： 阳03引本发明实施例的MEMS器件中，运动质量块在朝向下方空腔的表面上具有突点，该 突点可W有效地减小运动指令块与空腔内的布线图形或基底的接触面积，从而减少或防止 粘连，避免器件失效。
[0039] 此外，本发明实施例的MEMS器件的制造方法中，在牺牲层的上表面形成凹坑，而 运动质量块层形成于牺牲层上并填充凹坑，在将牺牲层部分移除后，填充在凹坑内的运动 质量块层形成突点，减小了运动质量块与布线图形或基底的接触面积，从而可W减少或防 止粘连，避免器件失效。
【附图说明】 W40] 图1是根据本发明实施例的MEMS器件的制造方法的流程示意图；
[0041] 图2至图10是根据本发明实施例的MEMS器件的制造方法中各个步骤对应的器件 剖面示意图。
【具体实施方式】
[0042] 下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应W此限制本发明的保 护范围。
[0043] 参考图1，根据本实施例的MEMS器件的制造方法可W包括如下步骤：
[0044] 步骤SlOl，提供基底；
[0045] 步骤S102,在所述基底上形成布线埋层并图形化，W形成一个或多个布线图形；
[0046] 步骤S103,形成覆盖所述布线埋层的牺牲层；
[0047] 步骤S104,对所述牺牲层的上表面进行刻蚀W形成凹坑；
[0048] 步骤S105,在所述牺牲层的上表面形成运动质量块层，所述运动质量块层填充所 述凹坑；
[0049] 步骤S106,对所述运动质量块层进行图形化W形成运动质量块，并在所述运动质 量块层中形成深槽，所述深槽底部露出所述牺牲层；
[0050] 步骤S107,通过所述深槽对所述牺牲层进行腐蚀W在所述运动质量块下方的牺牲 层中形成空腔，填充在所述凹坑中的运动质量块层向所述空腔突出。
[0051] 下面参考图2至图10进行详细说明。
[0052] 参考图2,首先提供基底10。作为一个优选的例子，该基底10可W包括半导体衬 底101W及位于半导体衬底101上的隔离层102。更加具体而言，半导体衬底101可W是常 规半导体工艺中的娃衬底，例如可W是晶向为<100〉的P型娃衬底。隔离层102的材料可 W是常规半导体工艺中的绝缘材料，例如氧化娃。例如，可W使用热氧化、低压化学气相淀 积（LPVCD)或者等离子增强型化学气相淀积（PECVD)等方法在半导体衬底101上形成氧化 娃材质的隔离层102。隔离层102的典型厚度可W是2ym至3ym。
[0053] 参考图3,在隔离层102上形成布线埋层103并图形化，W形成一个或多个布线图 形。布线埋层103的材料通常可W是导电材料，例如多晶娃或渗杂的多晶娃。在一个非限 制性的例子中，可W通过低压化学气相淀积（LPVCD)的方法在隔离层102上淀积布线埋层 103,淀积溫度可W是570°C至630°C，该布线埋层103的厚度可W是0.6ym至l.Oym。通 过对布线埋层103的图形化，可W形成一个或多个布线图形，该布线图形例如可W是布线、 电容极板等。
[0054] 参考图4,形成覆盖布线埋层103的牺牲层104。该牺牲层104的材料可W是氧化 材料，优选为氧化娃。在一个非限制性的例子中，可W通过低压化学气相淀积（LPVCD)的方 法形成氧化娃材质的牺牲层104,其厚度通常可W是1. 0Jim至2. 0Jim。 阳化5] 在形成牺牲层104后，可W对其上表面进行平坦化。例如，可W通过常规半导体工 艺中的化学机械抛光（CM巧或者匀胶后再各向同性回刻的方法进行平坦化。平坦化之后， 牺牲层104具有