岛形薄膜结构的形成方法和MEMS器件.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114835081A(43)申请公布日2022.08.02(21)申请号202210273151.9(22)申请日2022.03.18(71)申请人上海交通大学地址200030上海市徐汇区华山路1954号(72)发明人王续博马有草赵玉垚刘悦(74)专利代理机构深圳市嘉勤知识产权代理有限公司44651专利代理师董琳(51)Int.Cl.B81C1/00(2006.01)B81B7/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称岛形薄膜结构的形成方法和MEMS器件(57)摘要本申请公开一种岛形薄膜结构的形成方法和MEMS器件，所述形成方法包括：提供基底；提供掩模板，所述掩模板上具有通孔；将所述掩模板贴合固定于所述基底表面，所述通孔暴露出基底的部分表面；在所述通孔内以及所述掩模板表面沉积薄膜层；将所述掩模板与所述基底表面分离，在所述基底表面保留位于所述通孔内的岛形薄膜结构。上述岛形薄膜结构的形成方法具有工艺步骤简单、成本低、工艺稳定性高的优点。CN114835081ACN114835081A权利要求书1/1页1.一种岛形薄膜结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；提供掩模板，所述掩模板上具有通孔；将所述掩模板贴合固定于所述基底表面，所述通孔暴露出基底的部分表面；在所述通孔内以及所述掩模板表面沉积薄膜层；将所述掩模板与所述基底表面分离，在所述基底表面保留位于所述通孔内的岛形薄膜结构。2.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，采用溅射工艺在所述通孔内以及所述掩模板表面沉积薄膜层。3.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述通孔的底部尺寸大于顶部尺寸，且将所述掩模板贴合固定于所述基底表面时，所述通孔底部朝向所述基底表面。4.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述薄膜层包括多层子薄膜。5.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述岛形薄膜结构的侧壁倾斜，与所述薄膜结构外侧的基底表面之间成一夹角θ，θ＞90°。6.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述掩模板材料包括半导体晶圆。7.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述掩模板的厚度范围为0.3mm～1mm。8.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，将所述掩模板贴合固定于所述基底表面的方法包括以下方法中的至少一种：通过将所述掩模板的表面与所述基底表面键合固定、将所述掩模板的表面与所述基底表面贴合后，在边缘进行机械夹持固定、将所述掩模板的表面与所述基底表面贴合后，对所述掩模板和基底的边缘进行焊接固定。9.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述掩模板还具有标记孔。10.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，将所述掩模板与所述基底表面分离后，还包括：去除位于所述掩模板表面的薄膜层，并对所述掩模板进行清洗。11.一种MEMS器件，其特征在于，包括：基底；位于所述基底表面的岛形薄膜结构，所述岛形薄膜结构采用如权利要求1至10中任一项形成方法所形成。12.根据权利要求11所述的MEMS器件，其特征在于，所述基底表面具有阵列分布的多个所述岛形薄膜结构。13.根据权利要求11所述的MEMS器件，其特征在于，所述基底包括基板以及位于所述基板表面的底电极层；所述岛形薄膜结构位于所述底电极层表面；和/或，所述岛形薄膜结构包括形成于所述基底表面的功能材料层和位于所述功能材料层表面的顶电极层。2CN114835081A说明书1/6页岛形薄膜结构的形成方法和MEMS器件技术领域[0001]本申请涉及MEMS技术领域，具体涉及一种岛形薄膜结构的形成方法和MEMS器件。背景技术[0002]岛形结构的PMUT器件一般具有声发射灵敏度高，串扰小，寄生参数小等优点，因此在PMUT器件中经常需要实现岛型叠层结构的加工，即形成若干层功能层和电极层的堆叠及其图形化，工艺上一般可以采用湿法腐蚀、干法刻蚀方案进行加工。[0003]对于湿法腐蚀方案，目前技术主要依靠酸碱进行腐蚀。该方案具有工艺难度低，加工速度快，设备简单，成本低廉的优点。但由于实际工艺中一般需要进行多次光刻，较难保证最终新城的岛形图形中心完全重合，同时需要仔细调整腐蚀剂的配比并测试其对材料的侧蚀作用，过程较为复杂。腐蚀剂中的离子较难完全去除，对后续半导体工艺制程存在污染隐患；湿法腐蚀工艺受被腐蚀结构的尺寸和工艺环境的影响较大，不利于保证工艺的稳定性。[0004]对于干法刻蚀方案，目前主要以卤族元素作为核心刻蚀剂，以高能等离子体的方式进行刻蚀。该方案的优点是不需要考虑功能材料的侧蚀，可以采用一套掩模进行刻蚀，即不需要进行多次光刻对准，该优点有助于提高器件的一致性和良率，但是干法刻蚀工艺终点检测困难，不利于保证工艺稳定性。且该方案具有工艺