一种MEMS器件制造方法及MEMS器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113735055A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202110822242.9(22)申请日2021.07.21(71)申请人绍兴中芯集成电路制造股份有限公司地址312000浙江省绍兴市越城区皋埠街道临江路518号(72)发明人王新龙(74)专利代理机构绍兴市知衡专利代理事务所(普通合伙)33277代理人邓爱民(51)Int.Cl.B81C1/00(2006.01)B81B7/00(2006.01)B81B7/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种MEMS器件制造方法及MEMS器件(57)摘要本发明涉及一种MEMS器件制造方法及MEMS器件，选用SOI绝缘体硅片作为衬底，通过SOI顶层硅与作为结构层的硅晶圆进行硅‑硅键合，使整个制造工艺可以兼容VHF工艺；在形成疏水有机膜之前，先在需要去除疏水有机膜的区域淀积一层牺牲层二氧化硅，在形成疏水有机膜后，可以借助VHF工艺将键合区和电极区上的二氧化硅牺牲层刻蚀掉，去除二氧化硅的同时也一并将键合区和电极区上的疏水有机膜去除干净，而其他区域需要保留的疏水有机膜则不会受到影响。本发明所公开的制造方法工艺简单、可实施性强、能够同时将键合区和电极区上的疏水有机膜去除干净，且不会对其他区域保留下来的疏水有机膜造成破坏。CN113735055ACN113735055A权利要求书1/1页1.一种MEMS器件制造方法，其特征在于：内容包括：选择SOI晶圆作为衬底，并在SOI晶圆的顶层硅上刻蚀形成凹腔和绝缘槽，绝缘槽从凹腔底部刻蚀至埋氧层；将硅晶圆的其中一面与SOI晶圆的顶层硅表面采用硅‑硅键合连接，并在硅晶圆的另一相对面上形成金属键合区和电极区，金属键合区和电极区表面均形成有牺牲层；在硅晶圆上刻蚀形成可动质量块；形成疏水有机膜，疏水有机膜覆盖金属键合区及电极区表面的牺牲层，还覆盖可动质量块表面及侧面，以及覆盖凹腔内表面；采用VHF气相刻蚀工艺去除金属键合区及电极区表面的牺牲层，然后将盖晶圆与硅晶圆表面的金属键合区键合连接。2.根据权利要求1所述的一种MEMS器件制造方法，其特征在于：所述金属键合区和电极区的形成方式为：先在硅晶圆表面沉积金属层，在金属层表面形成牺牲层，通过刻蚀去除部分牺牲层及其所覆盖下的金属层，保留下来的位于边缘的金属层作为电极区，剩余保留下来的金属层作为金属键合区。3.根据权利要求1所述的一种MEMS器件制造方法，其特征在于：所述牺牲层为氧化硅层。4.根据权利要求1所述的一种MEMS器件制造方法，其特征在于：所述疏水有机膜为单分子膜，通过分子气相沉积方式形成。5.根据权利要求4所述的一种MEMS器件制造方法，其特征在于：所述疏水有机膜的材料采用全氟辛基三氯硅烷、四氢辛基甲基二氯硅烷、全氟辛基二甲基氯硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、全氟十二烷基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、乙基二氯硅烷中的一种或多种组合。6.根据权利要求1所述的一种MEMS器件制造方法，其特征在于：所述可动质量块的形成方式为：被牺牲层覆盖的金属键合区和电极区形成后，在硅晶圆表面涂覆光刻胶，光刻胶覆盖硅晶圆裸露的表面以及牺牲层，通过光刻形成多个间隔布设的刻蚀窗口，将刻蚀窗口处的硅刻蚀干净形成贯通孔，令贯通孔与凹腔连通，然后去除光刻胶。7.根据权利要求3所述的一种MEMS器件制造方法，其特征在于：采用气相氟化氢工艺将金属键合区及电极区表面的氧化硅层刻蚀干净。8.一种MEMS器件，其特征在于：通过如权利要求1至7任一制造方法制造而成。9.一种MEMS器件，其特征在于：包括SOI晶圆衬底、硅晶圆以及盖晶圆，所述SOI晶圆衬底的顶层硅上形成凹腔，凹腔底部形成绝缘槽，绝缘槽底部露出SOI晶圆衬底的埋氧层；硅晶圆的下表面与SOI晶圆衬底顶层硅的上表面硅‑硅键合，在凹腔上部的硅晶圆上形成可动质量块，并在硅晶圆的上表面形成金属键合区和电极区；在可动质量块的表面和侧面、以及凹腔的内表面形成一层疏水有机膜，盖晶圆的其中一面与硅晶圆上的键合区键合连接。10.根据权利要求9所述的一种MEMS器件，其特征在于：所述金属键合区和电极区的金属材质相同。2CN113735055A说明书1/4页一种MEMS器件制造方法及MEMS器件技术领域[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种MEMS器件制造方法及MEMS器件。背景技术[0002]MEMS是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空航天、汽车、生物医学、环境监控、军事等领域中都有着十分广阔的应用前景。目前市场上