Mems結構的制作方法
【專利摘要】公開了MEMS結構。所述MEMS結構包括：襯底；可動部件，所述可動部件位于所述襯底上；固定部件，所述固定部件位于所述可動部件上，并且與所述可動部件彼此相對，以形成電容極板；互連部件，包括與所述固定部件相同層面的第一部分和從所述第一部分延伸至所述可動部件的第二部分；以及第一焊盤和第二焊盤，分別位于所述互連部件和所述固定部件上。該MEMS結構利用互連部件在振膜上設置約束點，從而改善振膜的振動特性。
【專利說明】
MEMS結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及MEMS(微機電系統)結構的制造方法，更具體地，涉及包含振膜的MEMS結構的制造方法。
【背景技術】
[0002]MEMS器件是在微電子技術基礎上發展起來的采用微加工工藝制作的電子機械器件，已經廣泛地用作傳感器和執行器。例如，MEMS器件可以是硅電容麥克風。硅電容麥克風通常包括襯底、背極板和振膜，其中振膜是硅電容麥克風的核心部件，該振膜靈敏地響應聲壓信號并將之轉化為電信號。在硅電容麥克風中，襯底和背極板是固定部件，振膜是可動部件。振膜的一端固定在襯底上，另一端則可以自由振動。與硅電容麥克風類似，基于電容特性的MEMS傳感器以及大部分的MEMS執行器均包括固定部件和可動部件。
[0003]在典型的結構中，MEMS結構包括從可動部件和固定部件分別引出的第一焊盤和第二焊盤。由于可動部件和固定部件位于不同的層面，因此，通常將第一焊盤和第二焊盤設置在與可動部件和固定部件相對應的不同層面上。圖1a和Ib示出根據現有技術的MEMS結構的俯視圖和截面圖。該MEMS結構例如是硅電容麥克風，包括襯底110、位于襯底110上的振膜層130、位于振膜層130的周邊區域上的支撐層140、位于支撐層140上的背極板150。該MEMS結構還包括接觸振膜層130的第一焊盤111和接觸背極板150的第二焊盤112。振膜層130的第一表面與背極板150相對，第二表面暴露于襯底110中形成的聲腔中。
[0004]在上述的MEMS結構中，位于不同層面的焊盤導致MEMS結構在使用狀態下焊接困難，并且導致體積過大。作為改進的方案，希望將第一焊盤和第二焊盤設置在同一個層面上。為此，第二焊盤位于與第一焊盤相同的層面上，并且采用內部互連結構從可動部件延伸至所需的層面。將第一焊盤和第二焊盤設置在同一個層面，不僅在焊接引線時便利，而且可以減小尺寸。然而，上述的互連結構主要用于實現機械和電連接功能，在振膜的聲學特性方面可能產生不利的影響。
[0005]因此，期望進一步改進現有MEMS結構，以獲得平面焊盤結構并且改善聲學特性。【實用新型內容】
[0006]鑒于上述問題，本實用新型的目的在于提供一種MEMS結構，其中，利用互連部件在振膜上設置約束點，從而改善振膜的振動特性。
[0007]根據本實用新型的一方面，提供一種MEMS結構，包括:襯底;可動部件，所述可動部件位于所述襯底上；固定部件，所述固定部件位于所可動部件上，并且與所述可動部件彼此相對，以形成電容極板;互連部件，包括與所述固定部件相同層面的第一部分和從所述第一部分延伸至所述可動部件的第二部分；以及第一焊盤和第二焊盤，分別位于所述互連部件和所述固定部件上。
[0008]優選地，所述MEMS結構為MEMS麥克風，所述可動部件和固定部件分別為所述MEMS麥克風的振膜層和背極板，所述振膜層與外部連通以接收聲音信號，其中，根據所述振膜層的振動特性設置所述互連部件的第二部分與所述振膜層的連接位置。
[0009]優選地，所述振膜層至少部分地懸掛在所述互連部件的第二部分下方。
[0010]優選地，所述MEMS結構還包括:位于所述可動部件和所述固定部件之間的支撐層，其中，所述互連部件的第一部分至少部分地在所述支撐層上橫向延伸，使得所述振膜層懸掛在所述互連部件的第二部分下方。
[0011 ]優選地，所述可動部件的周邊部分夾在所述襯底和所述支撐層之間。
[0012]優選地，所述互連部件的第二部分包括至少兩個側壁，并且在相鄰的側壁之間夾有所述支撐層的材料，形成夾層結構。
[0013]優選地，所述背極板的周邊具有與所述互連部件相對應的開口，所述互連部件在所述開口內接觸所述支撐層。
[0014]優選地，所述支撐層具有環狀的內側部分和外側部分，所述互連部件在所述支撐層的外側部分接觸所述支撐層，所述背極板在所述支撐層的內側部分接觸所述支撐層。
[0015]優選地，所述互連部件的第一部分的所述至少一部分包括彈性結構。
[0016]優選地，所述互連部件的第一部分懸空，并且所述互連部件的第二部分與所述可動部件直接相連。
[0017]優選地，所述彈性結構為凹槽或彎折結構。
[0018]根據本實用新型的另一方面，提供一種制造MEMS結構的方法，包括:在襯底上形成振膜層;在振膜層上形成支撐層;在支撐層中形成第一開口 ；在支撐層上形成第一導體層，第一導體層填充所述第一開口；將第一導體層圖案化為互連部件和背極板；以及在所述互連部件和所述背極板上分別形成第一焊盤和第二焊盤，其中，所述互連部件和所述背極板彼此隔開，并且所述互連部件包括在所述支撐層上橫向延伸的第一部分和從所述支撐層表面經由所述第一開口延伸至所述振膜層的第二部分。
[0019]根據本實用新型的實施例的MEMS結構，利用互連部件實現第一焊盤與振膜層的電連接的同時，利用互連部件與振膜層的機械連接位置，優化振膜層的振動特性，從而改善MEMS麥克風的聲學特性。由于不需要采用單獨的約束梁，從而可以減小MEMS麥克風的尺寸。
[0020]在優選的實施例中，背極板的周邊具有與互連部件相對應的開口，互連部件在所述開口內接觸支撐層，因此，有利于增加電容的極板之間的面積，從而提高MEMS麥克風的靈敏度。
[0021]在優選的實施例中，振膜層至少部分地懸掛在互連部件的第二部分下方，因此，有利于獲得更大的振幅，從而提高MEMS麥克風的靈敏度。
[0022]在優選的實施例中，互連部件的第二部分為夾層結構.采用夾層結構，可以利用側壁之間的支撐層材料的粘性有效地使接觸區域相對固定，保證機械連接和電連接的可靠性。
[0023]在優選的實施例中，互連部件的第一部分包括彈性結構。利用彈性結構調整互連部件的彈性和整體振膜層上的振動特性，而不必顧慮在下方振膜層設置凹凸結構影響上方背極板的剖面形貌導致力學特性變化。
【附圖說明】
[0024]通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中:
[0025]圖1a和Ib分別示出根據現有技術的MEMS結構的俯視圖和截面圖。
[0026]圖2a和2b分別示出根據本實用新型第一實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖。
[0027]圖3a和3b分別示出根據本實用新型第二實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖。
[0028]圖4a和4b分別示出根據本實用新型第三實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖。
[0029]圖5a和5b分別示出根據本實用新型第四實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖。
[0030]圖6a至6i分別示出根據本實用新型第五實施例的MEMS結構的制造方法各個階段的截面圖。
【具體實施方式】
[0031]以下將參照附圖更詳細地描述本實用新型。在各個附圖中，相同的元件采用類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。此外，可能未示出某些公知的部分。為了簡明起見，可以在一幅圖中描述經過數個步驟后獲得的半導體結構。
[0032]應當理解，在描述器件的結構時，當將一層、一個區域稱為位于另一層、另一個區域“上面”或“上方”時，可以指直接位于另一層、另一個區域上面，或者在其與另一層、另一個區域之間還包含其它的層或區域。并且，如果將器件翻轉，該一層、一個區域將位于另一層、另一個區域“下面”或“下方”。
[0033]如果為了描述直接位于另一層、另一個區域上面的情形，本文將采用“A直接在B上面”或“A在B上面并與之鄰接”的表述方式。在本申請中，“A直接位于B中”表示A位于B中，并且A與B直接鄰接。
[0034]在本申請中，術語“MEMS結構”指在制造MEMS器件的各個步驟中形成的整個MEMS結構的統稱，包括已經形成的所有層或區域。
[0035]在下文中描述了本實用新型的許多特定的細節，例如器件的結構、材料、尺寸、處理工藝和技術，以便更清楚地理解本實用新型。但正如本領域的技術人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細節來實現本實用新型。
[0036]在下文中將以硅電容麥克風為例說明MEMS結構的制造方法。可以理解，采用類似的方法能夠制造與硅電容麥克風類似結構的各種類型的MEMS傳感器和執行器。
[0037]圖2a和2b分別示出根據本實用新型第一實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖，其中圖2a中的線AA示出截面圖的截取位置。該MEMS結構例如是硅電容麥克風，包括襯底110、位于襯底110上的振膜層130、位于振膜層130的周邊區域上的支撐層140、位于支撐層140上的背極板150。
[0038]襯底110包括相對的第一表面和第二表面。襯底110例如為體硅襯底、絕緣體上硅(SOI)襯底等，在一些實施例中，襯底110還包括其他結構層，MEMS麥克風的功能層形成于所述結構層上。
[0039]振膜層130由導電材料(例如摻雜的多晶硅、金屬或合金)組成。振膜層130的周邊部分固定在襯底110上，中間部分與背極板150組成MEMS麥克風的工作電容。振膜層130的第一表面與背極板150的第二表面相對，第二表面暴露于襯底110中形成的聲腔中。
[0040]支撐層140設置在振膜層130和背極板150之間。支撐層140的材料例如為氧化硅或氮化硅。該支撐層140例如設置在背極板150的周邊，[0041 ]背極板150由導電材料(例如摻雜的多晶娃、金屬或合金)組成。在本實施例中，振膜層130和背極板150均為圓形。背極板150具有相對的第一表面和第二表面。背極板150的第二表面的周邊部分固定在支撐層140上，第二表面的中間部分與振膜層130的第一表面的中間部分相對，并且形成空間，用于容納空氣等介質。在硅電容麥克風中，振膜層130的中間部分與背極板150的中間部分一起構成電容的一對極板。
[0042]在工作中，外部的聲音信號經由聲腔到達振膜層130的第二表面，使得振膜層130隨著聲音信號振動，從而改變振膜層130與背極板150之間的電容，將聲音信號轉變為電信號。
[0043]與圖1a和Ib所示的現有MEMS結構不同，根據本實用新型第一實施例的MEMS結構還包括互連部件160，該互連部件160包括在支撐層140的表面上橫向延伸的第一部分和從支撐層的表面向下延伸至振膜層130的第二部分。
[0044]在互連部件160和背極板150上分別設置第一焊盤111和第二焊盤112。第一焊盤111經由互連部件160電連接至振膜層130，第二焊盤112接觸背極板150，從而分別實現電連接。由于互連部件160包括設置在支撐層140的表面上的第一部分，因此，第一焊盤111和第二焊盤112均位于支撐層140上方的層面，從而獲得了平面焊盤結構。
[0045]進一步地，互連部件160的第二部分與振膜層130的接觸位置根據振膜約束點來設置，從而根據振膜層130的振動特性來實現機械連接。例如，根據振膜130的聲學特性模擬結果，如果限制點可能在振膜層接近中間的位置，則在振膜層中設置附加的約束梁可能是不現實的。相反，利用在支撐層上形成的互連部件160，可以精確地限定互連部件160的第二部分接觸振膜層的位置，從而可以在所需的振膜位置，利用互連部件160的機械連接位置設置約束點。
[0046]該結構利用互連部件160實現第一焊盤111與振膜層130的電連接的同時，利用互連部件160與振膜層130的機械連接位置，優化振膜層的振動特性，從而改善MEMS麥克風的聲學特性。由于不需要采用單獨的約束梁，從而可以減小MEMS麥克風的尺寸。在背極板150的厚度、應力及需要的振膜限制點與振膜層能實現的范圍差距較大時，該手段輔助作用尤其明顯。
[0047]在上述的實施例中，支撐層140包括用于支撐互連部件160的外側部分，以及用于支撐背極板150的內側部分。由于振膜層130和背極板140均為圓形，因此，支撐層140的外側部分和內側部分為同心的兩個環形。在替代的實施例中，如果互連部件160的第一部分為條狀，則支撐層140的外側部分可以相應地為條狀。
[0048]此外，在上述的實施例中，聲音信號從聲腔到達振膜層130的第二表面。在替代的實施例中，背極板150設置有多個孔，聲音信號從所述多個孔到達振膜層130的第一表面。
[0049]圖3a和3b分別示出根據本實用新型第二實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖，其中圖3a中的線AA示出截面圖的截取位置。該MEMS結構例如是硅電容麥克風，包括襯底110、位于襯底110上的振膜層130、位于振膜層131的周邊區域上的支撐層140、位于支撐層140上的背極板150。
[0050]以下將描述第二實施例與第一實施例的不同之處，對二者的相同之處不再詳述。[0051 ]根據本實用新型第二實施例的MEMS結構還包括互連部件160，該互連部件160包括在支撐層140的表面上橫向延伸的第一部分和從支撐層的表面向下延伸至振膜層131的第二部分。
[0052]在互連部件160和背極板150上分別設置第一焊盤111和第二焊盤112。第一焊盤111經由互連部件160電連接至振膜層131，第二焊盤112接觸背極板150，從而分別實現電連接。由于互連部件160包括設置在支撐層140的表面上的第一部分，因此，第一焊盤111和第二焊盤112均位于支撐層140上方的層面，從而獲得了平面焊盤結構。
[0053]進一步地，互連部件160的第二部分與振膜層131的接觸位置根據振膜約束點來設置，從而根據振膜層131的振動特性來實現機械連接。利用在支撐層上形成的互連部件160，可以精確地限定互連部件160的第二部分接觸振膜層的位置，從而可以在所需的振膜位置，利用互連部件160的機械連接位置設置約束點。
[0054]支撐層140包括用于支撐互連部件160和背極板150的的外側部分。由于振膜層131和背極板140均為圓形，因此，支撐層140的外側部分為單個環形。互連部件160的第一部分為條狀，背極板150的周邊具有與互連部件160相對應的開口。因而，在環形周邊的不同位置，互連部件160和背極板150分別接觸支撐層140，其中互連部件160位于背極板150的開口中。
[0055]進一步地，如圖3b所示，振膜層131與周邊區域132之間部分或全部機械斷開。也即，振膜層131可以僅部分固定或者未固定在襯底110上，從而互連部件160至少部分懸掛振膜層131。
[0056]該結構利用互連部件160實現第一焊盤111與振膜層130的電連接的同時，利用互連部件160與振膜層130的機械連接位置，優化振膜層的振動特性，從而改善MEMS麥克風的聲學特性。由于不需要采用單獨的約束梁，從而可以減小MEMS麥克風的尺寸。在背極板150的厚度、應力及需要的振膜限制點與振膜層能實現的范圍差距較大時，該手段輔助作用尤其明顯。
[0057]進一步地，該結構通過在支撐層140外側同時支撐振膜層131和背極板150，可以有利于增加電容的極板之間的面積。由于采用互連部件160懸掛振膜層131，在相同強度的聲音信號的作用下，有利于獲得更大的振幅，從而提高MEMS麥克風的靈敏度。
[0058]圖4a和4b分別示出根據本實用新型第三實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖，其中圖4a中的線AA示出截面圖的截取位置。該MEMS結構例如是硅電容麥克風，包括襯底110、位于襯底110上的振膜層130、位于振膜層131的周邊區域上的支撐層140、位于支撐層140上的背極板150。
[0059]以下將描述第三實施例與第一實施例的不同之處，對二者的相同之處不再詳述。
[0060]根據本實用新型第三實施例的MEMS結構還包括互連部件160，該互連部件160包括在支撐層140的表面上橫向延伸的第一部分和從支撐層的表面向下延伸至振膜層131的第二部分。
[0061]在互連部件160和背極板150上分別設置第一焊盤111和第二焊盤112。第一焊盤111經由互連部件160電連接至振膜層131，第二焊盤112接觸背極板150，從而分別實現電連接。由于互連部件160包括設置在支撐層140的表面上的第一部分，因此，第一焊盤111和第二焊盤112均位于支撐層140上方的層面，從而獲得了平面焊盤結構。
[0062]進一步地，互連部件160的第二部分與振膜層131的接觸位置根據振膜約束點來設置，從而根據振膜層131的振動特性來實現機械連接。利用在支撐層上形成的互連部件160，可以精確地限定互連部件160的第二部分接觸振膜層的位置，從而可以在所需的振膜位置，利用互連部件160的機械連接位置設置約束點。
[0063]支撐層140包括用于支撐互連部件160和背極板150的的外側部分。由于振膜層131和背極板140均為圓形，因此，支撐層140的外側部分為單個環形。互連部件160的第一部分為條狀，背極板150的周邊具有與互連部件160相對應的開口。因而，在環形周邊的不同位置，互連部件160和背極板150分別接觸支撐層140，其中互連部件160位于背極板150的開口中。
[0064]進一步地，如圖4b所示，振膜層131與周邊區域132之間部分或全部機械斷開。也即，振膜層131可以僅部分固定或者未固定在襯底110上，從而互連部件160至少部分懸掛振膜層131。
[0065]該結構利用互連部件160實現第一焊盤111與振膜層130的電連接的同時，利用互連部件160與振膜層130的機械連接位置，優化振膜層的振動特性，從而改善MEMS麥克風的聲學特性。由于不需要采用單獨的約束梁，從而可以減小MEMS麥克風的尺寸。在背極板150的厚度、應力及需要的振膜限制點與振膜層能實現的范圍差距較大時，該手段輔助作用尤其明顯。
[0066]進一步地，該結構通過在支撐層140外側同時支撐振膜層131和背極板150，可以有利于增加電容的極板之間的面積。由于采用互連部件160懸掛振膜層131，在相同強度的聲音信號的作用下，有利于獲得更大的振幅，從而提高MEMS麥克風的靈敏度。
[0067]進一步地，互連部件160的第二部分從支撐結構表面向下延伸至振膜層131。該第二部分包括至少兩個側壁，并且在側壁之間夾有支撐層140的材料，從而形成夾層結構。該夾層結構有利于改善互連部件160的機械強度。雖然上層的背極板150和下層的振膜層131的材料可能相同，但由于其制備過程的工藝沒有連續性，可能由于應力、摻雜濃度不匹配形成相變接觸面，存在在后期工作中脫開的風險。采用夾層結構，可以利用側壁之間的支撐層材料的粘性有效地使接觸區域相對固定，保證機械連接和電連接的可靠性。
[0068]圖5a和5b分別示出根據本實用新型第四實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖，其中圖5a中的線AA示出截面圖的截取位置。該MEMS結構例如是硅電容麥克風，包括襯底110、位于襯底110上的振膜層130、位于振膜層131的周邊區域上的支撐層140、位于支撐層140上的背極板150。
[0069]以下將描述第四實施例與第一實施例的不同之處，對二者的相同之處不再詳述。
[0070]根據本實用新型第四實施例的MEMS結構還包括互連部件160，該互連部件160包括在支撐層140的表面上橫向延伸的第一部分和從支撐層的表面向下延伸至振膜層131的第二部分。
[0071]在互連部件160和背極板150上分別設置第一焊盤111和第二焊盤112。第一焊盤111經由互連部件160電連接至振膜層131，第二焊盤112接觸背極板150，從而分別實現電連接。由于互連部件160包括設置在支撐層140的表面上的第一部分，因此，第一焊盤111和第二焊盤112均位于支撐層140上方的層面，從而獲得了平面焊盤結構。
[0072]進一步地，互連部件160的第二部分與振膜層131的接觸位置根據振膜約束點來設置，從而根據振膜層131的振動特性來實現機械連接。利用在支撐層上形成的互連部件160，可以精確地限定互連部件160的第二部分接觸振膜層的位置，從而可以在所需的振膜位置，利用互連部件160的機械連接位置設置約束點。
[0073]支撐層140包括用于支撐互連部件160和背極板150的的外側部分。由于振膜層131和背極板140均為圓形，因此，支撐層140的外側部分為單個環形。互連部件160的第一部分為條狀，背極板150的周邊具有與互連部件160相對應的開口。因而，在環形周邊的不同位置，互連部件160和背極板150分別接觸支撐層140，其中互連部件160位于背極板150的開口中。
[0074]進一步地，如圖5b所示，振膜層131與周邊區域132之間部分或全部機械斷開。也即，振膜層131可以僅部分固定或者未固定在襯底110上，從而互連部件160至少部分懸掛振膜層131。
[0075]該結構利用互連部件160實現第一焊盤111與振膜層130的電連接的同時，利用互連部件160與振膜層130的機械連接位置，優化振膜層的振動特性，從而改善MEMS麥克風的聲學特性。由于不需要采用單獨的約束梁，從而可以減小MEMS麥克風的尺寸。在背極板150的厚度、應力及需要的振膜限制點與振膜層能實現的范圍差距較大時，該手段輔助作用尤其明顯。
[0076]進一步地，該結構通過在支撐層140外側同時支撐振膜層131和背極板150，可以有利于增加電容的極板之間的面積。由于采用互連部件160懸掛振膜層131，在相同強度的聲音信號的作用下，有利于獲得更大的振幅，從而提高MEMS麥克風的靈敏度。
[0077]進一步地，互連部件160的第二部分從支撐結構表面向下延伸至振膜層131。該第二部分包括至少兩個側壁，并且在側壁之間夾有支撐層140的材料，從而形成夾層結構。該夾層結構有利于改善互連部件160的機械強度。雖然上層的背極板150和下層的振膜層131的材料可能相同，但由于其制備過程的工藝沒有連續性，可能由于應力、摻雜濃度不匹配形成相變接觸面，存在在后期工作中脫開的風險。采用夾層結構，可以側壁之間的支撐層材料的粘性有效地使接觸區域相對固定，保證機械連接和電連接的可靠性。
[0078]進一步地，互連部件160的第一部分不僅在支撐層140上方延伸，而且進一步包括懸空部分，然后，從懸空部分向下延伸至振膜層131。該懸空部分設置有彈性結構，例如，凹槽或彎折結構，從而利用彈性結構調整互連部件160的彈性和整體振膜層131上的振動特性，而不必顧慮在下方振膜層設置凹凸結構影響上方背極板140的剖面形貌導致力學特性變化。
[0079]圖6a至6i分別示出根據本實用新型第五實施例的MEMS結構的制造方法各個階段的截面圖，該實施例的方法用于制造根據本實用新型第三實施例的MEMS結構。這些截面圖的截取位置如圖4a中的線AA所示。
[0080]如圖6a所示，在襯底110上沉積導體層130。該襯底110例如為單晶硅襯底，導體層130例如由摻雜多晶硅組成。沉積工藝例如是選自電子束蒸發(EBM)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、濺射中的一種。
[0081]接著，對導體層130進行圖案化，以獲得振膜層131與周邊區域132，如圖6b所示。在該實施例中，振膜層131與周邊區域132之間由環狀開口隔開。
[0082]該圖案化例如包括形成光致抗蝕劑掩模以及經由掩模中的開口蝕刻的步驟。在圖案化導體層130時，采用蝕刻劑相對于襯底110選擇性地去除導體層130的暴露部分，并且使得蝕刻停止在襯底110的表面上。
[0083]接著，在MEMS結構的表面上沉積絕緣層，從而形成支撐層140，如圖6c所示。支撐層140的材料例如為氧化硅。
[0084]由于已經形成的振膜層131的圖案，支撐層140不僅位于振膜層131和周邊區域132上方的部分，而且填充振膜層131和周邊區域132之間的開口。
[0085]接著，對支撐層140進行圖案化，形成到達振膜層131表面的開口，如圖6d所示。該開口將在隨后的步驟中用于形成互連部件的第二部分的側壁。
[0086]在圖案化支撐層140時，采用蝕刻劑相對于振膜層131選擇性地去除支撐層140的暴露部分，并且使得蝕刻停止在支撐層140的表面上。
[0087]接著，在MEMS結構的表面上沉積導體層152，如圖6e所示。導體層152不僅覆蓋支撐層140的表面，而且填充支撐層140中的開口，形成從支撐層140的表面向下延伸的側壁。
[0088]導體層152與振膜層131的材料可以及相同。例如由摻雜多晶硅組成。沉積工藝例如是選自電子束蒸發(EBM)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、濺射中的一種。
[0089]接著，對導體層152進行圖案化，以獲得背極板150和互連部件160，如圖6f所示。在該實施例中，互連部件160的第一部分為條狀，第二部分向下延伸，形成兩個側壁，其間夾有支撐層140的材料。
[0090]背極板150的周邊具有與互連部件160相對應的開口。因而，在環形周邊的不同位置，互連部件160和背極板150分別接觸支撐層140，其中互連部件160位于背極板150的開口中。
[0091]該圖案化例如包括形成光致抗蝕劑掩模以及經由掩模中的開口蝕刻的步驟。在圖案化導體層152時，采用蝕刻劑相對于支撐層140選擇性地去除導體層152的暴露部分，并且使得蝕刻停止在支撐層140的表面上。
[0092 ]接著，經由背極板150和互連部件160之間的開口，通過選擇性蝕刻去除背極板150和振膜層131之間的支撐層140的材料，如圖6g所示。背極板150的第二表面與振膜層131的第一表面彼此相對，二者之間的空間用于容納空氣等介質。
[0093]該蝕刻工藝采用選擇性的蝕刻劑，不僅相對于背極板150和振膜層131選擇性地去除支撐層140的暴露部分，并且橫向蝕刻，去除支撐層位于背極板150下方的部分。
[0094]接著，在襯底110的背表面，采用蝕刻形成聲腔，如圖6h所示。該聲腔從襯底110的背表面向上延伸，形成貫穿襯底110到達振膜層131的第二表面的通道。
[0095]如圖6h所示，該蝕刻經由振膜層131和周邊區域132之間的環狀開口，進一步蝕刻支撐層140的一部分，使得互連部件160的第一部分進一步包括懸空部分，然后，從懸空部分向下延伸至振膜層131。也即，該蝕刻同時釋放振膜層131和互連部件160的一部分。
[0096]接著，在互連部件160的表面上形成第一焊盤111，以及在背極板150的表面形成第二焊盤112，用于外部電連接，如圖6i所示。
[0097]在上述的實施例中，描述了硅電容麥克風的制造方法。然而，如上所述，該方法可以廣泛地用于與硅電容麥克風結構類似的MEMS傳感器和致動器。
[0098]此外，在上述的實施例中，描述了所述互連部件的第一部分至少部分地在所述支撐層上橫向延伸，使得所述振膜層懸掛在所述互連部件的第二部分下方。例如，所述可動部件的周邊部分夾在所述襯底和所述支撐層之間。在替代的實施例中，所述互連部件的第一部分懸空，并且所述互連部件的第二部分與所述可動部件直接相連，從而可以MEMS結構中可以省去襯底。
[0099]應當說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0100]依照本實用新型的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該實用新型僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本實用新型的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本實用新型以及在本實用新型基礎上的修改使用。本實用新型僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權項】
1.一種MEMS結構，其特征在于，包括: 襯底； 可動部件，所述可動部件位于所述襯底上； 固定部件，所述固定部件位于所述可動部件上，并且與所述可動部件彼此相對，以形成電容極板； 互連部件，包括與所述固定部件相同層面的第一部分和從所述第一部分延伸至所述可動部件的第二部分；以及 第一焊盤和第二焊盤，分別位于所述互連部件和所述固定部件上。2.根據權利要求1所述的MEMS結構，其特征在于，所述MEMS結構為MEMS麥克風，所述可動部件和固定部件分別為所述MEMS麥克風的振膜層和背極板，所述振膜層與外部連通以接收聲音信號， 其中，根據所述振膜層的振動特性設置所述互連部件的第二部分與所述振膜層的連接位置。3.根據權利要求2所述的MEMS結構，其特征在于，還包括: 位于所述可動部件和所述固定部件之間的支撐層， 其中，所述互連部件的第一部分至少部分地在所述支撐層上橫向延伸，使得所述振膜層懸掛在所述互連部件的第二部分下方。4.根據權利要求3所述的MEM結構，其特征在于，所述可動部件的周邊部分夾在所述襯底和所述支撐層之間。5.根據權利要求2所述的MEMS結構，其特征在于，所述互連部件的第二部分包括至少兩個側壁，并且在相鄰的側壁之間夾有所述支撐層的材料，形成夾層結構。6.根據權利要求3所述的MEMS結構，其特征在于，所述背極板的周邊具有與所述互連部件相對應的開口，所述互連部件在所述開口內接觸所述支撐層。7.根據權利要求3所述的MEMS結構，其特征在于，所述支撐層具有環狀的內側部分和外側部分，所述互連部件在所述支撐層的外側部分接觸所述支撐層，所述背極板在所述支撐層的內側部分接觸所述支撐層。8.根據權利要求3所述的MEMS結構，其特征在于，所述互連部件的第一部分的所述至少一部分包括彈性結構。9.根據權利要求2所述的MEMS結構，其特征在于，所述互連部件的第一部分懸空，并且所述互連部件的第二部分與所述可動部件直接相連。
【文檔編號】H04R19/04GK205545929SQ201620114800
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月4日
【發明人】萬蔡辛, 譚文平
【申請人】北京卓銳微技術有限公司