芯片結(jié)構(gòu)、其制作方法及包括其的mems器件的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本申請涉及半導體集成電路制作技術(shù)領域，具體而言，涉及一種芯片結(jié)構(gòu)、其制作方法及包括其的MEMS器件。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路的制作過程中，通常需要將不同的芯片結(jié)構(gòu)鍵合形成所需的芯片。其中，芯片結(jié)構(gòu)通常包括襯底，以及設置于襯底上的金屬結(jié)構(gòu)，且金屬結(jié)構(gòu)為具有由多個直線部和多個拐角部相連形成的環(huán)形結(jié)構(gòu)。在將上述芯片結(jié)構(gòu)與其他芯片結(jié)構(gòu)鍵合連接的過程中，金屬結(jié)構(gòu)中的拐角部會在鍵合壓力的作用下向外延展，從而降低鍵合形成的芯片的性倉泛。
[0003]MEMS器件是采用微電子和微機械加工技術(shù)制作出來的器件。現(xiàn)有的MEMS器件中，如圖1和圖2所示，通常包括第一芯片100'和第二芯片200'。其中，第一芯片100'包括第一襯底110'，設置于第一襯底110'中的第一金屬結(jié)構(gòu)140'，設置于第一襯底110'表面上的第一介質(zhì)層130'，以及設置于第一介質(zhì)層130'上的第一金屬結(jié)構(gòu)140';第二芯片200'包括具有第二介質(zhì)層211'的第二襯底210'，設置于第二介質(zhì)層211'上的第二介質(zhì)層230'，以及設置于第二介質(zhì)層230'上的第二金屬結(jié)構(gòu)240';上述第一金屬結(jié)構(gòu)140'和第二金屬結(jié)構(gòu)240'為環(huán)形結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，且第一芯片100'和第二芯片200'通過第一金屬結(jié)構(gòu)140'和第二金屬結(jié)構(gòu)240'進行鍵合連接，從而在第一金屬結(jié)構(gòu)140'和第二金屬結(jié)構(gòu)240'之間形成密封腔室。
[0004]在上述MEMS器件的制作過程中，通常采用熱壓鍵合的方式將第一金屬結(jié)構(gòu)和第二金屬結(jié)構(gòu)之間鍵合連接。在上述鍵合過程中，第一金屬結(jié)構(gòu)和第二金屬結(jié)構(gòu)的拐角部分會在鍵合壓力的作用下向外延展，從而導致第一芯片和第二芯片之間的連接強度下降，進而降低MEMS器件的性能。目前，技術(shù)人員嘗試通過降低鍵合壓力以減少第一金屬結(jié)構(gòu)和第二金屬結(jié)構(gòu)的拐角部分的外延。然而，降低鍵合壓力會造成部分第一金屬結(jié)構(gòu)和第二金屬結(jié)構(gòu)之間無法鍵合連接，進而降低MEMS器件的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請旨在提供一種芯片結(jié)構(gòu)、其制作方法及包括其的MEMS器件，以提高后期制作的MEMS器件的性能。
[0006]本申請?zhí)峁┝艘环N芯片結(jié)構(gòu)，包括襯底，以及設置于襯底上的金屬結(jié)構(gòu)，其中金屬結(jié)構(gòu)具有由多個直線部和多個拐角部相連形成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，且至少一個拐角部為薄壁拐角部，該薄壁拐角部的壁厚小于與其相鄰的直線部的壁厚。
[0007]進一步地，上述芯片結(jié)構(gòu)中，薄壁拐角部的內(nèi)壁具有弧形過渡結(jié)構(gòu)，且弧形過渡結(jié)構(gòu)朝向外壁方向延伸至與該薄壁拐角部相鄰的兩個直線部的內(nèi)壁的外延交線處的外部。
[0008]進一步地，上述芯片結(jié)構(gòu)中，薄壁拐角部與所述直線部相連的兩端點之間的連線D的長度與其相鄰的所述直線部的長度的1/8?1/4，薄壁拐角部的內(nèi)壁與連線D之間的最大垂直高度為連線D的1/2?2。
[0009]進一步地，上述芯片結(jié)構(gòu)中，金屬結(jié)構(gòu)包括四個拐角部，其中沿對角線設置的兩個拐角部為薄壁拐角部。
[0010]進一步地，上述芯片結(jié)構(gòu)中，金屬結(jié)構(gòu)包括四個拐角部，且四個拐角部均為薄壁拐角部。
[0011]本申請還提供了一種上述芯片結(jié)構(gòu)的制作方法，該制作方法包括:提供襯底；在襯底上形成金屬預備結(jié)構(gòu)；刻蝕金屬預備結(jié)構(gòu)，形成由多個直線部和多個拐角部相連形成的環(huán)形的金屬結(jié)構(gòu)，且其中至少一個所述拐角部為薄壁拐角部，該薄壁拐角部的壁厚小于與其相鄰的直線部的壁厚。
[0012]進一步地，上述芯片的制作方法中，形成金屬結(jié)構(gòu)的步驟包括:在金屬預備結(jié)構(gòu)上形成與所欲形成的金屬結(jié)構(gòu)的形狀相符的硬掩模；沿硬掩模的側(cè)邊向下刻蝕金屬預備結(jié)構(gòu)形成金屬結(jié)構(gòu)。
[0013]本申請還提供了一種MEMS器件，包括:第一芯片，設置有MEMS結(jié)構(gòu)以及第一金屬結(jié)構(gòu)；第二芯片，設置有第二金屬結(jié)構(gòu)；第一芯片和第二芯片通過第一金屬結(jié)構(gòu)和第二金屬結(jié)構(gòu)相連接，其中第一芯片和第二芯片中至少一個具有本申請上述的芯片結(jié)構(gòu)。
[0014]進一步地，上述MEMS器件中，第一芯片和第二芯片均具有本申請上述的芯片結(jié)構(gòu)。
[0015]進一步地，上述MEMS器件中，第一金屬結(jié)構(gòu)中的薄壁拐角部與第二金屬結(jié)構(gòu)中的薄壁拐角部相對應設置。
[0016]進一步地，上述MEMS器件中，第一芯片包括:第一襯底；MEMS結(jié)構(gòu)，設置于第一襯底中；第一介質(zhì)層，設置于第一襯底和MEMS結(jié)構(gòu)上；第一金屬結(jié)構(gòu)，設置于第一介質(zhì)層上，且相對環(huán)繞在MEMS結(jié)構(gòu)的外周設置；第二芯片包括:具有環(huán)形凸出部的第二襯底；第二介質(zhì)層，設置于第二襯底的環(huán)形凸出部上；第二金屬結(jié)構(gòu)，設置于第二介質(zhì)層上。
[0017]進一步地，上述MEMS器件中，第一金屬結(jié)構(gòu)的高度為第二金屬結(jié)構(gòu)的高度的1/2 ?2。
[0018]進一步地,上述MEMS器件中,第一金屬結(jié)構(gòu)為Al,第二金屬結(jié)構(gòu)為Ge。
[0019]應用本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，通過在芯片結(jié)構(gòu)的金屬結(jié)構(gòu)中形成壁厚小于與其相鄰的直線部的壁厚的薄壁拐角部，在將其與其他芯片結(jié)構(gòu)通過鍵合連接形成芯片的過程中，薄壁拐角部因其壁厚小于與其相鄰的直線部的壁厚，使其伸展開時的長度較大，能夠更好的分散鍵合過程中所承受的壓力，從而降低了拐角部中的應力，進而避免了拐角部發(fā)生外延，最終提高了后期制作的MEMS器件的性能。
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1示出了現(xiàn)有MEMS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2示出了現(xiàn)有MEMS器件中金屬結(jié)構(gòu)或第二金屬結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3示出了本申請實施方式提供的MEMS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0024]圖4示出了本申請實施方式提供的MEMS器件中第一金屬結(jié)構(gòu)或第二金屬結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本申請。
[0026]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用屬于“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0027]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。
[0028]正如【背景技術(shù)】中所介紹的，在將包含金屬結(jié)構(gòu)的芯片結(jié)構(gòu)與其他芯片結(jié)構(gòu)鍵合連接的過程中，金屬結(jié)構(gòu)中的拐角部會在鍵合壓力的作用下向外延展，從而降低鍵合形成的MEMS器件的性能。本申請的發(fā)明人針對上述問題進行研究，提出了一種芯片結(jié)構(gòu)，包括襯底，以及設置于襯底上的金屬結(jié)構(gòu)，其中金屬結(jié)構(gòu)具有由多個直線部和多個拐角部相連形成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，且至少一個拐角部為薄壁拐角部，該薄壁拐角部的壁厚小于與其相鄰的所述直線部的壁厚。
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