分區(qū)域用于后續(xù)封裝時與封帽層鍵合，部分區(qū)域用于后續(xù)測試、接入電信號等，為了圖示的方便，圖2中所述焊墊區(qū)域2以一整體表示，但須知，該焊墊區(qū)域2中各部分根據(jù)器件設(shè)計可以相連，也可以不相連。所述介質(zhì)層3亦是如此，可以包含刻蝕停止層、犧牲層、層間介質(zhì)層等，此為本領(lǐng)域的公知常識，此處不應(yīng)過分限制本發(fā)明的保護范圍。
[0060]然后請參閱圖3，執(zhí)行步驟S2:在所述半導(dǎo)體基底I上形成第一 SiGe層4。
[0061]具體的，采用爐管制程沉積所述第一 SiGe層4，所述第一 SiGe層4的厚度為最終所需SiGe膜厚的三分之一到三分之二，本實施例中，所述第一 SiGe層4的厚度優(yōu)選為最終所需SiGe膜厚的一半。
[0062]接著請參閱圖4及圖5，執(zhí)行步驟S3:在位于非MEMS區(qū)域II的第一 SiGe層4表面形成若干凹槽5，并在所述凹槽5內(nèi)填充塑性材料，形成塑性填充塊6。
[0063]具體的，采用光刻、刻蝕等常規(guī)半導(dǎo)體制程形成所述凹槽5，所述凹槽的深寬比范圍是0.2?0.5。采用化學(xué)氣相沉積法形成所述塑性填充塊6。所述塑性填充塊6形成于非MEMS區(qū)域，且深寬比不宜太大，可以減少對于SiGe層強度的影響。
[0064]本實施例中，所述半導(dǎo)體基底I的非MEMS區(qū)域II包括焊墊區(qū)域2，該焊墊區(qū)域2在后續(xù)封裝及測試過程需要裸露出來，即需要去除其上形成的各功能層。因此，本實施例中，優(yōu)選為在所述焊墊區(qū)域2上方的第一 SiGe層表面形成若干所述凹槽5，從而形成塑性填充塊6，在后續(xù)制程中，焊墊區(qū)域上方的塑性填充塊6會被去除，因此可以盡可能減小塑性填充塊對器件的影響。而去除焊墊區(qū)域上方的SiGe層后，整體SiGe層被打斷，形成若干小面積SiGe區(qū)域，其應(yīng)力不足以使SiGe發(fā)生剝離，因此去除焊墊區(qū)域上方的SiGe層中的BCB層不會再導(dǎo)致SiGe層剝離。當(dāng)然，也可以在所述非MEMS區(qū)域II中的其它區(qū)域形成所述塑性填充塊。
[0065]具體的，所述塑性材料為絕緣高分子材料，本實施例中，所述塑性材料優(yōu)選采用BCB材料，其與現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝兼容，可采用化學(xué)氣相沉積法形成，并且BCB具有良好的塑性變形能力，能夠有效吸收SiGe層中的應(yīng)力。
[0066]再請參閱圖6，執(zhí)行步驟S4:去除所述凹槽5外多余的塑性材料，然后在所述第一SiGe層4表面形成一覆蓋所述塑性填充塊6的第二 SiGe層7。
[0067]具體的，采用化學(xué)機械拋光(CMP)制程將所述凹槽5外多余的塑性材料去除并露出所述第一 SiGe層4，然后繼續(xù)采用爐管制程沉積剩下厚度的SiGe層，即所述第二 SiGe層7，使所述第一 SiGe層4與所述第二 SiGe層7的厚度之和為預(yù)設(shè)整體SiGe層的厚度。
[0068]所述第一 SiGe層4與所述第二 SiGe層7的厚度比范圍是0.5?2，即厚度相近，所述塑性填充塊6位于中間位置，更有利于應(yīng)力的吸收，防止整體SiGe層(第一 SiGe層與第二 SiGe層)由于厚度太厚、面積太大而發(fā)生剝離。
[0069]所述塑性填充塊在吸收應(yīng)力的同時，也減少了非MEMS區(qū)域的SiGe層厚度，降低整體SiG層中的應(yīng)力。
[0070]最后請參閱圖7，執(zhí)行步驟S5:以位于所述MEMS區(qū)域I的第一 SiGe層及第二 SiGe層作為結(jié)構(gòu)材料制作MEMS敏感結(jié)構(gòu)8。
[0071]具體的，所述MEMS敏感結(jié)構(gòu)8可以為壓力傳感器、振蕩器等微機電結(jié)構(gòu)的敏感部分，其結(jié)構(gòu)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計可以有不同的類型，此處僅為示意圖，未予具體圖示。
[0072]至此，完成了 MEMS器件的制作，后續(xù)可以進行器件的封裝及測試等。
[0073]作為示例，進一步去除所述焊墊區(qū)域2上方的第二 SiGe層7、塑性填充塊6、第一SiGe層4及介質(zhì)層3以暴露出所述焊墊區(qū)域2表面，如圖8所示。
[0074]作為示例，暴露出所述焊墊區(qū)域2后，進一步提供一包括腔體區(qū)域9和鍵合區(qū)域10的封帽層11，將所述腔體區(qū)域9對準(zhǔn)所述MEMS敏感結(jié)構(gòu)8、將所述鍵合區(qū)域10對準(zhǔn)所述焊墊區(qū)域2，然后將所述封帽層11與所述半導(dǎo)體基底I鍵合，以為所述MEMS敏感結(jié)構(gòu)8提供一真空密封環(huán)境，如圖9所示。
[0075]此外，還可以進一步切割所述封帽層11，露出所述焊墊區(qū)域2中密封鍵合部分以外的其余部分，以供后續(xù)測試或引線鍵合用，如圖10所示。
[0076]本發(fā)明為了能夠改變SiGe層的應(yīng)力情況，在SiGe層中按照一定比例加入塑性填充塊。在先用爐管制程沉積一定厚度的第一 SiGe層之后，在該第一 SiGe層非MEMS區(qū)域形成若干凹槽，該凹槽的深寬比大致在0.2?0.5，可以減少對SiGe層的導(dǎo)電能力的影響；然后用CVD制程沉積塑性材料層，形成塑性填充塊，并用CMP制程將其磨平；最后用爐管制程將SiGe層沉積到標(biāo)準(zhǔn)厚度?？紤]到MEMS區(qū)域的SiGe膜需要具備特定的彈性系數(shù)，因此需要盡量保證這部分SiGe膜的完整性，本發(fā)明將塑性材料填充到非MEMS區(qū)域的SiGe層中，不會對器件的功能產(chǎn)生影響。
[0077]綜上所述，本發(fā)明的MEMS器件的制作方法，具有以下有益效果:(I)本發(fā)明在MEMS器件的制作過程中，在SiGe層中加入塑性填充塊，利用該塑性填充塊的塑性變形能力，吸收SiGe層中的應(yīng)力，有效防止了 SiGe層發(fā)生剝離的現(xiàn)象。(2)由于MEMS區(qū)域的SiGe層需要具備特定的彈性系數(shù)，因此需要盡量保證這部分SiGe層的完整性，本發(fā)明中，塑性填充塊位于非MEMS區(qū)域，不會對器件的功能產(chǎn)生影響。(3)本發(fā)明中，塑性填充塊位于非MEMS區(qū)域，且高寬比范圍是0.2?0.5，減少了對SiGe層導(dǎo)電能力的影響。(4)本發(fā)明運用塑性填充塊來吸收應(yīng)力的同時，也減少了非MEMS區(qū)域的SiGe層厚度，降低整體SiG層中的應(yīng)力。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0078]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種MEMS器件的制作方法，其特征在于，至少包括以下步驟: 51:提供一半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底表面預(yù)先劃分有用于后續(xù)制作MEMS敏感結(jié)構(gòu)的MHMS區(qū)域； 52:在所述半導(dǎo)體基底上形成第一 SiGe層； 53:在位于非MEMS區(qū)域的第一 SiGe層表面形成若干凹槽，并在所述凹槽內(nèi)填充塑性材料，形成塑性填充塊； 54:去除所述凹槽外多余的塑性材料，然后在所述第一 SiGe層表面形成一覆蓋所述塑性填充塊的第二 SiGe層； 55:以位于所述MEMS區(qū)域的第一 SiGe層及第二 SiGe層作為結(jié)構(gòu)材料制作MEMS敏感結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:所述半導(dǎo)體基底包括焊墊區(qū)域及覆蓋所述焊墊區(qū)域的介質(zhì)層；所述焊墊區(qū)域位于所述MEMS區(qū)域旁。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:于所述步驟S3中，在所述焊墊區(qū)域上方的第一 SiGe層表面形成若干凹槽。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:于所述步驟S5之后，進一步去除所述焊墊區(qū)域上方的第二 SiGe層、塑性填充塊、第一 SiGe層及介質(zhì)層以暴露出所述焊墊區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:暴露出所述焊墊區(qū)域后，進一步提供一包括腔體區(qū)域和鍵合區(qū)域的封帽層，將所述腔體區(qū)域?qū)?zhǔn)所述MEMS敏感結(jié)構(gòu)、將所述鍵合區(qū)域?qū)?zhǔn)所述焊墊區(qū)域，然后將所述封帽層與所述半導(dǎo)體基底鍵合，以為所述MEMS敏感結(jié)構(gòu)提供一真空密封環(huán)境。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:所述塑性材料為絕緣高分子材料。7.根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:所述塑性材料為BCB材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:于所述步驟S3中，所述凹槽的深寬比范圍是0.2?0.5。9.根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:于所述步驟S3中，采用化學(xué)氣相沉積法形成所述塑性填充塊。10.根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于:所述第一 SiGe層與所述第二 SiGe層的厚度比為0.5?2。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種MEMS器件的制作方法，至少包括以下步驟：S1：提供一半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底表面預(yù)先劃分有用于后續(xù)制作MEMS敏感結(jié)構(gòu)的MEMS區(qū)域；S2：在所述半導(dǎo)體基底上形成第一SiGe層；S3：在位于非MEMS區(qū)域的第一SiGe層表面形成若干凹槽，并在所述凹槽內(nèi)填充塑性材料，形成塑性填充塊；S4：去除所述凹槽外多余的塑性材料，然后在所述第一SiGe層表面形成一覆蓋所述塑性填充塊的第二SiGe層；S5：以位于所述MEMS區(qū)域的第一SiGe層及第二SiGe層作為結(jié)構(gòu)材料制作MEMS敏感結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在在SiGe層中加入塑性填充塊，利用該塑性填充塊的塑性變形能力，吸收SiGe層中的應(yīng)力，有效防止了SiGe層發(fā)生剝離的現(xiàn)象。且塑性填充塊位于非MEMS區(qū)域，不會對器件的功能產(chǎn)生影響。
【IPC分類】B81C1/00
【公開號】CN104944361
【申請?zhí)枴緾N201410114224
【發(fā)明人】鄭超, 李廣寧, 沈哲敏
【申請人】中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月25日