本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，具體而言涉及一種mems器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、一些微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical?system，mems)器件例如mem鏡面驅(qū)動(dòng)器件(例如mems振鏡)，通常需要制備上下交錯(cuò)的上梳齒和下梳齒。mem鏡面驅(qū)動(dòng)器件可以在驅(qū)動(dòng)作用下對(duì)光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)、調(diào)制、開啟閉合及相位控制。mem鏡面驅(qū)動(dòng)器件具有重量輕，體積小，易于大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低，光學(xué)，機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)優(yōu)異的特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于投影、顯示、光通信、激光雷達(dá)等場(chǎng)景中。

2、相關(guān)技術(shù)中，通常是利用兩片soi晶圓進(jìn)行器件的制備，其成本較高，并且薄膜結(jié)構(gòu)應(yīng)力調(diào)控復(fù)雜，工藝復(fù)雜，多次使用鍵合工藝，鍵合空洞影響良率，增加工藝制程中的異常發(fā)生幾率，常引入較大空腔，薄弱結(jié)構(gòu)較多。

3、因此，有必要提出一種新的mems器件及其制造方法，以至少部分地解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本申請(qǐng)的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

2、針對(duì)目前存在的問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Nmems器件的制造方法，包括以下步驟：

3、提供襯底，襯底包括鏡面區(qū)域和位于鏡面區(qū)域外側(cè)的梳齒區(qū)域；

4、刻蝕襯底以在鏡面區(qū)域和梳齒區(qū)域形成間隔設(shè)置的多個(gè)溝槽；

5、形成第一掩膜層，以覆蓋溝槽的側(cè)壁、襯底的表面并密封溝槽的開口；

6、對(duì)第一掩膜層進(jìn)行刻蝕，以露出襯底的部分表面并覆蓋襯底每個(gè)用于形成第一梳齒的區(qū)域和鏡面區(qū)域；

7、在襯底的表面和第一掩膜層上形成外延層；

8、在外延層上形成鏡面結(jié)構(gòu)，鏡面結(jié)構(gòu)和鏡面區(qū)域相對(duì)應(yīng)；

9、刻蝕外延層以形成用于支撐鏡面結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)以及位于鏡面結(jié)構(gòu)外側(cè)的多個(gè)第二梳齒，其中，每個(gè)第二梳齒對(duì)應(yīng)梳齒區(qū)域內(nèi)的一個(gè)溝槽，多個(gè)第二梳齒位于支撐結(jié)構(gòu)外側(cè)；

10、以第一掩膜層為掩膜，刻蝕襯底形成多個(gè)第一梳齒，多個(gè)第一梳齒和多個(gè)第二梳齒交錯(cuò)設(shè)置；

11、至少去除位于第二梳齒下方和支撐結(jié)構(gòu)下方的第一掩膜層。

12、在一個(gè)示例中，位于溝槽內(nèi)的第一掩膜層中還形成有填充空洞，其中，填充空洞的頂部位于襯底的表面以下。

13、在一個(gè)示例中，形成第一掩膜層，以覆蓋溝槽的側(cè)壁、襯底的表面并密封溝槽的開口，包括：

14、在溝槽的側(cè)壁和襯底的表面形成第一掩膜材料層，其中，位于溝槽的頂部側(cè)壁上的第一掩膜層的厚度大于位于溝槽的底部側(cè)壁上的第一掩膜材料層；

15、刻蝕去除部分第一掩膜材料層，以使溝槽的最小開口位于襯底的表面以下；

16、在第一掩膜材料層上形成第二掩膜材料層，并且第二掩膜材料層密封溝槽的開口；

17、在第二掩膜材料層上形成第三掩膜材料層，并執(zhí)行平坦化，以形成第一掩膜層，其中，第三掩膜材料層的致密性高于第二掩膜材料層。

18、在一個(gè)示例中，在刻蝕外延層以形成位于鏡面結(jié)構(gòu)外側(cè)的多個(gè)第二梳齒之前，形成外延層之后，制造方法還包括：

19、對(duì)襯底背離外延層的一側(cè)進(jìn)行減薄。

20、在一個(gè)示例中，在形成第一梳齒和第二梳齒之后，去除第一掩膜層之前，制造方法還包括：

21、進(jìn)行濕法清洗，以去除刻蝕外延層和刻蝕襯底時(shí)形成的刻蝕殘留，其中，清洗過程中，第一掩膜層支撐第二梳齒，鏡面區(qū)域的第一掩膜層支撐支撐結(jié)構(gòu)。

22、在一個(gè)示例中，形成襯底的方法包括：提供基底，在基底的表面上形成絕緣層，在絕緣層上外延生長(zhǎng)器件層，器件層用于形成第一梳齒。

23、在一個(gè)示例中，在形成溝槽之前，制造方法還包括：

24、在器件層中形成間隔設(shè)置的至少兩個(gè)隔離槽；

25、刻蝕襯底以在鏡面區(qū)域和梳齒區(qū)域形成間隔設(shè)置的多個(gè)溝槽，包括：

26、刻蝕器件層以在鏡面區(qū)域和梳齒區(qū)域形成間隔設(shè)置的多個(gè)溝槽，同時(shí)刻蝕隔離槽，以使所述隔離槽的底部延伸至所述絕緣層。

27、在一個(gè)示例中，襯底的表面上的第一掩膜層的厚度小于1.5μm；和/或

28、溝槽的深寬比大于或等于3，且小于或等于60。

29、本申請(qǐng)還提供一種mems器件，mems器件包括：

30、襯底，襯底包括鏡面區(qū)域和位于鏡面區(qū)域外側(cè)的梳齒區(qū)域；

31、多個(gè)第一梳齒，間隔設(shè)置于梳齒區(qū)域；

32、多個(gè)溝槽，間隔設(shè)置于鏡面區(qū)域；

33、外延層，設(shè)置于襯底上，外延層包括多個(gè)間隔設(shè)置的第二梳齒和支撐結(jié)構(gòu)，多個(gè)第二梳齒位于支撐結(jié)構(gòu)外側(cè)，多個(gè)第二梳齒和多個(gè)第一梳齒交錯(cuò)設(shè)置；

34、鏡面結(jié)構(gòu)，設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)上，鏡面結(jié)構(gòu)和鏡面區(qū)域相對(duì)。

35、在一個(gè)示例中，襯底包括基底層、器件層和設(shè)置在基底層和器件層之間的絕緣層，在襯底中形成有間隔設(shè)置的至少兩個(gè)隔離槽，在相鄰隔離槽之間設(shè)置多個(gè)第一梳齒，其中，隔離槽貫穿器件層延伸到絕緣層中。

36、根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)峁┑膍ems器件及其制造方法，通過在襯底的表面和第一掩膜層上形成外延層，將外延層用于制備形成第二梳齒，相比傳統(tǒng)使用soi晶圓的相關(guān)技術(shù)，本申請(qǐng)減少了soi晶圓的使用，因此其成本更低，降低了應(yīng)力調(diào)控難度和縮短了調(diào)整周期。本申請(qǐng)的每個(gè)第二梳齒的位置分別對(duì)應(yīng)位于一個(gè)溝槽上，而溝槽中則填充有第一掩膜層，那么在形成第一梳齒和第二梳齒后，第二梳齒下方的第一掩膜則可以用于對(duì)其進(jìn)行支撐，而支撐結(jié)構(gòu)下方的第一硬掩膜層也同樣對(duì)其起到支撐作用，因此提升了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，以使后續(xù)工藝過程穩(wěn)定性更高。

技術(shù)特征：

1.一種mems器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，位于所述溝槽內(nèi)的所述第一掩膜層中還形成有填充空洞，其中，所述填充空洞的頂部位于所述襯底的表面以下。

3.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述形成第一掩膜層，以覆蓋所述溝槽的側(cè)壁、所述襯底的表面并密封所述溝槽的開口，包括：

4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在刻蝕所述外延層以形成位于所述鏡面結(jié)構(gòu)外側(cè)的多個(gè)第二梳齒之前，形成所述外延層之后，所述制造方法還包括：

5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在形成所述第一梳齒和所述第二梳齒之后，去除所述第一掩膜層之前，所述制造方法還包括：

6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成所述襯底的方法包括：提供基底，在所述基底的表面上形成絕緣層，在所述絕緣層上外延生長(zhǎng)器件層，所述器件層用于形成所述第一梳齒。

7.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于，在形成所述溝槽之前，所述制造方法還包括：

8.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述襯底的表面上的第一掩膜層的厚度小于1.5μm；和/或

9.一種mems器件，其特征在于，所述mems器件包括：

10.如權(quán)利要求9所述的mems器件，其特征在于，所述襯底包括基底層、器件層和設(shè)置在所述基底層和所述器件層之間的絕緣層，在所述襯底中形成有間隔設(shè)置的至少兩個(gè)隔離槽，在相鄰隔離槽之間設(shè)置多個(gè)所述第一梳齒，其中，所述隔離槽貫穿所述器件層延伸到所述絕緣層中。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环NMEMS器件及其制造方法，包括以下步驟：提供襯底，襯底包括鏡面區(qū)域和位于鏡面區(qū)域外側(cè)的梳齒區(qū)域；刻蝕襯底以在鏡面區(qū)域和梳齒區(qū)域形成間隔設(shè)置的多個(gè)溝槽；形成第一掩膜層，以覆蓋溝槽的側(cè)壁、襯底的表面并密封溝槽的開口；對(duì)第一掩膜層進(jìn)行刻蝕，以露出襯底的部分表面并覆蓋襯底每個(gè)用于形成第一梳齒的區(qū)域和鏡面區(qū)域；在襯底的表面和第一掩膜層上形成外延層；在外延層上形成鏡面結(jié)構(gòu)；刻蝕外延層以形成用于支撐鏡面結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)以及位于鏡面結(jié)構(gòu)外側(cè)的多個(gè)第二梳齒；以第一掩膜層為掩膜，刻蝕襯底形成多個(gè)第一梳齒，多個(gè)第一梳齒和多個(gè)第二梳齒交錯(cuò)設(shè)置；至少去除位于第二梳齒下方和支撐結(jié)構(gòu)下方的第一掩膜層。

技術(shù)研發(fā)人員：張兆林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：芯聯(lián)集成電路制造股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/3/27