Mems器件及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MEMS器件及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems,微電子機(jī)械系統(tǒng))壓力傳感器,廣泛應(yīng)用于汽車電子中(例如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力傳感器、汽車剎車系統(tǒng)空氣壓力傳感器、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管壓力傳感器、柴油機(jī)共軌壓力傳感器)；消費(fèi)電子(如胎壓計(jì)、血壓計(jì)、櫥用秤、太陽能熱水器用液位控制壓力傳感器)；工業(yè)電子(如數(shù)字壓力表、業(yè)配料稱重等)。
[0003]目前的MEMS壓力傳感器通常有兩種:壓阻式壓力傳感器和電容式壓力傳感器，兩者都是形成在硅片上的微機(jī)械電子傳感器。
[0004]壓阻式壓力傳感器是采用高精密半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片組成惠斯頓電橋作為力電變換測(cè)量電路的，具有較高的測(cè)量精度、較低的功耗和極低的成本。
[0005]參考圖1，示出了現(xiàn)有技術(shù)一種MEMS電容式壓力傳感器的剖視圖。
[0006]在襯底01上設(shè)置有第一電極板03和位于第一電極板03上的第二電極板05,以在所述第一電極板03和第二電極板05之間形成空腔02及隔離層04作為隔離，所述第一電極板03和第二電極板05為所述MEMS電容式壓力傳感器電容的兩極板，當(dāng)MEMS電容式壓力傳感器受到向下的壓力時(shí)，所述第一電極板03發(fā)生向下的形變，所述第一電極板03和第二電極板05之間的距離變小，根據(jù)平板電容公式C= ε * ε fS/d，所述電容式壓力傳感器的電容減小，根據(jù)所述電容式壓力傳感器的電容的變化，能夠得到所述電容式壓力傳感器所受壓力的大小。
[0007]現(xiàn)有的MEMS電容式壓力傳感器的第一電極板03、第二電極板05平行于所述襯底01設(shè)置，為了提高所述電容式壓力傳感器的靈敏度，目前常用的作法是增大第一電極板03、第二電極板05相對(duì)區(qū)域的面積，但是在增大第一電極板03、第二電極板05相對(duì)區(qū)域的面積的同時(shí)，MEMS電容式壓力傳感器所占面積也相應(yīng)增大，亟待一種MEMS電容式壓力傳感器在不增大所占面積的情況下提高靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是提供一種MEMS器件及其形成方法，在不增大MEMS電容式壓力傳感器所占面積的情況下提高M(jìn)EMS電容式壓力傳感器的靈敏度。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種MEMS器件的形成方法，包括:
[0010]提供襯底，在襯底中形成硅通孔；
[0011]在所述硅通孔及襯底表面及形成第一犧牲層；
[0012]在所述第一犧牲層及所述襯底表面覆蓋感應(yīng)膜層；
[0013]在位于所述第一犧牲層上的感應(yīng)膜層表面形成第二犧牲層；
[0014]在第一犧牲層上的感應(yīng)膜層上形成兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的梳狀的第一電極板、第二電極板，所述第一電極板、第二電極板垂直于所述襯底表面方向，所述梳狀的第一電極板、第二電極板分別包括主體部分和多個(gè)梳齒部分，所述主體部分位于感應(yīng)膜表面，所述梳齒部分位于第二犧牲層表面，第一電極板、第二電極板的梳齒部分在平行襯底表面方向交叉排布；
[0015]去除所述第一犧牲層、第二犧牲層，在所述第一犧牲層所在位置相應(yīng)形成空腔，在第二犧牲層所在位置相應(yīng)形成空隙。
[0016]可選的，形成兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的梳狀的第一電極板、第二電極板的步驟包括:
[0017]在所述圖形化的第二犧牲層及所述感應(yīng)膜層表面覆蓋電極層；
[0018]在所述電極層上形成圖形化的掩模層，以所述圖形化的掩模層為掩模，對(duì)所述電極層進(jìn)行刻蝕，形成第一電極板、第二電極板。
[0019]可選的，在形成第一電極板、第二電極板的同時(shí)還形成分別位于第一電極板、第二電極板外側(cè)的第一支撐電極、第二支撐電極，所述第一支撐電極、第二支撐電極低于所述第一電極板、第二電極板，所述第一支撐電極與第一電極板相連，所述第二支撐電極與所述第二電極板相連。
[0020]可選的，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的主體部分在平行所述襯底平面上的形狀為相互平行的條形。
[0021]可選的，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的梳齒部分在平行所述襯底平面上的形狀為與所述主體部分垂直的條形。
[0022]可選的，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的梳齒部分的長(zhǎng)度相等。
[0023]可選的，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的梳齒部分的寬度相等。
[0024]可選的，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的相鄰梳齒部分之間的間距相等。
[0025]可選的，所述第一犧牲層、第二犧牲層的材料包括無定形碳、有機(jī)抗蝕劑材料或鍺硅。
[0026]可選的，所述第一犧牲層、第二犧牲層的材料可以為相同材料或不同材料。
[0027]可選的，所述感應(yīng)膜層的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅中的一種或幾種。
[0028]可選的，所述電極層的材料包括金屬或多晶硅。
[0029]此外，本發(fā)明還提供一種MEMS器件，包括:
[0030]襯底，位于所述襯底中的硅通孔；
[0031]設(shè)置于所述襯底上方的感應(yīng)膜層，感應(yīng)膜層與襯底中硅通孔的側(cè)壁圍成空腔；
[0032]位于所述空腔上方的感應(yīng)膜層上的相對(duì)設(shè)置的梳狀的第一電極板、第二電極板，第一電極板、第二電極板垂直于所述襯底表面方向，所述梳狀的第一電極板、第二電極板分別包括主體部分和多個(gè)梳齒部分，所述主體部分位于感應(yīng)膜表面，所述梳齒部分與感應(yīng)膜層之間具有空隙，第一電極板、第二電極板的梳齒部分在平行襯底表面方向交叉排布。
[0033]可選的，在第一電極板、第二電極板外側(cè)設(shè)置有第一支撐電極、第二支撐電極，所述有第一支撐電極、第二支撐電極高度低于第一電極板、第二電極板且分別與第一電極板、第二電極板相連。
[0034]可選的，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的主體部分在平行所述襯底平面上的形狀為相互平行的條形。
[0035]可選的，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的梳齒部分在平行所述襯底平面上的形狀為與所述主體部分垂直的條形。
[0036]可選的，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的相鄰梳齒部分之間的間距相等。
[0037]可選的，所述感應(yīng)膜層的材料為包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅中的一種或幾種。
[0038]可選的，所述第一電極板、第二電極板的材料包括金屬或多晶硅。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0040]第一、第二電極板位于空腔上方的感應(yīng)膜層上，所述第一、第二電極板垂直于所述襯底表面方向，所述第一、第二電極板為包括主體部分和多個(gè)梳齒部分的梳狀，所述主體部分位于感應(yīng)膜表面，所述梳齒部分與感應(yīng)膜層之間具有空隙，并且梳狀的第一電極板、第二電極板的梳齒部分互相交叉排列。
[0041]通過這種排列方式，使得在占用襯底面積不增大或第一、第二電極板垂直于所述襯底表面方向的高度不增大的情況下，所述第一電極板、第二電極板形成的平板電容的面積有效增大，并且可以利用所述梳齒部分的形狀來調(diào)節(jié)所述平板電容的大小，節(jié)約了所述MEMS器件所占的面積。
[0042]進(jìn)一步，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的主體部分在平行所述襯底平面上的形狀為相互平行的條形，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的梳齒部分在在平行所述襯底平面上的形狀為與所述主體部分垂直的條形，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的梳齒部分的長(zhǎng)度、寬度相等，所述梳狀的第一電極板、第二電極板的相鄰梳齒部分之間的間距相等。這樣所述梳狀的第一電極板、第二電極板的形狀比較規(guī)則，使得設(shè)計(jì)人員可以方便的通過調(diào)節(jié)所述梳狀的第一電極板、第二電極板的梳齒部分的長(zhǎng)度、寬度、數(shù)量以及所述梳狀的第一電極板、第二電極板的相鄰梳齒部分之間的間距來調(diào)節(jié)第一電極板、第二電極板形成的平板電容的大小，獲得所