用于制造靜摩擦現象減少的微機電器件的過程的制作方法

本公開涉及用于制造靜摩擦現象減少的微機電(mems)器件的過程。

背景技術：

1、慣性微機電(mems)器件(特別地，例如陀螺儀和加速度計)的操作基于耦合到支撐體(諸如，例如半導體材料的框架或襯底)的質量塊，質量塊相對于支撐體沿著一個或多個方向自由振蕩，以便感測物理量的變化或用作致動器。這些質量塊共同被稱為“可移動的”或“懸置的”質量塊，并且也由半導體材料形成，通常地例如由多晶硅或單晶硅形成。

2、在mems器件的操作期間或者響應于沖擊，一個或多個可移動的質量塊可以振蕩至彼此間或與器件的靜態元件(例如，止動件(stopper)或同一支撐體)機械干涉的點。半導體材料的表面之間的接觸可能引起附著現象(稱為“靜摩擦”)，如果由相同的半導體材料(諸如，例如硅)形成，則更是如此。靜摩擦可能是不可逆的，例如引起可移動質量塊粘附至靜態元件，并且可能損害整個器件的功能。

3、靜摩擦可以由可移動質量塊的“平面內”和“平面外”振蕩二者引起。總體上，由于所涉及表面的尺寸，歸因于平面外振蕩的靜摩擦是最至關重要的。

技術實現思路

1、本公開提供了用于克服或至少部分地減輕現有技術的缺點和限制的方法。

2、根據本公開，提供了一種微機電器件的制造過程。該微機電器件的制造過程包括在包含半導體材料的本體上，形成電介質材料的犧牲層，犧牲層具有與本體相對的第一表面。通過在犧牲層上形成具有固有孔隙率(porosity)的半導體材料的傳遞層并且通過傳遞層部分地去除犧牲層，在犧牲層的第一表面上產生犧牲表面粗糙度。在犧牲層的第一表面上，形成半導體材料的結構層，結構層具有與犧牲層的第一表面接觸的第二表面。

技術特征：

1.一種用于制造微機電器件的方法，包括：

2.根據權利要求1所述的制造方法，其中所述犧牲表面粗糙度由5nm到20nm之間的均方根值限定。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述傳遞層包括多晶硅，所述多晶硅的固有孔隙率具有低于80％的滿/空質量比。

4.根據權利要求1所述的制造方法，其中所述犧牲層包括氧化硅。

5.根據權利要求1所述的制造方法，其中部分地去除所述犧牲層包括對所述犧牲層進行干蝕刻。

6.根據權利要求1所述的制造方法，其中所述本體包括：

7.根據權利要求6所述的制造方法，還包括：

8.根據權利要求7所述的制造方法，還包括對所述連接層的主面形成連接表面粗糙度，所述主面面對所述可移動質量塊，其中所述連接層是多晶硅。

9.根據權利要求1所述的制造方法，還包括：

10.根據權利要求9所述的制造方法，其中所述本體包括單晶硅；以及

11.根據權利要求1所述的制造方法，其中所述結構層的所述第二表面具有結構表面粗糙度，所述結構表面粗糙度與所述犧牲表面粗糙度互補。

12.根據權利要求1所述的制造方法，其中所述結構層包括多晶硅。

13.一種方法，包括：

14.根據權利要求13所述的制造方法，其中所述犧牲表面粗糙度由5nm到20nm之間的均方根值限定。

15.根據權利要求13所述的制造方法，其中所述傳遞層包括多晶硅，所述多晶硅的固有孔隙率具有低于80％的滿/空質量比。

16.根據權利要求13所述的制造方法，其中所述可移動質量塊從所述結構層形成，沿著橫向于所述本體層的方向振蕩，所述本體層包含半導體材料的襯底、在所述襯底上的永久電介質層以及在所述永久電介質層上的導電連接層。

17.根據權利要求13所述的制造方法，其中所述可移動質量塊從包含單晶硅的所述本體層形成，沿著橫向于所述導電結構層的方向振蕩。

18.一種微機電器件，包括：

19.根據權利要求18所述的器件，其中所述本體包括：

20.根據權利要求18所述的器件，還包括：

技術總結
本公開涉及用于制造靜摩擦現象減少的微機電器件的過程。微機電器件的制造過程包括：在包含半導體材料的本體上，形成電介質材料的犧牲層，犧牲層具有與本體相對的第一表面；為犧牲層的第一表面賦予犧牲表面粗糙度；在犧牲層的第一表面上，形成具有第二表面的半導體材料的結構層，第二表面與犧牲層的第一表面接觸。為犧牲層的第一表面賦予犧牲表面粗糙度包括：在犧牲層上，形成具有固有孔隙率的半導體材料的傳遞層；以及通過傳遞層部分地去除犧牲層。

技術研發人員：A·諾梅爾里尼,I·格爾米,F·卡拉,M·維梅爾卡蒂,L·拉瑪格納
受保護的技術使用者：意法半導體國際公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/10