專利名稱：Mems傳感器和mems傳感器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MEMS傳感器和MEMS傳感器的制造方法。
背景技術(shù)：
最近，作為搭載于攜帶電話等上的麥克風使用通過MEMS (Micro Electro Mechanical Systems:微電子機械系統(tǒng))制造的、Si (硅)麥克風等 MEMS傳感器。
圖3A 圖3K是按照工序順序模式表示以往的硅麥克風的制造方法 的剖面圖。參照圖3A 圖3K來說明以往的硅麥克風的制造方法，并且說 明其結(jié)構(gòu)。
以往的硅麥克風101的制造時，首先如圖3A所示，通過熱氧化處理 在Si晶片W2的整個面上堆積Si02 (氧化硅)膜111。由此，在Si晶片2 的上表面上形成由Si02構(gòu)成的下部犧牲層111。此外，在Si晶片2的下表 面上形成Si02膜119。
接著，如圖3B所示，在下部犧牲層111的上表面形成具有規(guī)定圖案 的孔121的光抗蝕劑120。并且通過將該光抗蝕劑120作為掩模蝕刻下部 犧牲層111，如圖3C所示，在下部犧牲層111的上表面形成多個(圖3 中為四個)凹部112。凹部112形成后去除光抗蝕劑120。
接著，通過LPCVD法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition :減 壓化學氣相成長法)，在下部犧牲層111及Si02膜119的整個面上堆積多 晶硅。覆蓋下部犧牲層111的多晶硅膜在涂磷后通過公知的光刻技術(shù)和蝕 刻技術(shù)除去除包括多個凹部112在內(nèi)的規(guī)定區(qū)域上存在的部分以外的部 分。由此，在下部犧牲層111的規(guī)定區(qū)域上，如圖3D所示，形成薄膜狀 的多晶硅板104。另外，在Si02膜119上形成多晶硅膜113。
接著，通過PECVD法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition:等 離子體化學氣相成長法)，在下部犧牲層111和多晶硅板104的整個面上
堆積Si02。并且，該Si02的不要部分通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)除 去。由此，如圖3E所示，在多晶硅板104和其周邊的區(qū)域上形成由Si02 構(gòu)成的上部犧牲層114。
接著，通過LPCVD法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition:減 壓化學氣相成長法)在下部犧牲層111、上部犧牲層114和多晶硅膜113 上堆積多晶硅。由此，如圖3F所示，在多晶硅膜113上堆積的多晶硅和 多晶硅膜113 —體化，形成多晶硅膜115。另一方面，在下部犧牲層111 和上部犧牲層114上堆積的多晶硅在涂磷后通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技 術(shù)而被圖案化。由此，如圖3F所示，在上部犧牲層114上形成具有多個 孔106的背板105。
接下來，如圖3G所示，在包括背板105的上部犧牲層114上的整個 區(qū)域形成具有規(guī)定圖案的孔123的光抗蝕劑122。并且，將該光抗蝕劑122 作為掩模蝕刻上部犧牲層114。由此，如圖3H所示，在上部犧牲層114 的上表面形成多個(圖3中為四個)凹部117，并且去除下部犧牲層111 的不需要部分(與上部犧牲層114相對的部分以外的部分)。凹部117形 成后，去除光抗蝕劑122。
接下來，去除多晶硅膜115，然后，如圖3I所示，利用PECVD法， 在Si晶片W2的上表面?zhèn)鹊膮^(qū)域上形成SiN (氮化硅)膜107。
接下來，如圖3J所示，通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，在氮化硅 膜107上形成與背板105的各孔106連通的孔118。由此，經(jīng)由孔106、 118使上部犧牲層114局部露出。另外，通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)， 在SiO2膜lllB的與多晶硅板104相對的部分形成開口。并且，經(jīng)由該開 口來蝕刻Si晶片W2，從而在Si晶片W2上形成貫通孔103。結(jié)果，下部 犧牲層111經(jīng)由貫通孔103局部露出。
接著，從貫通孔103和孔106、 118供給能夠蝕刻Si02的蝕刻液，從 而濕蝕刻上部犧牲層114和下部犧牲層111。由此，如圖3K所示，形成 多晶硅板104從Si晶片W2的上表面浮起的狀態(tài)，并且在多晶硅板104 和背板105之間形成微小的間隔的空洞110。
之后，Si晶片W2被分割成各元件尺寸的Si基板102，從而得到多晶 硅板104和背板105經(jīng)由空洞110而相對的Si麥克風101。 SiN膜107中
的進入上部犧牲層114的各凹部117的部分成為朝向多晶硅板104突出的 凸部109，起到用于防止多晶硅板104和背板105的緊貼和短路的止動部 的作用。另外，多晶硅板104中的進入下部犧牲層111的各凹部112的部 分形成朝向Si晶片W2的上表面突出的凸部108，起到用于防止Si基板 102和多晶硅板104的密接的止動部的功能。另外，多晶硅板104和背板 105由未圖示的配線支承。
多晶硅板104和背板105形成夾著空洞110相對的電容。并且，Si麥 克風101中，如果從背板105的上方輸入聲壓(聲波)，則利用該聲壓使 多晶硅板104振動，輸出與通過該多晶硅板104的振動而產(chǎn)生的電容器的 靜電電容的變化對應的電氣信號。
如果薄膜狀的多晶硅板104發(fā)生振動，或者由于靜電力向Si基板102 吸弓l，且多晶硅板104以大的接觸面積與Si基板102接觸，則有多晶硅板 104與Si基板102緊貼之虞。因此，在多晶硅板104上形成有多個凸部108。 由此，當多晶硅板104靠向Si基板102側(cè)時，凸部108與Si基板102抵 接，能夠防止多晶硅板104與Si基板102的緊貼。
但是，為形成凸部108需要在下部犧牲層111的上表面形成具有孔121 的光抗蝕劑120的工序(參照圖3B)、和通過將光抗蝕劑120作為掩模的 蝕刻，在下部犧牲層111的上表面上形成凹部112的工序(參照圖3C)， 凸部108的形成花費工時和工序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低用于形成基板與下薄膜的接觸 的凸部的時間及工序的MEMS傳感器及其制造方法。
本發(fā)明的MEMS傳感器，其中，包括基板；下薄膜，其相對于所 述基板的一方面空開間隔地相對配置，且多個下貫通孔在其厚度方向上貫 通地形成；上薄膜，其相對于所述下薄膜在所述基板的相反側(cè)空開間隔地 相對配置，且多個上貫通孔在其厚度方向上貫通地形成；多個凸部，其在 所述基板的所述一方面中的與所述下薄膜的相對區(qū)域不規(guī)則地設(shè)置。
此外，本發(fā)明的MEMS傳感器的制造方法，其中，包括在基板的 一方面上形成由具有蝕刻選擇比的多種材料的混合物構(gòu)成的第一犧牲層
的工序；在所述第一犧牲層上形成具有分別在厚度方向上延伸的多個下貫 通孔的下薄膜的工序；在所述下薄膜上形成第二犧牲層的工序；在所述第 二犧牲層上形成具有分別在厚度方向延伸的多個上貫通孔的上薄膜的工 序；利用蝕刻并通過所述上貫通孔去除所述第二犧牲層的工序；利用蝕刻 并通過所述上貫通孔及下貫通孔去除所述第一犧牲層中的規(guī)定的材料的 工序。
本發(fā)明的MEMS傳感器例如能夠通過本發(fā)明的制造方法制作。
在本制造方法中，在基板的一方面上形成由具有蝕刻選擇比的多種材 料的混合物構(gòu)成的第一犧牲層。在該第一犧牲層上形成具有分別在厚度方 向上延伸的多個下貫通孔的下薄膜。在下薄膜上形成第二犧牲層。在該第 二犧牲層上形成具有分別在厚度方向延伸的多個上貫通孔的上薄膜。利用 蝕刻并通過上貫通孔去除第二犧牲層。在第二犧牲層去除后，利用蝕刻并 通過上貫通孔及下貫通孔去除第一犧牲層中的規(guī)定的材料。
因為第一犧牲層由具有蝕刻選擇比的多種材料的混合物構(gòu)成，因此通 過去除第一犧牲層中的規(guī)定的材料，在基板與下薄膜之間形成空洞，并且 第一犧牲層中的規(guī)定材料以外的材料殘存在基板的一面。由此，基板的一 面中的與下薄膜對置的區(qū)域形成多個凸部。并且，該凸部在下薄膜由于靜 電力而向基板吸引時，與下薄膜抵接，從而起到作為防止下薄膜與基板的 緊貼的止動部的作用。
如此，在該制造方法中，即使不進行在第一犧牲層上形成具有多個孔 的光抗蝕劑的工序、和通過將該光抗蝕劑作為掩模的蝕刻，在第一犧牲層 上形成凹部的工序，也能夠形成用于防止基板和下薄膜的緊貼的凸部。即， 能夠?qū)崿F(xiàn)降低凸部的形成所需要的時間和工序。
而且，在該制造方法中，所述第二犧牲層優(yōu)選由所述第一犧牲層中的 規(guī)定材料構(gòu)成。
如果第二犧牲層與第一犧牲層中的規(guī)定材料為相同的材料，則使用相 同的蝕刻液或蝕刻氣體，通過一系列的工序，在去除第二犧牲層之后，能 夠繼續(xù)去除第一犧牲層中的規(guī)定的材料。其結(jié)果，能夠進一步降低MEMS 傳感器的制造所需要的時間和工序。
本發(fā)明中的上述或其他的目的、特征及效果參照附圖由以下敘述的實
施方式的說明來闡述。


圖l是本發(fā)明的一實施方式的Si麥克風的示意剖面圖。
圖2A是按照工序順序表示圖1的硅麥克風的制造方法的示意剖面圖。
圖2B是表示圖2A的下一個工序的剖面圖。
圖2C是表示圖2B的下一個工序的剖面圖。
圖2D是表示圖2C的下一個工序的剖面圖。
圖2E是表示圖2D的下一個工序的剖面圖。
圖2F是表示圖2E的下一個工序的剖面圖。
圖2G是表示圖2F的下一個工序的剖面圖。
圖2H是表示圖2G的下一個工序的剖面圖。
圖3A是按照工序順序表示以往Si麥克風的制造方法的示意剖面圖。
圖3B是表示圖3A的下一個工序的剖面圖。
圖3C是表示圖3B的下一個工序的剖面圖。
圖3D是表示圖3C的下一個工序的剖面圖。
圖3E是表示圖3D的下一個工序的剖面圖。
圖3F是表示圖3E的下一個工序的剖面圖。
圖3G是表示圖3F的下一個工序的剖面圖。
圖3H是表示圖3G的下一個工序的剖面圖。
圖31是表示圖3H的下一個工序的剖面圖。
圖3J是表示圖31的下一個工序的剖面圖。
圖3K是表示圖31的下一個工序的剖面圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的一實施方式的Si麥克風的示意剖面圖。 Si麥克風1是檢測靜電容量的變化量而動作的靜電容量型傳感器 (MEMS傳感器)。該Si麥克風1在硅基板2上具有傳感器部3和焊盤(pad) 部4。
傳感器部3是在Si麥克風1中感知輸入的聲壓，將與該聲壓的大小 對應的靜電容量的變化量作為電信號向配線22 (后述)輸出的部分。
傳感器部3具備相對于Si基板2的一面(以下將該面作為上表面
29)隔開間隔相對配置的下薄膜5;和在該下薄膜5的上方，相對于下薄
膜5隔開間隔相對配置的上薄膜6。
下薄膜5具備下薄膜絕緣層7、和該下薄膜絕緣層7覆蓋的下部電極8。
下薄膜絕緣層7具備構(gòu)成下薄膜絕緣層7的下層的第一絕緣層9和 形成在該第一絕緣層9上并構(gòu)成下薄膜絕緣層7的上層的第二絕緣層10。
第一絕緣層9與焊盤部4的第一絕緣層21 (后述) 一體形成。
第二絕緣層10與焊盤部4的第二絕緣層23 (后述) 一體形成。另外， 第二絕緣層10上形成多個凹部11。多個凹部11例如整體配置成mXn(m、 n為自然數(shù))的行列狀。
并且，在下薄膜絕緣層7上形成有從各凹部11的底面在下薄膜絕緣 層7的厚度方向上貫通下薄膜絕緣層7的下貫通孔12。由此，下薄膜絕緣 層7形成為在俯視觀察中形成有行列狀的下貫通孔12的俯視矩形網(wǎng)格狀。
下部電極8例如由金、鋁等導電性材料構(gòu)成，該實施方式中，適用鋁。 下部電極8形成俯視矩形網(wǎng)格狀。下部電極8配置在第一絕緣層9的上表 面。另外，下部電極8的側(cè)面和上表面由第二絕緣層IO覆蓋。即，在下 薄膜5上，下部電極8由下層的第一絕緣層9和上層的第二絕緣層10夾 持，從而其整個表面被下薄膜絕緣層7覆蓋。第二絕緣層10形成在網(wǎng)格 狀的下部電極8上，從而第二絕緣層10的表面在與下部電極8相對的部 分隆起，不與下部電極8相對的部分具有凹部11。另外，下部電極8在與 Si基板2的上表面29隔開規(guī)定間隔的狀態(tài)下，在未圖示的位置由配線22 (后述)支承。由此，由下薄膜絕緣層7覆蓋下部電極8而成的下薄膜5 相對于Si基板2隔開微小的間隔Ll (例如Si基板2的上表面29和下薄 膜絕緣層7 (第一絕緣層9)的下表面92的距離為1 U m)的空洞19而相 對配置。
Si基板2的上表面29中的面向空洞19的部分設(shè)有多個(圖1中為9 個)凸部39。凸部39例如由Si構(gòu)成，并不規(guī)則地配置在Si基板2的上 表面29中的與下薄膜5相對的對置區(qū)域41。
上薄膜6具有上薄膜絕緣層13和該上薄膜絕緣層13覆蓋的上部電極14。
上薄膜絕緣層13具有構(gòu)成上薄膜絕緣層13的下層的第三絕緣層15、 和形成在該第三絕緣層15上并構(gòu)成上薄膜絕緣層13的上層的第四絕緣層 16。
第三絕緣層15與焊盤部4的第三絕緣層24 (后述) 一體形成。另外， 在第三絕緣層15上，與下薄膜5相對的下表面94中的與凹部11 (下貫通 孔12)相對的部分形成朝向凹部11 (下貫通孔12)突出的凸部17。
第四絕緣層16與焊盤部4的第四絕緣層26 (后述) 一體形成。
并且，上薄膜絕緣層13上形成有在其厚度方向貫通上薄膜絕緣層13 的多個上貫通孔18。
各上貫通孔18配置于與各下貫通孔12錯開的位置(例如在俯視中鄰 接的下貫通孔12之間)。
上部電極14例如由Au、 Al等導電性材料構(gòu)成，該實施方式中，適用 Al。上部電極14形成俯視矩形網(wǎng)格狀。上部電極14配置在第三絕緣層15 上。另外，上部電極14的側(cè)面以及上表面由第四絕緣層16覆蓋。g卩，在 上薄膜6中，上部電極14由下層的第三絕緣層15和上層的第四絕緣層16 夾持，從而其整個表面由上薄膜絕緣層13覆蓋。另外，上部電極14在與 下薄膜5的上表面(第二絕緣層10的上表面91)隔開規(guī)定間隔的狀態(tài)下 由配線25(后述)支承。由此，由上薄膜絕緣層13覆蓋上部電極14而成 的上薄膜6相對于下薄膜5隔開微小的間隔L2 (例如第二絕緣層10的上 表面91和上薄膜絕緣層13 (第三絕緣層15)的下表面94的距離為4 u m) 的空洞20而相對配置。
并且，上薄膜6相對于下薄膜5經(jīng)由微小的間隔L2的空洞20對置， 與下薄膜5—起形成通過振動而使靜電容量變化的電容器。即，在傳感器 部3中，輸入聲壓(聲波)，則由該聲壓而使上薄膜6和/或下薄膜5振動， 與該上薄膜6和域下薄膜5產(chǎn)生的電容器的靜電容量的變化量對應的電信 號輸出給配線22 (后述)。
焊盤部4是將從傳感器部3輸出的電氣信號向外部的配線輸出的部分。
焊盤部4具有第一絕緣層21、配線22、第二絕緣層23、第三絕緣層 24、配線25和第四絕緣層26。
第一絕緣層21形成在Si基板2的上表面29上。
配線22以規(guī)定的圖案形成在第一絕緣層21上。另外，配線22在未 圖示的位置上與下部電極8—體形成，并且與配線25電連接。
第二絕緣層23形成在第一絕緣層21上，與第一絕緣層21 —起覆蓋 配線22。
第三絕緣層24形成在第二絕緣層23上。
配線25以規(guī)定的圖案形成在第三絕緣層24上。另外，配線25與上 部電極14 一體形成，并且在未圖示的位置上與配線22電連接。
并且，第二絕緣層23和第三絕緣層24上形成有在它們厚度方向上貫 通這些層的開口部27。開口部27是用于使配線22的一部分作為結(jié)合焊盤 露出的部件。
開口部27上形成有覆蓋從開口部27露出的配線22的金屬薄膜28。 金屬薄膜28例如由金、鋁等導電性材料構(gòu)成，本實施方式中，適用鋁。 另外，在金屬薄膜28上連接用于電連接例如處理電信號的外部的IC芯片 (未圖示)和Si麥克風1的電配線(未圖示)。
第四絕緣層26形成在第三絕緣層24上。另外，第四絕緣層26上形 成有使金屬薄膜28局部露出的開口 38。
圖2A 圖2H是按照工序順序表示圖1的麥克風的制造方法的示意剖 面圖。
該Si麥克風1的制造時，例如通過PECVD法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition:等離子體化學氣相成長法)在構(gòu)成Si基板2 的母體的圓盤狀的硅晶片Wl的一面(上表面29)上堆積第一犧牲層材料。 該第一犧牲層材料由具有蝕刻選擇比的多種材料的混合物構(gòu)成，例如由 Al-Si (Al和Si的混合物)、Al-Si-Cu (A1、 Si和Cu的混合物)、有機溶劑 中混入粒狀的異物的混合物等構(gòu)成。而且，在本實施方式中，使用Si相對 于Al的Si混合比(體積比)為1。/。的A1-Si。
接下來，通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對該Al-Si進行圖案化，如 圖2A所示，形成由Al-Si構(gòu)成的下部犧牲層30(形成第一犧牲層的工序)。
接著，例如通過PECVD法，在包括下部犧牲層30在內(nèi)的硅晶片Wl 上的整個區(qū)域上形成由氧化硅構(gòu)成的第一絕緣層31。接著，例如通過濺射 法在第一絕緣層31上的整個區(qū)域形成A1膜。并且，通過公知的光刻技術(shù) 和蝕刻技術(shù)對該Al膜進行圖案化。由此，如圖2B所示，在第一絕緣層 31的上表面中，在夾著下部犧牲層30而與硅晶片Wl相對的位置處形成 俯視網(wǎng)格狀的下部電極8。另一方面，在第一絕緣層31中，在直接形成于 硅晶片Wl的上表面29的部分上形成規(guī)定圖案的配線22。
接著，例如通過PECVD法在包括配線22和下部電極8的第一絕緣層 31上的整個區(qū)域形成第二絕緣層32。這時，該第二絕緣層32 (第二絕緣 層10)上，其下部電極8上的部分以下部電極8的厚度的量突出，從而在 相鄰的突出部分之間形成凹部11。并且，通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)， 對第二絕緣層32和第一絕緣層31進行圖案化，形成從凹部11的底面在 厚度方向上向下部犧牲層30延伸的下貫通孔12。由此，第一絕緣層31 中的下部犧牲層30上的部分構(gòu)成第一絕緣層9，第二絕緣層32中的第一 絕緣層9上的部分構(gòu)成第二絕緣層10。這樣，如圖2C所示，在下部犧牲 層30上形成以由第一絕緣層9和第二絕緣層10構(gòu)成的下薄膜絕緣層7覆 蓋下部電極8而構(gòu)成的下薄膜5 (形成下薄膜的工序)。
另一方面，第一絕緣層31中，直接形成于硅晶片W1的上表面29的 部分構(gòu)成第一絕緣層21，第二絕緣層32中的第一絕緣層21上的部分與第 一絕緣層21 —起構(gòu)成覆蓋配線22的第二絕緣層23。
接著，例如通過PECVD法在硅晶片Wl上的整個區(qū)域上堆積A1。該 Al將下貫通孔12以及下薄膜絕緣層7和第二絕緣層23之間的間隙33填 滿，堆積到能夠完全覆蓋下薄膜5的高度。接著通過公知的光刻技術(shù)和蝕 刻技術(shù)對該A1進行圖案化。由此，如圖2D所示，形成由A1構(gòu)成的上部 犧牲層34 (形成第二犧牲層的工序)。這時，通過在下薄膜5的第二絕緣 層10上形成有凹部11，在上部犧牲層34上、與凹部ll對置的位置處形 成凹部35。另外，在上部犧牲層34上，通過在下薄膜絕緣層7上形成下 貫通孔12，而形成從凹部35的底面進一步凹陷的凹部40。
在形成上部犧牲層34后，例如通過PECVD法，在包括該上部犧牲層 34的硅晶片Wl上的整個區(qū)域上堆積Si02。該Si02進入凹部40和凹部
35，堆積到完全覆蓋上部犧牲層34的高度。由此，如圖2E所示，形成由 上部犧牲層34上的第三絕緣層15和第二絕緣層23上的第三絕緣層24構(gòu) 成的第三絕緣層36。之后，通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，除去第三絕 緣層24以及第二絕緣層23的一部分，形成使配線22的一部分作為接合 焊盤露出的開口部27。
接著，例如通過濺射法在第三絕緣層36上的整個區(qū)域上形成Al膜。 并且，通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，對該Al膜進行圖案化。由此， 如圖2F所示，在第三絕緣層15的上表面，在夾著上部犧牲層34而與下 薄膜5相對的位置出形成俯視網(wǎng)格狀的上部電極14。另一方面，在第三絕 緣層24的上表面形成規(guī)定圖案的配線25。另外，在開口部27上形成覆蓋 從開口部27露出的配線22的金屬薄膜28。
接著。例如通過PECVD法，在包括上部電極14、配線25以及金屬 薄膜28的第三絕緣層36上的整個區(qū)域上堆積Si02。由此，形成由第三絕 緣層15上的第四絕緣層16和第三絕緣層24上的第四絕緣層26構(gòu)成的第 四絕緣層37。并且通過公知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，對第四絕緣層27和 第三絕緣層36進行圖案化。由此，如圖2G所示，第四絕緣層16和第三 絕緣層15上形成在它們的厚度方向上向上部犧牲層34延伸、并配置在與 下貫通孔12錯開的位置上的貫通孔18。這樣，下薄膜5上形成以由第三 絕緣層15以及第四絕緣層16構(gòu)成的上薄膜絕緣層13覆蓋上部電極14而 構(gòu)成的上薄膜6 (形成上薄膜的工序)。另外，第四絕緣層26上形成使金 屬薄膜28露出的開口 38。
然后，經(jīng)由上貫通孔18對上部犧牲層34供給蝕刻氣體(例如BC13 (三氯化硼)等氯系氣體)，上部犧牲層34被干蝕刻(除去第二犧牲層的 工序)。由此，如圖2H所示，除去上部犧牲層34，在下薄膜5和上薄膜6 之間形成空洞20。
接著，經(jīng)由上貫通孔18、空洞20以及下貫通孔12對下部犧牲層30 供給蝕刻氣體(例如BC13 (三氯化硼)等氯系氣體)。BC13 (三氯化硼) 等氯系氣體容易與形成下部犧牲層30的Al-Si中的Al成分發(fā)生化學反應。 因此，在供給了蝕刻氣體的下部犧牲層30中，Al優(yōu)先被蝕刻。并且，在 供給規(guī)定時間(例如全部去除下部犧牲層30中的Al成分所需要的時間)
的蝕刻氣體后，停止蝕刻氣體的供給。由此，如圖2H所示，去除下部犧 牲層30中的Al成分，在Si晶片Wl和下薄膜5之間形成空洞19，并且 Si基板2的上表面29中的相對區(qū)域41中，下部犧牲層30的材料中的Al 以外的材料(Al成分以外的成分。在本實施方式中為Si)變?yōu)槎鄠€凸部 39而殘存(去除第一犧牲層中的規(guī)定材料的工序)。
并且，Si晶片Wl被分割為Si基板2的尺寸，由此得到圖1所示的 Si麥克風1。第三絕緣層15中的進入上部犧牲層34的各凹部35、 40的部 分構(gòu)成朝向凹部ll (下貫通孔12)突出的凸部17，起到作為抑制上薄膜 6和下薄膜5的接觸的維持(緊貼)的止動部的作用。
如以上所述，本實施方式中，在硅晶片Wl的上表面29上形成由Al-Si 構(gòu)成的下部犧牲層30，該下部犧牲層30之上形成具有行列狀的多個凹部 11和下貫通孔12的下薄膜5。在下薄膜5之上形成上部犧牲層34，該上 部犧牲層34之上形成具有與下貫通孔12連通的行列狀的多個上貫通孔18 的上薄膜6。并且，上部犧牲層34通過經(jīng)由上貫通孔18的干蝕刻去除。 此外，形成下部犧牲層30的A1-Si中，Al成分在上部犧牲層34去除后， 通過經(jīng)由上貫通孔18及下貫通孔12的干蝕刻去除。
因為下部犧牲層30由Al-Si構(gòu)成，所以通過去除下部犧牲層30中的 Al成分，在Si晶片Wl和下薄膜5之間形成空洞19，并且在Si基板2的 上表面29中的相對區(qū)域41中殘存由Si構(gòu)成的多個凸部39。殘存于Si基 板2的上表面29的凸部39在下薄膜5靠近Si基板2側(cè)時與下薄膜5的下 表面抵接，從而起到作為防止下薄膜5與Si基板2的緊貼的止動部的功能。
如此，在本實施方式中，即使不進行在下部犧牲層30上形成具有多 個孔的光抗蝕劑的工序、和通過將該光抗蝕劑作為掩模的蝕刻，在下部犧 牲層30上形成凹部的工序，也能夠形成用于防止Si基板2和下薄膜5的 接觸的維持(緊貼)的凸部39。即，能夠?qū)崿F(xiàn)降低凸部39的形成所需要 的時間和工序。
進而，作為上部犧牲層34的材料，采用在下部犧牲層30中利用蝕刻 去除的成分(去除成分)的A1。
如果上部犧牲層34與下部犧牲層30的去除成分為相同的材料(在本 實施方式中為A1),則使用相同蝕刻氣體(在本實施方式中為BCl3 (三氯
化硼)等氯系氣體)，通過一系列的工序，在去除上部犧牲層34之后，能 夠繼續(xù)去除下部犧牲層30中的Al成分。其結(jié)果，能夠進一步降低Si麥克 風1的制造所需要的時間和工序。
以上，說明了本發(fā)明的一實施方式，本發(fā)明也能夠以其他的實施方式 來實施。
例如，上部犧牲層34是可蝕刻物質(zhì)，且只要使用與下薄膜絕緣層7 及上薄膜絕緣層13具有蝕刻選擇比的物質(zhì)，例如SiN(氮化硅)即可形成。
此外，下薄膜絕緣層7及上薄膜絕緣層13只要使用絕緣性材料、例 如SiN等形成即可。下薄膜絕緣層7及上薄膜絕緣層13在使用Si02以外 的材料形成的情況下，上部犧牲層34也可使用Si02形成。
進而，本發(fā)明的MEMS傳感器并不限于Si麥克風，也可適用于檢測靜 電容量的變化量而工作的壓力傳感器或加速度傳感器等。
本發(fā)明的實施方式已經(jīng)進行了詳細的說明，但是它們僅是為了更清楚 本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容使用的具體例子，本發(fā)明不限定于也不解釋為這些具體 例子，本發(fā)明的精神和范圍僅通過權(quán)利要求書進行限定。
本發(fā)明與2007年7月24日向日本特許廳(專利局)提出的特愿(發(fā) 明專利)2007—192202號對應，該申請的全部公開內(nèi)容在此引用使用。
權(quán)利要求
1.一種MEMS傳感器，其中，包括基板；下薄膜，其相對于所述基板的一方面空開間隔地相對配置，且多個下貫通孔在其厚度方向上貫通地形成；上薄膜，其相對于所述下薄膜在所述基板的相反側(cè)空開間隔地相對配置，且多個上貫通孔在其厚度方向上貫通地形成；多個凸部，其在所述基板的所述一方面中的與所述下薄膜的相對區(qū)域不規(guī)則地設(shè)置。
2. —種MEMS傳感器的制造方法，其中，包括 在基板的一方面上形成由具有蝕刻選擇比的多種材料的混合物構(gòu)成的第一犧牲層的工序；在所述第一犧牲層上形成具有分別在厚度方向上延伸的多個下貫通 孔的下薄膜的工序；在所述下薄膜上形成第二犧牲層的工序；在所述第二犧牲層上形成具有分別在厚度方向延伸的多個上貫通孔的上薄膜的工序；利用蝕刻并通過所述上貫通孔去除所述第二犧牲層的工序； 利用蝕刻并通過所述上貫通孔及下貫通孔去除所述第一犧牲層中的規(guī)定的材料的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種MEMS傳感器，其包括基板；下薄膜，其相對于所述基板的一方面空開間隔地相對配置，且多個下貫通孔在其厚度方向上貫通地形成；上薄膜，其相對于所述下薄膜在所述基板的相反側(cè)空開間隔地相對配置，且多個上貫通孔在其厚度方向上貫通地形成；多個凸部，其在所述基板的所述一方面中的與所述下薄膜的相對區(qū)域不規(guī)則地設(shè)置。
文檔編號B81C1/00GK101353153SQ20081013003
公開日2009年1月28日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
發(fā)明者仲谷吾郎 申請人:羅姆股份有限公司