[发明专利]MEMS器件及MEMS器件形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及微机电系统(MEMS)器件以及MEMS器件形成方法。

背景技术

微机电系统(MEMS)器件可用于各种应用中，例如麦克风、加速计、喷墨式打印机等。常用类型的MEMS器件包括具有可移动元件(有时称作质量块(proof mass))作为一个电容板，以及固定的元件作为另一个电容板的的MEMS电容器。可移动元件的移动会导致电容器的电容量的变化。电容量的变化可转变为电信号的变化，因而MEMS器件可用于麦克风、加速计或相类似物。

当操作MEMS器件时，MEMS器件的可移动元件可在气腔(air-cavity)中移动。在气腔中空气(或来自相应芯片的脱气气体)对可移动元件的阻力是较小的。阻力与气腔中的压力相关。为减少阻力，气腔中的压力应该为小。通过提高腔的体积可实现空气压力的减小。然而，这种方法存在工艺方面的困难。

气腔可形成在MEMS器件所处的MEMS晶圆中。当腔扩大时，然而用于将MEMS晶圆接合到另一个晶圆的接合面积却减少了，这是因为接合形成在未形成腔的MEMS晶圆的部分上。减少接合面积可导致牺牲了接合的可靠性。

气腔也可形成在用来保护MEMS晶圆的帽式晶圆中。然而，为了对接合焊盘进行引线接合，需要去除帽式晶圆的一部分以便暴露出MEMS晶圆中的接合焊盘。去除帽式晶圆的这些部分以及在帽式晶圆中形成腔需要独立的光刻掩模，因而导致高生产成本。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种器件，包括：

微机电系统(MEMS)晶圆，其中包括MEMS器件，所述MEMS器件包括：可移动元件；位于所述MEMS晶圆中的第一开口，所述可移动元件位于所述第一开口中；

接合到所述MEMS晶圆的载体晶圆，其中所述载体晶圆包括连接到所述第一开口的第二开口，所述第二开口包括：自所述载体晶圆的表面延伸进所述载体晶圆的入口部分；以及，比所述入口部分宽的内部部分，其中所述内部部分在所述载体晶圆中比所述入口部分深。

在可选实施例中，所述第二开口的入口部分包括基本垂直的侧壁，所述侧壁与所述载体晶圆的表面基本垂直，以及所述第二开口的内部部分的侧壁是弯曲的。

在可选实施例中，所述载体晶圆在其中没有互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。

在可选实施例中，所述器件还包括接合到所述MEMS晶圆的CMOS晶圆，所述CMOS晶圆和所述载体晶圆位于所述MEMS晶圆的相对侧，并且所述CMOS晶圆在其中包括CMOS器件。

在可选实施例中，所述CMOS晶圆包括接合焊盘，所述载体晶圆不与所述接合焊盘对准，并且与所述接合焊盘相邻的所述载体晶圆的边缘基本上是直的。

在可选实施例中，所述CMOS晶圆包括接合焊盘，所述载体晶圆不与所述接合焊盘对准，并且与所述接合焊盘相邻的所述载体晶圆的边基本上是弯曲弯曲的。

在可选实施例中，所述载体晶圆是帽式晶圆，所述帽式晶圆包括：盖子部分；以及连接到所述盖子部分的环形边缘，其中，所述盖子部分与所述MEMS器件对准，所述盖子部分和环形边缘限定了所述第二开口，所述盖子部分包括暴露给所述第二开口的内表面，以及所述边缘部分包括暴露给所述第二开口的内部边缘，并且所述内表面以及所述边缘部分是弯曲的。

在可选实施例中，所述载体晶圆是CMOS晶圆，所述CMOS晶圆包括：半导体衬底；以及，互连结构，包括：介电层；和位于所述介电层中的金属线和通孔，其中，所述第二开口延伸进所述介电层以及所述半导体衬底。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种器件，包括：

微机电系统(MEMS)晶圆，其中包括MEMS器件，所述MEMS器件包括：可移动元件；和，位于所述MEMS晶圆中的第一开口，所述可移动元件位于所述第一开口中；

位于所述MEMS晶圆下方并接合到所述MEMS晶圆的载体晶圆，其中所述载体晶圆包括连接到所述第一开口的第二开口，并且所述第二开口包括：自所述载体晶圆的表面延伸进所述截体晶圆的入口部分，其中所述入口部分具有基本直立的侧壁；和，在所述载体晶圆中比所述入口部分深的内部部分，所述内部部分包括弯曲的底部和弯曲的侧壁；以及

位于所述MEMS晶圆上方并连接到所述MEMS晶圆的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶圆，所述CMOS晶圆以及所述载体晶圆位于所述MEMS晶圆的相对侧，所述CMOS晶圆在其中包括CMOS器件。