[发明专利]形成基板同侧包括MEMS设备及集成电路的半导体结构的方法以及相关结构和设备

说明书

技术领域

本公开涉及制造半导体结构的方法，该半导体结构包括一个或多个微机电系统(MEMS)设备以及位于其中的导电通道，还涉及使用这种方法制造的半导体结构。

背景技术

半导体结构是制造半导体设备中所使用或者形成的结构。例如，半导体设备包括电子信号处理器、电子内存设备、光敏设备以及微机电系统(MEMS)设备。这些结构以及材料通常包括一个或多个半导体材料(例如，硅、锗、III-V半导体材料等)，并且可包括集成电路的至少一部分。

MEMS设备是小型设备，其具有物理有源特征及电气有源特征。MEMS设备的有源特征可以具有微米尺寸和/或纳米尺寸特征。例如，MEMS设备可以具有的有源特征的截面尺寸为大约100μm或者更少。

MEMS设备通常包括换能器，该换能器将电能转换为动能(物理能量)，或者将动能转换为电能，电能呈例如电压或者电流的形式，动能呈例如机械偏转或者振动的形式。例如，MEMS设备包括共振器，该共振器响应于施加的电信号生成共振的机械振动。MEMS设备还包括传感器，传感器用以通过感测由物理现象所引起的电信号的变动来感测物理现象(例如，偏转、压力、振动等)。一些MEMS设备的特征可以既是共振器又是传感器。

本领域中公知了许多类型的MEMS共振器例如包括板声波共振器、挠曲型共振器、体声波(BAW)共振器、表面声波(SAW)共振器以及薄膜体声波共振器(FBAR)。

发明内容

提供该发明内容来介绍简化形式的构思选择。这些构思在以下公开的示范实施例中将进一步详细描述。该发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或者重要特征，也不旨在用以限制所要求保护的主题的范围。

在一些实施例中，本公开包括形成半导体设备的方法，所述半导体设备包括集成电路以及与所述集成电路可操作地联接的MEMS设备。根据这种方法，将集成电路的至少一部分制造在基板的第一主表面上，以及在所述集成电路的与所述基板的第一主表面相反的一侧，将MEMS设备形成在所述集成电路的所述至少一部分之上。将所述MEMS设备与所述集成电路可操作地联接。

在其他实施例中，本公开包括半导体结构，其具有：形成在基板的第一主表面上的集成电路的至少一部分；以及MEMS设备，其包括换能器，布置在所述集成电路的所述至少一部分之上以及所述基板的主表面之上。

在又一的实施例中，本公开包括电子设备，其包括：基板，具有有源表面以及与有源表面相反的背面；集成电路的有源部件，位于所述基板的有源表面上；MEMS换能器，在与基板的有源表面相反的一侧，位于集成电路的有源部件之上。所述设备还包括至少一个导电通道，其将MEMS换能器电气地联接至基板的有源表面上的集成电路的有源部件。

附图说明

尽管说明书权利要求书，权利要求书尤其指出并独特地陈述了本发明的实施例，但是，结合附图，本公开的实施例的优势可以很容易地从本公开实施例的特定例子的说明获得，其中：

图1至图12图示了可以用以形成半导体设备的方法的例子，半导体设备包括集成电路的至少一部分以及与集成电路可操作地联接的MEMS设备，其中，MEMS设备的至少一部分一体地制造在基板的有源表面上，基板的有源表面上还形成有集成电路；

图1是图示出基板的简化截面图；

图2图示了导电通道，它们从基板的第一主表面至基板的第二主表面延伸穿过图1的基板；

图3图示了晶体管，其形成在基板的第一主表面处；

图4图示了导电特征部，它们制造在图3的晶体管之上，并且与晶体管和导电通道电通信；

图5图示了介电材料，其位于图4的结构的晶体管的有源层和导电特征部之上；

图6图示了换能器腔室凹槽，其形成在图5的介电材料的主表面中；

图7图示了绝缘体上半导体型结构，其结合至图6的结构的介电材料的暴露主表面；

图8图示了从绝缘体上半导体型结构转移至有源层之上的介电材料的相对薄的材料层；

图9图示了导电通道，它们形成为穿过转移的材料层，用于使用一部分转移的材料层将MEMS设备电联接至有源层中的导电特征部；

图10图示了通过处理图9所示的转移的薄材料层以形成共振器所形成的结构，共振器包括一部分薄材料层；

图11图示了帽结构，其结合至薄材料层，并且在包括一部分薄材料层的共振器的之上以及基板的第一主表面之上延伸；