[实用新型]MEMS器件、半导体器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及吸气剂薄膜的制造技术，尤其涉及一种MEMS器件、半导体器件。

背景技术

参考图1，图1示出了一种典型的MEMS器件的剖面结构，主要包括器件衬底101和封帽衬底102，器件衬底101和封帽衬底102通过键合材料105键合在一起。键合在一起的器件衬底101和封帽衬底102形成密闭的腔体103。通常要求腔体103内保持较高的真空度，例如其真空度要达到毫托级别。

真空封装是MEMS技术的难题之一，真空密封性的好坏对MEMS器件的性能有重要的影响，甚至决定着器件能否正常工作。由于键合材料105和腔体103周围材料内残余气体的存在和释放，随着器件工作时间的推移，腔体103内的真空度会逐渐降低，从而缩短了器件的使用寿命。因此，现有技术中通常利用吸气剂薄膜104来吸收MEMS器件封装后的残余气体，以提高并维持器件真空度。吸气剂薄膜104可以通过物理吸附和化学反应等方式来吸收腔体103内的气体，以延长器件的使用寿命，保证器件工作的稳定性和可靠性。吸气剂薄膜104通常是多孔性、高粗糙度的薄膜，该薄膜具有高孔隙率的纳米柱状结构，其表面积更大，从而可以改善气体吸收效果。

非蒸发型吸气剂在MEMS领域有着广泛的应用。目前，常用的非蒸发型吸气剂的主要材料为Ti、Zr、Tu以及这些元素的合金等，其中，Ti、Zr可作为单一元素形态作为吸气剂材料。Ti、Zr等吸气剂可在短时间内提高MEMS元器件的真空度以达到正常的工作范围，并能够吸收完成封装的MEMS器件在高温下释放出的内部残留气体，从而提高、保持MEMS器件内腔体的真空度。通常而言，多孔性以及高表面粗糙度的吸气剂形态可大大提高吸气剂的吸气速率、吸气量，甚至在常温环境下仍具有较高的吸气速率。因此，发展多孔状态的吸气剂尤其是非蒸发型吸气剂的工艺技术，对于MEMS器件的发展具有重要的意义。

如上所述，多孔性、高粗糙度的吸气剂具有较大表面积，因此可大大的提高吸气剂的吸气性能。通常认为，形成多孔性、高粗糙度的吸气剂，其加工工艺需满足以下三个条件：(1)较低的衬底温度；(2)较低的沉积(或者称为淀积)动能(例如，低功率，高压等)；(3)较小的入射角度。其中，较低的温度，较低的沉积动能可以通过调整工艺参数来比较容易地实现。但是，较小的入射角度通常需要通过调整衬底角度来实现，使衬底的沉积表面与入射方向呈所需角度。

更加具体而言，较小的入射角度使溅射出来的原子产生自屏蔽效应，导致先前到达衬底的原子遮挡了后续原子的行进路径，降低了原子选择沉积位置的机会，从而使得形成的薄膜呈现多孔性、高粗糙度的状态。有文献记载，当沉积入射角度为60°-90°时，单位质量吸气剂薄膜的表面积为2m²/g；而当沉积入射角度10°-60°时，随着沉积角度的减小，单位质量吸气剂薄膜的表面积增大，当入射角度为10°时，单位质量吸气剂薄膜的表面积可达26m²/g。

根据上述讨论，入射角度是多孔性、高粗糙度的吸气剂薄膜加工工艺的关键因素之一。而目前很多半导体工厂的设备入射角通常为90度，衬底无法偏转，从而不具有调整溅射、蒸发的入射角度的能力，导致无法制造出多孔性、高表面粗糙度的吸气剂薄膜。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种MEMS器件、半导体器件，能够在常规的蒸发、溅射设备上以较小的入射角度形成吸气剂薄膜，也即可以形成多孔性、高粗糙度的吸气剂薄膜。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件具有密闭的腔体，所述腔体具有在第一平面内延伸的内壁，所述内壁包括用于淀积吸气剂薄膜的薄膜淀积区域，所述薄膜淀积区域形成有一个或多个凹槽，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹角大于0°且小于180°，所述吸气剂薄膜覆盖所述凹槽的侧壁。

根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽的侧壁与所述第一平面的夹角为20°～90°。

根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽的形状为圆弧形、梯形或V形。

根据本实用新型的一个实施例，所述吸气剂薄膜的材料选自Ti、Zr、Tu或者其任意组合形成的合金。

根据本实用新型的一个实施例，相邻的凹槽之间相互邻接或具有间隔。

根据本实用新型的一个实施例，所述MEMS器件包括器件衬底和封帽衬底，所述器件衬底上形成有第一空腔，所述封帽衬底上形成有第二空腔，所述封帽衬底与所述器件衬底键合，所述第一空腔和第二空腔拼合形成所述腔体。