[发明专利]集积式CMOS及MEMS传感器制作方法与结构

说明书

揭示一种提供CMOS‑MEMS结构的方法。本方法包含图型化MEMS致动器衬底上的第一顶端金属及CMOS衬底上的第二顶端金属。MEMS致动器衬底与CMOS衬底各于其上包括氧化层。本方法包括蚀刻MEMS致动器衬底及底座衬底上的各氧化层，利用第一接合步骤将MEMS致动器衬底的经图型化的第一顶端金属接合至底座衬底的经图型化的第二顶端金属。最后，本方法包括将致动器层蚀刻成MEMS致动器衬底，并且利用第二接合步骤将MEMS致动器衬底接合至MEMS握把衬底。

相关申请案交互参照

本申请案主张2014年7月7日提出申请的发明名称为「INTEGRATED CMOS AND MEMSSENSOR FABRICATION METHOD AND STRUCTURE」的美国临时专利申请案第62/021,626号根据35 USC 119(e)的优先权，其全文引用合并于本文中。

技术领域

本发明基本上是关于CMOS-MEMS集积式装置，且更尤指CMOS-MEMS集积式装置的制作方法。

背景技术

传统上，为了提供具有至少一个凹穴于其中的CMOS-MEMS结构，在高温(400度以上)下需要用以将CMOS衬底有效接合至MEMS衬底的高接合力(等于或大于300psi)。高温在接合结构上造成高应力。另外，由于需要用以形成隔绝体的计时蚀刻(timed etch)，因此难以达成控制结构中的间隙高度的目的。从而需要一种用以解决以上所鉴别问题的系统及方法。本发明解决此一需求。

发明内容

揭示一种提供CMOS-MEMS结构的方法。本方法包含图型化MEMS致动器衬底上的第一顶端金属及CMOS衬底上的第二顶端金属。MEMS致动器衬底与CMOS衬底各于其上包括氧化层。本方法包括蚀刻MEMS致动器衬底及底座衬底上的各氧化层，利用第一接合步骤将MEMS致动器衬底的经图型化的第一顶端金属接合至底座衬底的经图型化的第二顶端金属。最后，本方法包括将致动器层蚀刻成MEMS致动器衬底，并且利用第二接合步骤将MEMS致动器衬底接合至MEMS握把衬底。

附图说明

图1为根据一具体实施例的CMOS-MEMS结构图。

图2为根据一具体实施例的CMOS-MEMS结构制作程序流程的流程图。

图3A至3F为根据图2的程序流程制作CMOS-MEMS结构的说明图。

具体实施方式

本发明基本上是关于CMOS-MEMS集积式装置，且更尤指CMOS-MEMS集积式装置的制作方法。以下说明可使所属领域技术人员能够制作并使用本发明，并且以下说明在专利申请及其要件的背景下所提供。所属领域技术人员将轻易明白较佳具体实施例的各种修改、以及本文所述的通用原理及特征。根据本发明的方法及系统并非意味着受限于所示的具体实施例，而是要符合与本文中所述原理及特征一致的最广范畴。

在所述具体实施例中，微机电系统(MEMS)指一种使用似半导体制程制作并呈现如移动或变形能力之类的机械特性的结构或装置类别。MEMS通常(但非必然)与电信号交互作用。MEMS装置包括但不限于陀螺仪、加速仪、地磁仪、压力传感器、以及射频组件。含有MEMS结构的硅晶圆称为MEMS晶圆。

在所述具体实施例中，MEMS装置可指称为实施成微机电系统的半导体装置。MEMS结构可指称为可为更大MEMS装置一部分的任何特征。工程硅绝缘体(ESOI)晶圆可指称为硅装置层或衬底下方具有凹穴的SOI晶圆。握把晶圆典型指当作载体使用的较厚衬底，供硅绝缘体晶圆中的较薄硅装置衬底使用。握把衬底及握把晶圆可互换。

在所述具体实施例中，凹穴可指称为衬底晶圆中的开口或凹口，而围封可指称为完全包围的空间。接合室可为进行晶圆接合制程的一件接合设备中的围封。接合室中的空气组成(atmosphere)决定接合晶圆中密封的空气组成。