[发明专利]压电微机电系统

说明书

本发明涉及压电微机电系统，为一种在通过介电层分离的衬底上包括压电堆栈的微机电系统(MEMS)装置。压电堆栈包括第一压电层与第二压电层，其具有位在第一压电层与接触垫下面的第一电极、以及位在第一压电层与第二压电层间的第二电极。第一接触穿过压电层与接触垫延展至第一电极，而第二接触穿过第二压电层延展至第二电极。接触垫防止接触开口中的第一压电层与第二压电层间形成接口，从而防止压电层在接触形成过程中遭受侵蚀。

相关申请案交互参照

本申请案主张2016年4月15日提出申请的美国临时专利申请案第62/322,815号的权益，其全文是基于所有目的并入本文作为参考。

技术领域

本发明大体上是关于半导体装置及用于形成半导体装置的方法。

背景技术

压电堆栈诸如氮化铝(AlN)为主的压电堆栈等，近年来已随着趋势朝向下一代微机电系统(MEMS)而受到欢迎，微机电系统包括压电微机械超音波换能器(PMUT)、惯性传感器、共振器、射频(RF)滤波器等。多层氮化铝(AlN)提供良好的隔板/悬臂平坦度控制，并且提供更多信号输出。然而，仍需要一种容许在多层压电堆栈上形成结构但不使压电层间接口遭受破坏的程序。

发明内容

本发明的具体实施例大体上是关于半导体装置及用于形成半导体装置的方法。在一项具体实施例中，揭示一种用于形成装置的方法。该方法包括提供具有第一主表面与第二主表面的衬底(substrate)。在该衬底的至少该第一主表面上形成介电层。在该衬底上形成压电堆栈。该压电堆栈包括在该衬底的该第一主表面上具有第一电极的图案化第一底电极层、位在该图案化第一电极层上的第一压电层、位在该第一压电层上包括电极垫及第二电极的图案化第二底电极层、以及位在该第一压电层及该图案化第二电极层上的第二压电层。在该压电堆栈中形成第一接触(contact)与第二接触。该第一接触穿过该第一压电层延展，并且电耦合至该第一电极。该第一接触是由介于该第一压电层与该第二压电层间的该电极垫所围绕。该第二接触穿过该第二压电层延展，并且电耦合至该第二电极。

在另一具体实施例中，揭示一种微机电系统(MEMS)装置。该装置包括具有第一主表面与第二主表面的衬底，且该衬底的至少该第一主表面上形成有介电层。位在该衬底上的压电堆栈包括在该衬底的该第一主表面上具有第一电极的图案化第一底电极层、位在该图案化第一电极层上的第一压电层、位在该第一压电层上包括电极垫及第二电极的图案化第二底电极层、以及位在该第一压电层及该图案化第二电极层上的第二压电层。该装置更包括位在该压电堆栈中的第一接触与第二接触。该第一接触穿过该第一压电层延展，并且电耦合至该第一电极。该第一接触是由介于该第一压电层与该第二压电层间的该电极垫所围绕。该第二接触穿过该第二压电层延展，并且电耦合至该第二电极。

在又一具体实施例中，揭示一种用于形成装置的方法。该方法包括提供具有第一主表面与第二主表面的衬底。在该衬底的至少该第一主表面上形成介电层。在该衬底上形成压电堆栈，其包括具有第一电极的图案化第一底电极层、位在该图案化第一电极层上的第一压电层、位在该第一压电层上包括电极垫及第二电极的图案化第二底电极层、以及位在该第一压电层及该图案化第二电极层上的第二压电层。在该压电堆栈中形成第一接触与第二接触。该第一接触穿过该第一压电层延展，并且电耦合至该第一电极。该第一接触是由介于该第一压电层与该第二压电层间的该电极垫所围绕。该第二接触穿过该第二压电层延展，并且电耦合至该第二电极。本方法更包括在该第二压电堆栈上形成顶电极层。图案化该顶电极层以形成耦合至该第一接触的第一顶电极、及耦合至该第二接触的第二顶电极。

本文中所揭示的具体实施例的这些及其它优点及特征，透过参考以下说明及附图会变为显而易见。再者，要了解的是，本文中所述的各项具体实施例的特征并不互斥，并且可用各种组合及排列呈现。

附图说明