[实用新型]一种MEMS结构

说明书

本申请公开了一种MEMS结构。所述MEMS结构包括：位于半导体衬底中的空腔；位于所述半导体衬底的第一表面上且封闭所述空腔的敏感膜片；穿过所述敏感膜片到达所述空腔的开口；覆盖所述敏感膜片的表面、并且形成所述开口内壁上的衬层的停止层；位于所述敏感膜片上且封闭所述开口的层间介质层；以及从所述半导体衬底的第二表面到达所述空腔的通道。所述通道连通外部环境，从而可以形成单芯片结构的压力传感器。

技术领域

本实用新型涉及微电子领域，更具体地，涉及MEMS结构及其制造方法。

背景技术

MEMS器件是在微电子技术基础上发展起来的采用微加工工艺制作的微电子机械器件，已经广泛地用作传感器和执行器。例如，MEMS 器件可以是压力传感器、加速度计、陀螺仪、硅电容麦克风。

压力传感器例如包括组装在一起的传感器芯片和电路芯片。其中，在传感器芯片中形成MEMS结构，在电路芯片中形成检测电路。然后通过芯片键合技术，把传感器芯片和电路芯片键合在一起，从而形成 MEMS组件。

根据检测元件和方法的不同，压力传感器可以分为多种不同的类型，包括压阻式、电容式、谐振式等。压阻式压力传感器出现于上世纪60 年代。与其他类型的压力传感器相比，压阻式压力传感器的优势明显，例如具有灵敏度高、响应熟读快、可靠性高、功耗低、微型等一系列优点。随着技术的进步，采用MEMS结构的压阻式压力传感器的技术日趋成熟，已经实现了生产的批量化和低成本化。

现有的压阻式压力传感器主要是利用体硅技术微机械加工而成，包括位于空腔上方的敏感膜片、位于敏感膜片上的压敏电阻、以及检测电路。敏感膜片的形状例如是方形、或者圆形，检测电路例如通过包含压敏电阻的惠斯通电桥检测外部压力变化。

在传统的压力传感器中，通过硅-玻璃或者硅-硅键合方式形成空腔与支撑结构。该键合工艺导致压力传感器的尺寸和制造成本增加、以及产品良率减小。

因此，期望进一步改进用于压力传感器的MEMS结构，从而可以在减小尺寸的同时提高产品良率和降低制造成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供MEMS结构及其制造方法，其中在空腔内壁形成停止层，用于形成外部环境连通的通道，从而可以形成单芯片结构的压力传感器。

本实用新型提供一种MEMS结构，包括：

位于半导体衬底中的空腔；

位于半导体衬底的第一表面上且封闭空腔的敏感膜片；

穿过敏感膜片到达空腔的开口；

覆盖敏感膜片的表面、并且形成开口内壁上的衬层的停止层；

位于敏感膜片上且封闭开口的层间介质层；以及

从半导体衬底的第二表面到达空腔的通道。

优选地，还包括位于敏感膜片中的多个敏感电阻。

优选地，还包括围绕空腔的阱区。

优选地，敏感膜片包括：

形成敏感膜片的框架的第一掺杂区；以及

位于第一掺杂区上的外延层，

其中，第一掺杂区形成网格图案，外延层覆盖第一掺杂区，并且填充网格图案的网孔以封闭空腔。

优选地，第一掺杂区的结深小于阱区的结深。

优选地，多个敏感电阻为外延层中的掺杂区。

优选地，还包括：

互连结构，穿过所述层间介质层和所述停止层连接所述多个敏感电阻。