[发明专利]MEMS装置及形成MEMS装置的方法

说明书

本发明涉及一种MEMS装置以及一种形成MEMS装置的方法。所述MEMS装置中，背板包括依次叠加设置的第一介质层、第二介质层以及导电层，其中，所述第一介质层的应力水平高于所述第二介质层，利用第一介质层可以提高背板的整体应力以及刚性，在进行吸合电压测试时，有助于提高测试的灵敏度以及准确性，并且有助于实现较大的背板尺寸的同时确保其拉伸性能。此外，由于导电层仍然与第二介质层接触，第一介质层对导电层的接触性能的影响较小。所述MEMS装置中，第一介质层远离第二介质层的一侧可以设置有第三介质层，以保护第一介质层避免被腐蚀。所述形成MEMS装置的方法可用来形成上述MEMS装置。

技术领域

本发明涉及微机电技术领域，尤其涉及一种MEMS装置以及一种形成MEMS装置的方法。

背景技术

微机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源(微能源)、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等组件于一体，可看作一个独立的智能系统，其整体尺寸通常在几毫米乃至更小。随着电子器件小型化的发展趋势，包括MEMS的电子装置(以下称为MEMS装置)如MEMS麦克风、MEMS加速度计、MEMS陀螺仪等等也取得了长足发展，并具有广阔的发展前景。

MEMS的制造与传统的机械加工制造不同，MEMS可以利用与CMOS兼容的半导体工艺结合面型或者体型的微加工技术制作。并且，随着工艺技术的不断完善和发展，MEMS工艺研究集中在于工艺的允许范围内向提高MEMS性能的方向发展。

吸合电压(pull-in voltage)测试是用来检测MEMS吸合性能的重要方法。该方法通过在MEMS的振膜与背板之间施加电压，当施加电压较小时，振膜可以通过表面电荷的重新分布达到平衡稳定状态，随着施加电压的增大，振膜会产生大变形而失去稳定状态，使振膜失去稳定状态的临界电压即为吸合电压。

现有工艺中，背板通常由低应力氮化物以及覆盖在其上的低应力的导电层构成，但是，出于其它方面的考虑(如为了提高芯片的信噪比)，MEMS背板会设计得较大，但利用低应力氮化物制作的较大尺寸的背板的拉伸特性较差，会干扰吸合电压测试的灵敏度和准确性。

发明内容

本发明提供一种MEMS装置，其具有背板，该背板相对于现有结构应力水平提高，可以提高吸合电压测试的灵敏度和准确性。本发明另外提供一种形成MEMS装置的方法。

一方面，本发明提供一种MEMS装置，所述MEMS装置包括振膜以及位于所述振膜上方的背板，所述振膜与所述背板之间设置有空腔，所述背板盖住空腔且包括由下至上依次叠加设置的第一介质层、第二介质层以及导电层，其中，所述第一介质层的应力水平高于所述第二介质层。

可选的，所述背板还包括第三介质层，所述第三介质层设置于所述第一介质层的下表面，所述第三介质层的应力水平低于所述第一介质层。

可选的，所述第二介质层和第三介质层中的至少一个的厚度大于所述第一介质层的厚度。

可选的，所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层均包括氮化硅。

可选的，所述第一介质层的内应力高于所述第二介质层和/或所述第三介质层的内应力至少一个数量级。

可选的，所述第一介质层的内应力在10⁴MPa数量级。

可选的，所述第一介质层的厚度小于或等于

可选的，所述MEMS装置为声学传感器。

一方面，本发明提供一种形成MEMS装置的方法，包括以下步骤：

形成振膜以及位于所述振膜上的牺牲层；