[发明专利]半导体装置及其形成方法

说明书

本公开的各种实施例涉及一种半导体装置及其形成方法。所述半导体装置包括设置在半导体衬底之上的内连结构。介电结构设置在所述内连结构之上。第一空腔及第二空腔设置在所述介电结构中。微机电系统衬底设置在所述介电结构之上，其中所述微机电系统衬底包括上覆在所述第一空腔上的第一可移动膜片及上覆在所述第二空腔上的第二可移动膜片。第一功能结构上覆在所述第一可移动膜片上，其中所述第一功能结构包含具有第一化学组成的第一材料。第二功能结构上覆在所述第二可移动膜片上，其中所述第二功能结构与所述第一功能结构横向间隔开，且其中所述第二功能结构包含具有与所述第一化学组成不同的第二化学组成的第二材料。

技术领域

本揭露实施例是有关于一种半导体装置及其形成方法。

背景技术

微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)是一种将小型化 的机械及机电元件集成在集成芯片上的技术。通常使用微制作 (micro-fabrication)技术来制造MEMS装置。近年来，MEMS装置已获得 了广泛的应用。例如，MEMS装置存在于移动电话(例如，加速度计、陀 螺仪、数字罗盘)、压力传感器、微流体元件(例如，阀门、泵)、光学开 关(例如，(反射)镜)、成像装置(例如，微机械超声换能器(micromachined ultrasonictransducer，MUT))等。

发明内容

本揭露实施例提供一种半导体装置，所述半导体装置包括设置在半导 体衬底之上的内连结构。第一介电结构设置在所述内连结构之上。第一空 腔设置在所述第一介电结构中。第二空腔设置在所述第一介电结构中并与 所述第一空腔横向间隔开。微机电系统(MEMS)衬底设置在所述第一介 电结构之上，其中所述MEMS衬底包括上覆在所述第一空腔上的第一可移 动膜片及上覆在所述第二空腔上的第二可移动膜片。第一功能结构上覆在所述第一可移动膜片及所述第一空腔上，其中所述第一功能结构包含具有 第一化学组成的第一材料。第二功能结构上覆在所述第二可移动膜片及所 述第二空腔上，其中所述第二功能结构与所述第一功能结构横向间隔开， 且其中所述第二功能结构包含具有与所述第一化学组成不同的第二化学组 成的第二材料。

本揭露实施例提供一种半导体装置，所述半导体装置包括设置在半导 体衬底之上的内连结构。介电结构设置在所述内连结构之上。第一空腔设 置在所述介电结构中。第二空腔设置在所述介电结构中并与所述第一空腔 横向间隔开。微机电系统(MEMS)衬底设置在所述介电结构之上，其中 所述MEMS衬底包括上覆在所述第一空腔上的第一可移动膜片及上覆在所 述第二空腔上的第二可移动膜片。传感结构上覆在所述第一可移动膜片及所述第一空腔上，其中所述传感结构的物理性质响应于外部刺激而改变。 钝化层设置在所述MEMS衬底之上，其中所述传感结构将所述钝化层的第 一底表面与所述第一可移动膜片的上表面垂直分隔开，且其中所述钝化层 的第二底表面上覆在所述第二可移动膜片上并垂直设置在所述第一底表面 与所述第一可移动膜片的所述上表面之间。

本揭露实施例提供一种用于形成半导体装置的方法。所述方法包括： 接收集成电路(IC)结构，其中所述IC结构包括设置在所述IC结构的半 导体衬底之上的内连结构。在所述内连结构之上形成介电结构。在所述介 电结构中形成第一开口。在所述介电结构中形成与所述第一开口横向间隔 开的第二开口。将微机电系统(MEMS)衬底接合到所述介电结构，其中 将所述MEMS衬底接合到所述介电结构会覆盖所述第一开口及所述第二开 口，从而分别形成第一空腔及第二空腔。在所述MEMS衬底之上形成上覆 在所述第一空腔上的第一功能结构。在所述MEMS衬底之上形成上覆在所 述第二空腔上的第二功能结构，其中所述第二功能结构具有与所述第一功 能结构不同的化学组成。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细说明，会最佳地理解本发明实施例的各个 方面。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征并未按比例绘制。事实 上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小所述各种特征的尺寸。

图1示出包括不同类型的微机电系统(MEMS)装置的半导体装置的 一些实施例的剖视图。