CN111170268A - Mems器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种MEMS器件及其制造方法，MEMS器件包括：包括支撑区和振动区的第一电极板，且振动区的第一电极板内具有；位于支撑区的第一电极板上的牺牲层，且第一电极板的材料致密度大于所述牺牲层材料的致密度；第二电极板，第二电极板包括贯穿所述牺牲层的连接部、位于所述支撑区上方的牺牲层上的支撑部以及位于所述振动区上方的振动部，所述支撑部与所述连接部以及第一电极板相连，所述连接部与所述第一电极板之间电绝缘，且所述第一电极板、振动部、支撑部以及连接部围成空腔。本发明通过设置第二电极板底部与第一电极板相连的特殊结构，避免第二电极板内部应力变化的问题，从而改善MEMS器件的可靠性。

Description

MEMS器件及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种MEMS器件及其制造方法。

背景技术

微机电***(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)是以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造、具有特定功能的微型装置。微机电***是多种学科交叉融合具有战略意义的前沿高技术，是未来的主导产业之一。

MEMS技术的问世和应用让麦克风变得越来越小。MEMS麦克风具有诸多优点，例如，高信噪比，低功耗，高灵敏度，所用微型封装兼容贴装工艺，回流焊对MEMS麦克风的性能影响小，且温度特性出色等。通常，MEMS麦克风的制造过程包括：在晶圆上沉积若干层功能层，然后刻蚀去除不需要保留的材料，以在晶圆上形成一个腔室，在腔室上覆盖振膜和背板。背板具有优良的刚性，采用通孔结构，且通风性能优异，而振膜为实心结构，当声波引起气压变化时，振膜将会随着气压变化而弯曲，当振膜运动时，振膜与背板之间的电容量将会变化，且MEMS麦克风将电容量的变化转化成电信号。

现有技术中，MEMS器件的可靠性有待进一步的提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种MEMS器件及其制造方法，提高MEMS器件的可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种MEMS器件，包括：第一电极板，所述第一电极板包括支撑区和振动区，且振动区的第一电极板内具有贯穿所述第一电极板厚度的开口；位于所述支撑区的第一电极板上的牺牲层；第二电极板，所述第二电极板包括贯穿所述牺牲层的连接部、位于所述支撑区上方的牺牲层上的支撑部以及位于所述振动区上方的振动部，所述支撑部与所述连接部以及第一电极板相连，所述连接部与所述第一电极板之间电绝缘，且所述第一电极板、振动部、支撑部以及连接部围成空腔；位于所述支撑区的第一电极板上的第一电极层，且所述第一电极层与所述第一电极板电连接；位于所述支撑部上的第二电极层，且所述第二电极层与所述第二电极板电连接。

本发明还提供一种MEMS器件的制造方法，包括：形成第一电极板，所述第一电极板包括支撑区和振动区，且所述振动区的第一电极板内具有贯穿所述第一电极板厚度的开口，所述开口内填充有牺牲膜；在所述第一电极板上以及所述牺牲膜上形成牺牲层；在所述支撑区上方的牺牲层内形成暴露出所述第一电极板的至少一个连接槽；在所述牺牲层表面以及所述连接槽内形成第二电极板，其中，所述第二电极板包括填充于所述连接槽内的连接部、位于所述支撑区上方的牺牲层上的支撑部以及位于所述振动区上方的振动部，且所述支撑部与所述连接部相连；刻蚀去除所述振动区的牺牲膜以及牺牲层，所述第一电极板、支撑部、振动部以及连接部围成空腔；在所述支撑区的第一电极板上形成第一电极层，且所述第一电极层与所述第一电极板电连接；在所述支撑部上形成第二电极层，且所述第二电极层与所述第二电极板电连接。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：

本发明提供一种结构性能优异的MEMS器件，第二电极板包括贯穿支撑区的牺牲层的连接部，还包括位于支撑区上方的牺牲层上的支撑部以及位于振动区上方的振动部，所述支撑部与所述连接部以及第一电极板相连，且第一电极板、振动部、支撑部以及连接部围成空腔。由于连接部与第一电极板相连，且第一电极板具有材料致密性好的特点，因此随着时间推移或者外界环境变化，所述第一电极板内部应力变化可以忽略不计甚至为零，相应的，以所述第一电极板为生长基底的连接部受到的应力影响小，从而使得连接部内部应力变化忽略不计甚至为零，进而保证第二电极板内部应力稳定，提高MEMS器件的可靠性。并且，所述连接部与第一电极板之间电绝缘，防止第一电极板与第二电极板之间发生短路问题，保证MEMS器件能够正常工作。

附图说明

图1为一种MEMS器件的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的MEMS器件的剖面结构示意图，

图3至图14为本发明一实施例提供的MEMS器件制造方法各步骤的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术的MEMS器件的性能有待提高。

参考图1，图1为一种MEMS器件的剖面结构示意图，以所述MEMS器件为MEMS麦克风为例，所述MEMS器件包括：

基板100，所述基板100具有贯穿其厚度的第一开口；位于所述基底100部分上表面的第一牺牲层101；位于所述第一牺牲层上表面的图形化的背极板，其中，所述背极板包括第一绝缘层102、导电层103以及第二绝缘层104，所述图形化的背极板包括支撑区和振动区，且所述图形化的背极板具有贯穿其厚度的第二开口，所述振动区的背极板上表面具有阻挡部110；位于所述背极板支撑区上表面的第二牺牲层105，所述第二牺牲层105、背极板以及第一牺牲层101构成空腔；位于所述空腔上方以及第二牺牲层105上表面的图形化的振动电极，所述振动电极包括支撑部(未标示)以及振动部106；覆盖所述第二牺牲层105顶部和侧壁、背极板侧壁以及第一牺牲层101侧壁的保护层107；位于所述支撑区的背极板上表面第一导电层108；位于所述支撑部上表面的第二导电层109。

上述MEMS器件的可靠性有待提高。经分析发现，振动电极底部直接与第二牺牲层105相接触，振动电极相当于以第二牺牲层105作为支撑基底，然而，第二牺牲层105的材料通常为氧化硅，氧化硅易吸附外界环境中的水分，造成氧化硅内部的应力发生变化，从而影响到第二牺牲层105内部的应力，进而影响振动电极内部的应力。进一步分析发现，在制造上述的MEMS器件的工艺过程中，在第二牺牲膜上形成振动电极，其中，第二牺牲膜为形成第二牺牲层105提供工艺基础，且第二牺牲膜的材料通常为氧化硅，因此，相当于以氧化硅作为基底进行振动电极的形成工艺。然而，在氧化硅易吸附外界环境中的水分，造成氧化硅内部应力发生变化，即使所述内应力变化微小，也会影响到在氧化硅上的振动电极的内应力，从而导致MEMS器件可靠性差的问题。

为了解决氧化硅内部应力变化的问题，可以采取以下两种手段：其一，增加氧化硅的退火温度，然而增加退火温度会造成晶圆翘曲严重，后续的工艺制程难以进行；其二，延长氧化硅的退火时间，然而，在氧化硅形成后的一段时间内氧化硅致密性好，但是随着时间的推移，氧化硅内部的内应力依然会有较大的变化，难以从根本上解决MEMS器件的可靠性问题。

为解决上述问题，本发明提供一种MEMS器件，第二电极板包括连接部、支撑部以及振动部，且支撑部通过连接部与第一电极板相连，相当于第二电极板底部直接与第一电极板相接触，第二电极板以材料更为稳定的第一电极板作为基底，由于第一电极板内部应力不会随着时间的变化而变化，因此在第一电极板上生长形成的第二电极板也将具有内应力稳定的基底，从而避免了第二电极板内部应力受到影响的问题，有效提高MEMS器件的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2为本发明一实施例提供的MEMS器件的剖面结构示意图。

参考图2，所述MEMS器件包括：

第一电极板，所述第一电极板包括支撑区(未标示)和振动区(未标示)，且振动区的第一电极板内具有贯穿所述第一电极板厚度的开口(未标示)；

位于所述支撑区的第一电极板上的牺牲层207，且所述第一电极板的材料致密度大于所述牺牲层207材料的致密度；

第二电极板，所述第二电极板包括贯穿所述牺牲层207的连接部210、位于所述支撑区上方的牺牲层207上的支撑部211以及位于所述振动区上方的振动部209，所述支撑部211与所述连接部210以及第一电极板相连，所述连接部210与所述第一电极板之间电绝缘，且所述第一电极板、振动部209、支撑部211以及连接部210围成空腔；

位于所述支撑区的第一电极板上的第一电极层214，且所述第一电极层214与所述第一电极板电连接；

位于所述支撑部211上的第二电极层215，且所述第二电极层215与所述第二电极板电连接。

以下将结合附图对本发明实施例提供的MEMS器件进行详细说明。

本实施例中，以所述MEMS器件为MEMS麦克风器件作为示例进行说明。在其他实施例中，所述MEMS器件还可以为MEMS加速度传感器、MEMS湿度传感器等。

本实施例中，所述MEMS器件还包括：基板200，所述基板200具有贯穿所述基板200厚度的背腔，所述第一电极板设置在所述基板200上，所述基板200与第二电极板分别位于所述第一电极板相对的两侧，且所述背腔与所述空腔相连。

所述基板200包括半导体衬底，或者，所述基板200包括半导体衬底以及位于半导体衬底内的半导体元件，所述半导体元件为半导体晶体管或互连结构等。所述半导体衬底可以为硅衬底、锗衬底、锗硅衬底或者绝缘体上的硅衬底等。

所述第一电极板设置在所述基板200上，为了增加所述第一电极板与所述基板200之间的粘附性，所述MEMS器件还包括：位于所述基板200与所述第一电极板之间的粘附层201。

本实施例中，所述粘附层201暴露出基板200靠近振动区的边缘表面。在其他实施例中，所述粘附层还可以覆盖所述基板靠近振动区的部分表面。本实施例中，所述粘附层201还暴露出基板200远离支撑区的边缘表面。

所述粘附层201的材料为氧化硅或氮氧化硅。本实施例中，所述粘附层201的材料与所述牺牲层207的材料相同，有利于降低MEMS器件的制造工艺难度。

所述振动区的第一电极板内具有贯穿所述第一电极板厚度的开口，且所述开口与所述空腔相连，以构成MEMS器件的声音通道。所述第一电极板可以为条状结构，还可以为梳齿状结构。

所述第一电极板作为MEMS器件中电容结构的电极板之一，因此所述第一电极板中的至少一部分结构需要具有导电功能；同时，所述具有导电功能的部分结构还需要与连接部210之间相互电绝缘，避免出现第一电极板与第二电极板发生不必要的电连接的问题。

为此，本实施例中，所述第一电极板包括导电极板203以及位于所述导电极板203上的顶层绝缘极板204，所述导电极板203具有导电功能，可以作为MEMS器件中电容结构的电极板之一，而所述顶层绝缘极板204能够保证连接部210与导电极板203之间相互绝缘，防止第二电极板与第一电极板发生电连接。

为了进一步的提高粘附层201与第一电极板之间的界面性能，本实施例中，所述第一电极板还包括：位于所述导电结构203下方的底层绝缘极板202。也就是说，本实施例中，所述第一电极板为绝缘层-导电层-绝缘层的叠层结构，采用所述叠层结构还能够提高第一电极板的强度，避免第一电极板出现断裂的问题。

相应的，本实施例中，所述牺牲层207位于所述支撑区的顶层绝缘极板204表面。

此外，所述顶层绝缘极板204的材料致密度大于所述牺牲层207的材料致密度，其好处在于：由于顶层绝缘极板204的材料致密度更大，因此处于同样的外界环境下，所述顶层绝缘极板204内部应力的变化较牺牲层207内部应力的变化更小，由于顶层绝缘极板204内部应力变化小，因此位于所述顶层绝缘极板204表面的连接部210受到的不良影响小，保证所述连接部210内部应力稳定，相应的，所述支撑部211以及振动部209内部应力也稳定，从而避免所述连接部210内部应力变化而导致的MEMS可靠性变差。

本实施例中，所述导电极板203的材料为多晶硅。在其他实施例中，所述导电极板的材料还可以为金属。

本实施例中，所述顶层绝缘极板204的材料为氮化硅，所述底层绝缘极板202的材料为氮化硅。在其他实施例中，所述顶层绝缘极板的材料还可以为氮氧化硅或者碳氮氧化硅，所述底层绝缘极板的材料可以为氮化硅或者碳氮氧化硅。

本实施例中，所述牺牲层207的材料为氧化硅。在其他实施例中，所述牺牲层的材料还可以为TEOS。

所述第二电极板包括填充于连接槽的连接部210、位于支撑区上方的牺牲层207表面的支撑部211以及位于振动区上方的振动部209。

本实施例中，所述连接部210位于顶层绝缘极板204表面，与所述顶层绝缘极板204相接触。

本实施例中，所述连接部210为柱状结构，在平行于所述第一电极板表面方向上，所述210连接部的宽度不宜过小，也不宜过大。若所述连接部210的宽度过小，则所述连接部210的致密度较差，若所述连接部210的宽度过大，则连接部210占据MEMS器件的空间大，不利于器件小型化微型化。为此，本实施例中，在平行于所述第一电极板表面方向上，所述连接部210的宽度范围为5μm至100μm，例如为10μm、20μm、50μm、70μm、85μm。

需要说明的是，在其他实施例中，所述连接部还可以为封闭中空环状结构或者半封闭中空环状结构。

在同一支撑区上方，或者说，在位于振动区一侧的支撑区上方，所述连接部210的数量为一个或多个，例如，所述连接部210的数量可以为两个、三个、五个等。本实施例中，在同一支撑区上方，所述连接部210的数量为多个，其中，第一电极板、第二电极板与离所述振动区距离最近的连接部210围成所述空腔。

由于连接部210位于顶层绝缘极板204表面，可以认为，所述连接部210以第一电极板作为生长基板或者支撑基板，而所述第一电极板的材料致密度大于所述牺牲层207的材料致密度，所述第一电极板具有材料稳定性高的特性，因此所述连接部210内部应力受到第一电极板的影响小，保证所述连接部210内部应力稳定，从而相应的使支撑部211以及振动部209内部应力保持稳定，保证MEMS器件具有高可靠性。

所述支撑部211为振动部209提供支撑作用。本实施例中，所述支撑部211与所述连接部210为一体结构，在同一道工艺步骤中形成所述支撑部211以及连接部210。

本实施例中，所述第二电极板的材料为多晶硅，即，所述连接部210的材料为多晶硅，所述支撑部211的材料为多晶硅，所述振动部209的材料为多晶硅。在其他实施例中，所述第二电极板的材料还可以为掺杂的多晶硅。

所述第一电极层214用于电连接所述第一电极板，通过所述第一电极层214电连接所述第一电极板与外界电路。本实施例中，所述MEMS器件还包括：贯穿所述牺牲层207的导电孔，且所述第一电极层214位于所述导电孔底部。具体地，所述导电孔还贯穿所述第一电极板的顶层绝缘极板204，以暴露出所述导电极板203，使得所述第一电极层214与导电极板203电连接。在其他实施例中，所述第一电极层除位于导电孔底部外，还可以位于导电孔侧壁。

所述第二电极层215用于电连接所述第二电极板，通过所述第二电极层215电连接所述第二电极板与外界电路。本实施例中，所述第二电极层215位于所述支撑部211上表面，避免第二电极层215影响振动部210的振动效果。

本实施例中，所述第一电极层214与第二电极层215分别位于所述振动部209的相对两侧。在其他实施例中，所述第一电极层与第二电极层还可以位于所述振动部的同一侧。

为了防止振动部209在振动过程中触碰到第一电极板，本实施例中，所述MEMS还包括：位于所述振动区的第一电极板上的限位柱206。具体地，所述限位柱206位于所述顶层绝缘极板204表面，所述限位柱206可以阻挡振动部209触碰到第一电极板。本实施例中，所述限位柱206的材料为多晶硅。

所述MEMS器件还包括：保护层213，所述保护层213覆盖所述牺牲层207远离所述振动区的侧壁，且还覆盖第一电极板远离振动区的侧壁。本实施例中，由于在基板200与第一电极板之间还设置有粘附层201，为此，所述保护层213还覆盖所述粘附层201远离振动区的侧壁。

所述保护层213的材料与所述牺牲层207的材料不同。本实施例中，所述保护层213的材料为氮化硅。在其他实施例中，所述保护层的材料还可以为氮氧化硅或碳氮氧化硅。

本实施例中提供的MEMS器件，第二电极板包括贯穿支撑区的牺牲层207的连接部210，还包括位于支撑区上方的牺牲层207上的支撑部211以及位于振动区上方的振动部209，所述支撑部211与所述连接部210以及第一电极板相连，且第一电极板、振动部209、支撑部211以及连接部210围成空腔。由于连接部210与第一电极板相连，且第一电极板具有材料致密性好的特点，因此随着时间推移或者外界环境变化，所述第一电极板内部应力变化可以忽略不计甚至为零，相应的，以所述第一电极板为生长基底的连接部210受到的应力影响小，从而使得连接部210内部应力变化忽略不计甚至为零，进而保证第二电极板内部应力稳定，提高MEMS器件的可靠性。

并且，所述连接部210与第一电极板之间电绝缘，防止第一电极板与第二电极板之间发生短路问题，保证MEMS器件能够正常工作。

相应的，本发明实施例还提供一种制造上述MEMS器件的制造方法。参考图2至图14为本发明实施例提供的MEMS器件的制造方法各步骤对应的剖面结构示意图。

以下将结合附图对本发明实施例提供的MEMS器件的制造方法进行详细说明。

参考图3至图6，形成第一电极板，所述第一电极板包括支撑区和振动区，且所述振动区的第一电极板内具有贯穿所述第一电极板厚度的开口，所述开口内填充有牺牲膜205。

本实施例中，在形成所述第一电极板之前，还包括：提供基板200，在所述基板200上形成所述第一电极板。

形成所述第一电极板的工艺步骤包括：

参考图3，在所述基板200上形成第一电极膜层。

本实施例中，为了提高基板200与第一电极板之间的粘附性，在形成所述第一电极板之前，还在所述基板200表面形成粘附层201。相应的，在所述粘附层201表面形成所述第一电极膜层。所述粘附层201的材料与后续形成的牺牲层的材料相同。本实施例中，所述粘附层201的材料为氧化硅。

所述第一电极膜层为后续形成第一电极板提供基础，后续对第一电极膜层进行图形化处理以形成第一电极板。

本实施例中，所述第一电极膜层包括：底层绝缘膜层22、位于所述底层绝缘膜层22表面的导电膜层23以及位于所述导电膜层23表面的顶层绝缘膜层24。

所述底层绝缘膜层22的材料为氮化硅、氮氧化硅或者碳氮氧化硅；所述导电膜层23的材料为多晶硅或者金属；所述顶层绝缘膜层24的材料为氮化硅、氮氧化硅或者碳氮氧化硅。

本实施例中，采用化学气相沉积工艺形成所述底层绝缘膜层22、导电膜层23以及顶层绝缘膜层24。

参考图4，对所述第一电极膜层进行图形化处理，形成所述第一电极板。

具体地，在所述第一电极膜层表面形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第一电极膜层直至暴露出所述粘附层201表面，形成底层绝缘极板202、位于所述底层绝缘极板202表面的导电极板203以及位于导电极板203表面的顶层绝缘极板204。

所述第一电极板包括支撑区以及振动区，且所述振动区的第一电极板内具有开口，为形成牺牲膜提供工艺基础。

参考图5，形成填充满所述开口的初始牺牲膜25，且所述初始牺牲膜25还覆盖第一电极板顶部。

本实施例中，采用化学气相沉积工艺形成所述初始牺牲膜25，且所述初始牺牲膜25的材料为氧化硅。

参考图6，去除高于所述第一电极板顶部的初始牺牲膜25，形成填充满所述开口的牺牲膜205。

本实施例中，对所述初始牺牲膜25进行平坦化处理。

参考图7，在所述振动区的第一电极板上形成限位柱206。

所述限位柱206的材料与所述牺牲膜205的材料不同。本实施例中，所述限位柱206的材料为多晶硅。

形成所述限位柱206的工艺步骤包括：在所述第一电极板以及牺牲膜205上形成限位层；对所述限位层进行图形化处理，在所述振动区的第一电极板部分上表面形成所述限位柱206。

需要说明的是，本实施例中，以在形成所述牺牲膜205之后，在所述振动区的第一电极板上形成限位柱206为例，在其他实施例中，还可以在形成初始牺牲膜之前，在所述振动区的第一电极板上形成限位柱。

参考图8，在所述第一电极板上以及所述牺牲膜205上形成牺牲层207。

具体地，形成覆盖所述第一电极板上表面、限位柱206以及所述牺牲膜205的所述牺牲层207，在形成后续的空腔之前，所述限位柱206位于所述牺牲层207内。

本实施例中，所述牺牲层207的材料为氧化硅。在其他实施例中，所述牺牲层的材料还可以为TEOS。

采用化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积工艺，形成所述牺牲层207。

参考图9，在所述支撑区上方的牺牲层207内形成暴露出所述第一电极板的至少一个连接槽208。

所述连接槽208为后续形成贯穿所述牺牲层207的连接部提供工艺基础。

本实施例中，所述连接槽208暴露出所述第一电极板中的顶层绝缘极板204。形成所述连接槽208的工艺步骤包括：在所述牺牲层207表面形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀支撑区上方的牺牲层207直至暴露出所述顶层绝缘极板204表面，形成所述连接槽208；去除所述图形化的光刻胶层。

本实施例中，所述连接槽208为孔状结构。在其他实施例中，所述连接槽还可以为封闭环状结构或者半封闭环状结构。

在同一所述支撑区上方，所述连接槽208的数量为一个或多个。本实施例中，以在同一所述支撑区上方，所述连接槽208的数量为两个作为示例。

参考图10，在所述牺牲层207表面以及所述连接槽208(参考图9)内形成第二电极板，其中，所述第二电极板包括填充于所述连接槽208内的连接部210、位于所述支撑区上方的牺牲层207上的支撑部211以及位于所述振动区上方的振动部209，且所述支撑部211与所述连接部210相连。

形成所述第二电极板的工艺步骤包括：形成填充满所述连接槽208的电极材料层，且所述电极材料层还位于所述牺牲层207上；图形化位于所述牺牲层207上的电极材料层，形成所述第二电极板。

本实施例中，所述第二电极板的材料为多晶硅。在其他实施例中，所述第二电极板的材料还可以掺杂的多晶硅。

所述连接部210位于所述第二电极板表面。本实施例中，所述连接部210位于所述顶层绝缘极板204表面，所述连接部210与所述第一电极板相接触，也就是说，所述第二电极板底部与所述第一电极板相接触。

由于顶层绝缘极板204以及导电极板203的材料致密度均较牺牲层207的材料致密度高，因此所述顶层绝缘极板204以及导电极板203性能更为稳定，所述第一电极板内部应力稳定性好，相应的与所述第一电极板相连的连接部210内部应力不会受到第一电极板内部应力的影响，因此所述第二电极板内部应力稳定，从而提高制造的MEMS器件的可靠性。

后续的工艺步骤包括，在所述支撑区的第一电极板上形成第一电极层，且所述第一电极层与所述第一电极板电连接；在所述支撑部上形成第二电极层，且所述第二电极层与所述第二电极板电连接。关于形成所述第一电极层和第二电极层的工艺步骤，以下将结合附图详细说明。

参考图11，刻蚀所述支撑区上方的牺牲层207，直至暴露出所述导电极板203表面，在所述牺牲层207内形成导电孔212。

本实施例中，在刻蚀所述牺牲层207暴露出所述顶层绝缘极板204之后，还刻蚀所述暴露出的顶层绝缘极板204直至暴露出导电极板203，形成所述导电孔212，以便后续形成与导电极板203电连接的第一电极层。

参考图12，形成覆盖所述牺牲层207远离所述振动区的侧壁的保护层213，且所述保护层213还覆盖第一电极板远离振动区的侧壁。

本实施例中，所述保护层213还覆盖所述导电孔212侧壁表面。

所述保护层213的材料与所述牺牲层207的材料不同。所述保护层213的作用在于：在后续刻蚀所述牺牲膜203以及牺牲层207以形成空腔的工艺步骤中，所述保护层213对所述支撑区的牺牲层207以及牺牲膜203提供保护作用，避免所述支撑区的牺牲层207以及牺牲膜203被刻蚀去除。

所述保护层213的材料为绝缘材料。本实施例中，所述保护层213的材料为氮化硅。在其他实施例中，所述保护层的材料还可以为氮化硅。

参考图13，在所述导电孔212(参考图12)底部形成第一电极层214；在所述支撑部215表面形成第二电极层215。

本实施例中，所述第一电极层214的材料为铝，所述第二电极层215的材料为铝。在其他实施例中，所述第一电极层的材料还可以为铜或者钨，所述第二电极层215的材料还可以为铜或者钨。

形成所述第一电极层214和第二电极层215的工艺步骤包括：在所述保护层213表面、第二电极板表面以及导电孔底部形成电极膜；对所述电极膜进行图形化处理，形成所述第一电极层214和第二电极层215。

参考图14，刻蚀位于所述振动区下方的基板200，在所述基板200内形成贯穿所述基板200厚度的背腔。

刻蚀所述基板200形成所述背腔，以暴露出所述振动区下方的粘附层201，为后续刻蚀去除振动区的粘附层201、牺牲膜205以及牺牲层207提供工艺基础。

本实施例中，形成所述背腔的工艺步骤包括：在所述基板200背面形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀去除所述振动区下方的基板200，形成所述背腔；去除所述图形化的光刻胶层。

接着，如图2所示，刻蚀去除所述振动区的牺牲膜205以及牺牲层207，所述支撑部211、振动部209、第一电极板以及连接部210围成空腔。

具体地，刻蚀所述背腔暴露出的粘附层201，以露出所述牺牲膜205底部；接着，刻蚀所述暴露出的牺牲膜205，以暴露出所述牺牲层207底部；刻蚀所述去除暴露出的牺牲层207，直至暴露出所述振动部209以及距离振动区最近的连接部210，形成所述空腔。

采用湿法刻蚀工艺，刻蚀所述振动区的牺牲膜205以及牺牲层207。

本实施例中，所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液体为氢氟酸溶液。

相较于以牺牲层作为生长基底形成第二电极板的方案而言，本实施例提供的MEMS器件的制造方法中，以更为稳定的第一电极板为生长基底形成第二电极板，第二电极板的底部(即连接部的底部)与第一电极板相接触，所述第二电极板内部应力不会受到影响，从而提高了制造的MEMS器件的可靠性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (20)

1.一种MEMS器件，其特征在于，包括：

第一电极板，所述第一电极板包括支撑区和振动区，且振动区的第一电极板内具有贯穿所述第一电极板厚度的开口；

位于所述支撑区的第一电极板上的牺牲层，且所述第一电极板的材料致密度大于所述牺牲层材料的致密度；

第二电极板，所述第二电极板包括贯穿所述牺牲层的连接部、位于所述支撑区上方的牺牲层上的支撑部以及位于所述振动区上方的振动部，所述支撑部与所述连接部以及第一电极板相连，所述连接部与所述第一电极板之间电绝缘，且所述第一电极板、振动部、支撑部以及连接部围成空腔；

位于所述支撑区的第一电极板上的第一电极层，且所述第一电极层与所述第一电极板电连接；

位于所述支撑部上的第二电极层，且所述第二电极层与所述第二电极板电连接。

2.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，所述连接部为柱状结构、封闭中空环状结构或者半封闭中空环状结构。

3.如权利要求1或2所述MEMS器件，其特征在于，在同一所述支撑区上方，所述连接部的数量为一个或多个。

4.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，在同一所述支撑区上方，所述连接部的数量为多个，其中，第一电极板、第二电极板与离所述振动区距离最近的连接部围成所述空腔。

5.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，所述第一电极板包括导电极板以及位于所述导电极板上的顶层绝缘极板；所述连接部位于所述顶层绝缘极板表面。

6.如权利要求5所述MEMS器件，其特征在于，所述第一电极板还包括，位于所述导电极板下方的底层绝缘极板。

7.如权利要求6所述MEMS器件，其特征在于，所述导电极板的材料为金属或者多晶硅；所述顶层绝缘极板的材料包括氮化硅、氮氧化硅或者氮碳氧化硅；所述底层绝缘极板的材料包括氮化硅、氮氧化硅或者氮碳氧化硅。

8.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，所述第一电极层与所述第二电极层分别位于所述振动部的相对两侧。

9.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，所述连接部与所述支撑部为一体结构。

10.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，还包括：位于所述振动区的第一电极板上的限位柱；保护层，所述保护层覆盖所述牺牲层远离所述振动区的侧壁，且还覆盖所述第一电极板远离所述振动区的侧壁。

11.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，还包括：贯穿所述牺牲层的导电孔，所述第一电极层位于所述导电孔底部。

12.如权利要求1所述MEMS器件，其特征在于，还包括：基板，所述基板具有贯穿所述基板厚度的背腔，所述第一电极板设置在所述基板上方，所述基板与第二电极板分别位于所述第一电极板相对的两侧，且所述背腔与所述空腔相连。

13.如权利要求12所述MEMS器件，其特征在于，还包括：位于所述基板与所述第一电极板之间的粘附层。

14.一种MEMS器件的制造方法，其特征在于，包括：

形成第一电极板，所述第一电极板包括支撑区和振动区，且所述振动区的第一电极板内具有贯穿所述第一电极板厚度的开口，所述开口内填充有牺牲膜；

在所述第一电极板上以及所述牺牲膜上形成牺牲层；

在所述支撑区上方的牺牲层内形成暴露出所述第一电极板的至少一个连接槽；

在所述牺牲层表面以及所述连接槽内形成第二电极板，其中，所述第二电极板包括填充于所述连接槽内的连接部、位于所述支撑区上方的牺牲层上的支撑部以及位于所述振动区上方的振动部，且所述支撑部与所述连接部相连；

刻蚀去除所述振动区的牺牲膜以及牺牲层，所述第一电极板、支撑部、振动部以及连接部围成空腔；

在所述支撑区的第一电极板上形成第一电极层，且所述第一电极层与所述第一电极板电连接；

在所述支撑部上形成第二电极层，且所述第二电极层与所述第二电极板电连接。

15.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述第一电极板包括导电极板以及位于所述导电极板上的顶层绝缘极板；形成所述连接槽的工艺步骤包括：刻蚀所述支撑区上方的牺牲层，直至暴露出所述顶层绝缘极板表面，形成所述连接槽。

16.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一电极层的工艺步骤包括：刻蚀所述支撑区上方的部分牺牲层，直至暴露出所述导电极板表面，在所述牺牲层内形成导电孔；在所述导电孔底部形成所述第一电极层。

17.如权利要求16所述的制造方法，其特征在于，在刻蚀所述振动区的牺牲膜以及牺牲层之前，还包括步骤：形成覆盖所述牺牲层远离所述振动区的侧壁的保护层，且所述保护层还覆盖所述第一电极板远离振动区的侧壁，所述保护层还覆盖所述导电孔侧壁表面。

18.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，形成所述第二电极板的工艺步骤包括：形成填充满所述连接槽的电极材料层，且所述电极材料层还位于所述牺牲层上；图形化位于所述牺牲层上的电极材料层，形成所述第二电极板。

19.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述振动区的第一电极板上具有限位柱，且在形成所述空腔之前，所述限位柱位于所述牺牲层内；

形成所述牺牲膜、限位柱以及牺牲层的工艺步骤包括：形成填充满所述开口的初始牺牲膜，所述初始牺牲膜还覆盖第一电极板顶部；去除位于所述第一电极板顶部的初始牺牲膜，形成所述牺牲膜；在形成所述初始牺牲膜之前或者形成所述牺牲膜之后，在所述振动区的第一电极板上形成限位柱；

形成覆盖所述第一电极板上表面、限位柱以及所述牺牲膜的所述牺牲层。

20.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，在形成所述第一电极板之前，还包括：提供基板；在所述基板上形成所述第一电极板；

在形成所述第二电极板之后、形成所述空腔之前，还包括步骤：刻蚀位于所述振动区下方的基板，在所述基板内形成贯穿所述基板厚度的背腔；在形成所述背腔之后，刻蚀所述背腔暴露出的牺牲膜以及牺牲层，形成所述空腔。

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