本技術(shù)涉及半導(dǎo)體，特別是涉及一種mems器件及其制備方法及mems微鏡。

背景技術(shù)：

1、mems微鏡是一種mems器件，是一種基于微機(jī)電系統(tǒng)(micro?electro?mechanicalsystem，mems)技術(shù)制造而成的微小可驅(qū)動(dòng)反射鏡。它可以在驅(qū)動(dòng)作用下對(duì)光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)、調(diào)制、開啟閉合及相位控制。mems微鏡具有重量輕，體積小，易于大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低，光學(xué)、機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)優(yōu)異的特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于投影、顯示、光通信、激光雷達(dá)等場景中。

2、隨著對(duì)mems微鏡的功能和性能的要求不斷提升，對(duì)器件的可動(dòng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度也提出了更高的要求。目前，本領(lǐng)域主要通過對(duì)可動(dòng)結(jié)構(gòu)背部執(zhí)行額外的刻蝕工藝，減輕可動(dòng)結(jié)構(gòu)的重量，以實(shí)現(xiàn)更大的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。且刻蝕后，會(huì)在可動(dòng)結(jié)構(gòu)的背部形成加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，在減輕可動(dòng)結(jié)構(gòu)的重量的同時(shí)，不犧牲器件剛性。

3、為了實(shí)現(xiàn)更高性能要求，在加工過程中，通常通過減薄晶圓厚度來減小加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的厚度，以進(jìn)一步減輕可動(dòng)結(jié)構(gòu)的重量，但極薄晶圓在加工過程中極難處理，容易碎裂，很難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。目前，本領(lǐng)域通過僅減薄位于可動(dòng)結(jié)構(gòu)區(qū)域的晶圓的厚度，使得加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的厚度減小，而晶圓整體的厚度不變，在保障器件的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了更好的性能。但是，在工藝制程上仍有許多問題需要克服，產(chǎn)品的可靠性以及良率仍然有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)實(shí)施例為解決背景技術(shù)中存在的至少一個(gè)問題而提供一種mems器件及其制備方法、mems微鏡。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種mems器件的制備方法，包括：

3、提供襯底，所述襯底包括彼此相對(duì)的第一表面和第二表面，所述襯底包括從所述第一表面至所述第二表面的方向依次層疊的第一半導(dǎo)體材料層、第一介質(zhì)層、第二半導(dǎo)體材料層、第二介質(zhì)層、以及第三半導(dǎo)體材料層，所述第一介質(zhì)層包括掩膜部，所述掩膜部包括掩膜區(qū)和非掩膜區(qū)；

4、在所述第二表面?zhèn)刃纬善骷Y(jié)構(gòu)層，所述器件結(jié)構(gòu)層的至少部分用于形成可動(dòng)結(jié)構(gòu)；

5、在所述第一表面?zhèn)葘?duì)所述第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行刻蝕，以形成暴露所述第一介質(zhì)層的所述掩膜部的第一凹槽；

6、以所述第一介質(zhì)層的位于所述掩膜區(qū)的部分為掩膜，通過所述第一凹槽進(jìn)行刻蝕，以在所述第二半導(dǎo)體材料層中形成暴露所述第二介質(zhì)層的多個(gè)第二凹槽，所述第二半導(dǎo)體材料層的位于相鄰兩所述第二凹槽之間的部分被保留以形成加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，在垂直于所述第一表面和所述第二表面的方向上，所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)位于所述可動(dòng)結(jié)構(gòu)的投影范圍內(nèi)。

7、結(jié)合本技術(shù)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，所述提供襯底包括：

8、提供所述第一半導(dǎo)體材料層；

9、在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成所述第一介質(zhì)層；

10、對(duì)所述第一介質(zhì)層的所述掩膜部執(zhí)行圖案化工藝，去除所述第一介質(zhì)層的位于所述非掩膜區(qū)的部分，保留所述第一介質(zhì)層的位于所述掩膜區(qū)的部分；

11、在執(zhí)行圖案化工藝后的所述第一介質(zhì)層上設(shè)置所述第二半導(dǎo)體材料層。

12、結(jié)合本技術(shù)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，形成所述第一凹槽和形成所述第二凹槽在同一刻蝕工序中先后實(shí)現(xiàn)。

13、結(jié)合本技術(shù)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的第一端的面積小于所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的第二端的面積，所述第一端為所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)離所述第二介質(zhì)層的一端，所述第二端為所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的靠近所述第二介質(zhì)層的一端。

14、結(jié)合本技術(shù)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述第二端的夾角的范圍為50°至60°，所述側(cè)壁連接所述第一端和所述第二端。

15、結(jié)合本技術(shù)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，形成所述第二凹槽的工藝包括濕法刻蝕工藝。

16、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種mems器件，采用如第一方面任意一項(xiàng)所述的mems器件的制備方法制備得到。

17、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種mems微鏡，包括：

18、襯底，包括彼此相對(duì)的第一表面和第二表面，所述襯底包括從所述第一表面至所述第二表面的方向依次層疊的第一半導(dǎo)體材料層、第一介質(zhì)層、第二半導(dǎo)體材料層、第二介質(zhì)層、以及第三半導(dǎo)體材料層；

19、鏡面和線圈，位于所述第一表面?zhèn)龋?/p>

20、第一凹槽，位于所述第一半導(dǎo)體材料層中且貫穿所述第一半導(dǎo)體材料層；

21、多個(gè)第二凹槽，位于所述第二半導(dǎo)體材料層中且貫穿所述第二半導(dǎo)體材料層，所述第二凹槽與所述第一凹槽連通；

22、所述第二半導(dǎo)體材料層的位于相鄰兩所述第二凹槽之間的部分被保留以形成加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，在垂直于所述第一表面和所述第二表面的方向上，所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)位于所述鏡面和所述線圈的投影范圍內(nèi)；其中，所述第一介質(zhì)層覆蓋所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的第一端，所述第一端為所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)離所述第二介質(zhì)層的一端。

23、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種mems微鏡，包括：

24、襯底，包括彼此相對(duì)的第一表面和第二表面，所述襯底包括從所述第一表面至所述第二表面的方向依次層疊的第一半導(dǎo)體材料層、第一介質(zhì)層、第二半導(dǎo)體材料層、第二介質(zhì)層、以及第三半導(dǎo)體材料層；

25、鏡面和線圈，位于所述第一表面?zhèn)龋?/p>

26、第一凹槽，位于所述第一半導(dǎo)體材料層中且貫穿所述第一半導(dǎo)體材料層；

27、多個(gè)第二凹槽，位于所述第二半導(dǎo)體材料層中且貫穿所述第二半導(dǎo)體材料層，所述第二凹槽與所述第一凹槽連通；

28、所述第二半導(dǎo)體材料層的位于相鄰兩所述第二凹槽之間的部分被保留以形成加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，在垂直于所述第一表面和所述第二表面的方向上，所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)位于所述鏡面和所述線圈的投影范圍內(nèi)；

29、其中，所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的第一端的面積小于所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的第二端的面積，所述第一端為所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)離所述第二介質(zhì)層的一端，所述第二端為所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的靠近所述第二介質(zhì)層的一端。

30、結(jié)合本技術(shù)的第四方面，在一可選實(shí)施方式中，所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述第二端的夾角的范圍為50°至60°，所述側(cè)壁連接所述第一端和所述第二端。

31、本技術(shù)實(shí)施例所提供的mems器件的制備方法及采用該方法制備得到的mems器件，通過第二半導(dǎo)體材料層的厚度來定義加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的厚度，相比于通過刻蝕工藝來形成具有一定厚度的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，降低了刻蝕工藝的精確度和穩(wěn)定性對(duì)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)厚度的均勻性的影響，使得加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)厚度的均勻性更好，有利于提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和良率；通過第二半導(dǎo)體材料層的厚度來定義加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的厚度，而襯底中未形成第一凹槽的部分可以作為支撐結(jié)構(gòu)，從而可以實(shí)現(xiàn)既滿足器件的可動(dòng)結(jié)構(gòu)所在的部分厚度較小，又保證器件的剛性需求，降低碎裂的風(fēng)險(xiǎn)；在形成第一凹槽時(shí)，第一介質(zhì)層可以作為刻蝕停止層，降低工藝難度；在形成第二凹槽時(shí)，第一介質(zhì)層的位于掩膜區(qū)的部分作為掩膜，不需要在形成第一凹槽后執(zhí)行對(duì)掩膜層進(jìn)行圖案化的步驟，降低了工藝難度，節(jié)省了工藝流程；并且，在形成可動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，襯底中的第一半導(dǎo)體材料層、第一介質(zhì)層、第二半導(dǎo)體材料層、第二介質(zhì)層、以及第三半導(dǎo)體材料層可以為可動(dòng)結(jié)構(gòu)提供很好的機(jī)械支撐，避免先形成加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)后形成器件結(jié)構(gòu)層造成的支撐強(qiáng)度差、器件容易碎裂的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的良率。

32、本技術(shù)實(shí)施例提供的mems微鏡，加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)為第二半導(dǎo)體材料層的位于相鄰兩第二凹槽之間的部分，通過第二半導(dǎo)體材料層的厚度來定義加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的厚度，并且第一介質(zhì)層覆蓋加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的第一端，保障了加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)厚度的均勻性，有利于提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和良率。

33、本技術(shù)實(shí)施例提供的mems微鏡，加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)為第二半導(dǎo)體材料層的位于相鄰兩第二凹槽之間的部分，通過第二半導(dǎo)體材料層的厚度來定義加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的厚度，使得加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)厚度的均勻性更好，有利于提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和良率；加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的第一端的面積小于加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的第二端的面積，在保障加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，減小加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的重量，提升了器件的抗沖擊性。

34、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實(shí)踐了解到。