支撑结构和形成支撑结构的方法
支撑结构和形成支撑结构的方法
【技术领域】
[0001]各个实施例涉及一种用于将隔膜固定至载体的渐变结构以及一种用于制造渐变结构的方法。
【背景技术】
[0002]制造能够承受高物理位移的重复周期循环的薄的隔膜的能力对于生产以及进一步小型化多种微机电系统(MEMS)换能器至关重要。这些MEMS换能器系统集成在便携式电子装置的大范围阵列中。在大多数使用这些MEMS换能器系统的便携式电子装置中，小型化对于商业成功至关重要。许多这些系统，特别是基于由于接收到信号或电输入而导致的隔膜偏转的探测和/或产生的换能器，需要非常薄的隔膜悬置在数个支撑结构之间以便于操作。
【发明内容】
[0003]根据各个实施例，公开了一种用于将隔膜固定至载体的结构。结构可以包括:载体；悬置结构；以及配置成将悬置结构固定至载体的保持结构。保持结构可以具有圆化的凹陷形状，以及保持结构的锥形侧面可以物理地连接至悬置结构。
【附图说明】
[0004]在附图中，相同附图标记通常在全部不同视图中涉及相同部件。附图无需按照比例绘制，替代地通常着重点在于示出本发明的原理。在以下说明书中，参照以下附图描述了本发明的各个实施例，其中:
[0005]图1A示出了 MEMS麦克风的剖视图；
[0006]图1B示出了用于处理通过用于将隔膜固定至载体的固定机制而施加在隔膜上应力的当前可应用策略的靠近剖视图。当前技术方案包括使用具有不同刻蚀速率的至少两种材料，使得当刻蚀材料时，产生了由此减小隔膜上应力的狭长锥形结构。
[0007]图2示出了根据各个实施例的结构。
[0008]图3示出了根据各个实施例的结构。
[0009]图4示出了其中如图2所示多个结构已经形成在彼此之上以产生多隔膜堆叠结构的实施例。
[0010]图5示出了显示了根据各个实施例的形成结构的方法的流程图。
[0011]图6示出了根据各个实施例的MEMS压力传感器或压力感测系统的剖视图。
[0012]图7示出了根据各个实施例的MEMS扬声器或扬声器系统的剖视图。
【具体实施方式】
[0013]以下详细说明书涉及附图，借由示例示出了其中可以实施本发明的具体细节和实施例。
[0014]词语“示例性”在此用于意味着“用作示例、实例或说明”。在此描述作为“示例性”的任何实施例或设计不必构造为在其他实施例或设计之上的优选或有利的实施例或设计。
[0015]关于形成在侧边或表面“之上”的沉积材料而使用的词语“在……之上”可以在此用于意味着沉积的材料可以直接形成在所指的侧边或表面上，例如与其直接接触。关于形成在侧边或表面“之上”的沉积材料使用的词语“在……之上”可以在此用于意味着沉积的材料可以间接形成在所指侧边或表面上，具有一个或多个额外的层设置在所指的侧边或表面与沉积的材料之间。
[0016]各个实施例通常涉及一种用于在载体上固定隔膜而同时减小了在固定点处施加在隔膜上应力的结构，以及一种用于形成固定结构的方法。
[0017]图1A是MEMS麦克风10的透视剖视图的示意图。在MEMS麦克风10中，有源区域可以包括非常薄(例如具有数百纳米的厚度)的隔膜100，以及悬置在形成于衬底104中空腔105之上的相反电极102。
[0018]在MEMS麦克风10中，衬底104可以是半导体衬底，例如衬底包括硅、锗、硅锗、氮化镓、砷化镓、或适用于给定应用的其他单质和/或化合物半导体(例如诸如砷化镓或磷化铟之类的II1-V化合物半导体，或者I1-VI化合物半导体，或者三元化合物半导体或四元化合物半导体)或基本上由其组成。
[0019]在MEMS麦克风10的各个实施例中，隔膜100可以是半导体隔膜，例如硅、多晶硅、和/或氮化硅隔膜。隔膜100可以包括对于给定应用必需的各个其他半导体材料或者基本由其构成。此外，隔膜100可以至少部分地金属化。
[0020]在MEMS麦克风10的各个实施例中，相反电极102可以至少部分地包括半导体材料(例如硅)或者基本上由其构成，半导体材料可以至少部分地金属化。在一些实施例中，相反电极102可以是金属或者可以包括金属层，例如铜或铜层。
[0021]可以从衬底104的背侧104a刻蚀出具有隔膜100的MEMS麦克风10，其中背侧104a可以与其上提供了相反电极102的侧边(其可以称作衬底104的前侧104b)相对。相反电极102可以非常薄，例如具有在从约10nm至约I μ m的范围中的厚度，例如在从约10nm至约250nm的范围中，例如在从约250nm至约500nm的范围中，例如在从约500nm至约I μπι的范围中。冲击在隔膜100上的声学波可以使得隔膜100振荡。可以通过测量由于隔膜100的振荡引起的电容改变而探测声学波。换言之，当隔膜100和相反电极102之间的距离可以改变时，产生的电容也可以改变。MEMS麦克风10的性能可以取决于空腔105的体积和形状，空腔由暴露了隔膜100的背侧10a的衬底104的背侧104a所形成，也即与隔膜100的前侧10b相对的、声学波冲击其上的侧边。阻碍MEMS麦克风10小型化的一个障碍可以是在振荡期间施加在隔膜100上的应力，例如在隔膜100安装(换言之固定)至衬底104的固定点处。这可以导致隔膜断裂以及MEMS麦克风10的早期故障。应力可以特别关注在固定点107处，在此隔膜100固定至衬底104。
[0022]如图1B所示，用于减小在固定点107处应力的当前可应用的策略和装置涉及锥形支撑结构，其包括或者基本上由两个或多个材料例如108和110构成，具有不同的刻蚀速率，以使得当刻蚀材料时形成锥形。
[0023]第一隔膜支撑材料110可以具有范围从10nm至800nm，例如从10nm至250nm，例如从250nm至500nm，例如从500nm至800nm的厚度。第二隔膜支撑材料108可以具有范围从150nm至300nm的厚度。第一隔膜支撑材料110可以是氧化硅Si02。第二隔膜支撑材料108可以是氮氧化硅(S1N)。结果可以是产生了包括氧化物(S12)和氮氧化物的两层结构。如果使用各种各向同性的湿法刻蚀技术，S12的刻蚀速率将高于S1N的刻蚀速率。该工艺方法的一个可能结果是S1N的三角形悬垂突出112，如图1B所示。
[0024]在如图1B所示的配置中，隔膜115通常具有范围从250nm至400nm的厚度。
[0025]由隔膜支撑结构108和110构成的锥形支撑结构通过将压力分布至两个较低压力区域106中，减轻了在固定点107处在隔膜115上的初始应力。然而，在较低压力区域106中突然转变和/或角部或边缘仍然呈现了其中应力可以施加在隔膜115上的区域。
[0026]当前的公开可以提供用于将薄的隔膜贴附至衬底或载体的改进的夹持和/或支撑结构。当前公开也可以提供用于制造改进的夹持装置的方法。本公开的夹持装置可以消除存在于当前可应用技术方案中的突然转变或边缘，例如通过实施具有逐渐弯曲的、凹陷的、锥形形状的支撑结构，替代了当前工艺和/或技术可应用的尖锐的、有角的锥形形状。根据各个实施例提供的结构和方法可以减小或者消除存在于当前隔膜夹持技术中的至少一些缺点。
[0027]根据各个实施例，公开了一种用于在MEMS换能器或换能器系统中将隔膜夹持或固定至载体的结构。
[0028]根据各个实施例，用于将隔膜100夹持或者固定至衬底104(换言之载体)的结构可以是形成在载体104上的保持结构202，如图2所示。
[0029]根据各个实施例，保持结构202的至少一侧可以具有锥形、凹陷形状，如图3所示。如果隔膜100由于给定的力、例如声音波而偏转或形变，保持结构202的锥形、凹陷形状可以减轻有保持结构202在隔膜偏转期间施加在隔膜100上的任何应力。例如，如果锥形结构实施在MEMS麦克风中，当隔膜100沿方向Fl振荡并且形变时，由于入射的声音波，由保持结构202施加在隔膜100上的任何应力可以分布在弯曲表面Cl之上，而不是如当前可应用技术方案的集中在少数高应力区域中。
[0030]保持结构202可以借由各种制造技术而沉积在载体104上，例如物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延、以及原子层沉积。根据各个实施例，载体104可以包括对于给定应用合适的材料或者可以基本由其构成，例如半导体材料，半导体材料诸如包括锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、砷化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、氧化铟镓锌、或其他单质和/或化合物半导体或基本由其构成。载体104也可以包括其他材料或者材料的组合，例如对于给定应用合适的各种电介质、金属和聚合物。载体104可以进一步包括例如玻璃、和/或各种聚合物或基本由其构成。根据至少一个实施例，载体104可以是绝缘体上硅(SOI)载体。
[0031]根据各个实施例，保持结构202的厚度Tl可以例如在从约10nm至I μπι的范围中，例如从约10nm至250nm，例如从约250nm至500nm，例如从约500nm至I μπι。根据至少一个实施例，隔膜100可以在保持结构202沉积在载体104上之后而沉积至保持结构202上。悬置结构100可以通过各种制造技术沉积至保持结构202上，例如物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延、和原子层沉积。
[0032]根据各个实施 例，隔膜100的厚度Τ2可以例如在从约300nm至I μπι，例如从约300nm至400nm，例如从约400nm至500nm，例如从约500nm至Iym的范围中。
[0033]根据各个实施例，隔膜100可以是半导体隔膜，例如硅隔膜。隔膜100可以包括或者基本由对于给定应用必需的各种其他半导体构成。例如，隔膜100可以包括锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、砷化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、氧化铟镓锌、或其他单质和/或化合物半导体或者基本由其构成。
[0034]根据各个实施例，隔膜100可以包括介电材料、压电材料、压阻材料、铁电材料和各种金属或者基本由其构成，或者可以包括介电材料、压电材料、压阻材料、铁电材料和各种金属的至少一种。
[0035]根据各个实施例，可以通过不会刻蚀隔膜100的刻蚀工艺获得保持结构202的凹陷、锥形形状。可以通过改变保持结构202的材料组成使得在保持结构202上点El处刻蚀速率低于在点E2处刻蚀速率，来实现这种连续改变和/或渐变刻蚀工艺。各种刻蚀技术可以用于获得保持结构202的锥形形状，例如各向同性气相刻蚀、蒸气刻蚀、湿法刻蚀、各向同性干法刻蚀、等离子刻蚀等等。例如，可以通过其中保持结构202的刻蚀速率在材料中不恒定的刻蚀速率而获得保持结构202的凹陷、锥形形状。可以通过设计组成氮氧化硅化合物的保持结构202并且采用氢氟酸刻蚀保持结构202而同时改变或者分级渐变氮氧化硅中氮含量X以使得氮氧化硅的化学组成可以由SiCVxNx而限定从而获得该效果。根据各个实施例，可以通过使用各种制造技术(例如物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延、和原子层沉积)具有改变氮含量的氮化硅化合物。例如，通过控制和/或改变待沉积材料的氮含量，沉积的氮氧化硅材料可以具有在材料中连续地改变和/或分级渐变的氮含量，例如范围从在点E2处的低氮含量至在点El处的高氮含量。在各个实施例中，在点E2处的低氮含量可以在从约0%至约100%的范围中，例如在从约40%至约80%的范围中。此外，在点El处的较高氮含量可以在从约50%至约100%的范围中，例如在从约10%至约50%的范围中。
[0036]保持结构因此示意性地可以包括第一材料以及不同于第一材料的第二材料。在第一材料中的第二材料的浓度可以根据在第一材料内相对于载体的位置而连续地改变。
[0037]根据各个实施例，保持结构202的点El可以设置在保持结构202的顶表面202b处，换言之，根据各个实施例，点El可以位于可以固定至保持结构202的在隔膜100的背侧10a的部分中。根据各个实施例，保持结构202的点El可以设置在保持结构202的侧边上，其可以悬置和/或由隔膜100封闭并且邻近空腔105，也即保持结构202的可以最接近空腔105的侧边和/或面。
[0038]根据各个实施例，保持结构202中点E2可以设置在保持结构202的底表面202a处，换言之，根据各个实施例，点E2可以位于保持结构202的固定至衬底104的前侧104b的部分中。根据各个实施例，保持结构202的点E2可以设置在保持结构202的侧边上，其可以悬置和/或由隔膜100封闭并且邻接空腔105，也即保持结构202的可以最接近空腔105的侧边和/或面。
[0039]根据各个实施例，许多不同半导体材料可以与如上所述可变刻蚀速率结合使用。例如，可以通过设计由硅锗、砷化镓、碳化硅、氮化镓、砷化镓、铟和其他单质和/或化合物半导体中的至少一种构成的保持结构202并且随后采用各种各向异性湿法刻蚀剂来刻蚀化合物从而获得如上所述的锥形形状，各种各向异性湿法刻蚀剂诸如各种磷酸溶液、诸如例如氢氟酸、各种氧化物溶液、例如羟化四甲铵和乙二胺邻苯二酚。可以同样通过使用各种各向同性试剂而刻蚀半导体材料。根据各个实施例，等离子刻蚀也可以用于如上所述的可变刻蚀速率工艺中。根据各个实施例，可以通过由各种其他材料构成保持结构202而获得如上所述的锥形形状，其他材料例如金属材料、各种金属合金和/或化合物材料、以及对于给定应用可以需要的各种单质金属。
[0040]根据各个实施例，可以通过由数种不同的材料(每一种具有轻微不同刻蚀速率)构成保持结构202并且设置材料以使得当刻蚀时可以形成如上所述锥形形状来获得如上所述的锥形形状。换言之，保持结构202可以实施为多个不同材料的复合和/或层叠结构的类型，其中复合结构中每种材料可以具有与用于实施复合结构的其他材料稍微不同的刻蚀速率。根据各个实施例，可以必需仅一类刻蚀剂和/或仅单个刻蚀步骤以将保持结构202成形为如上所述的锥形形状。在其中保持结构202可以实施为复合结构类型的各个实施例中，可以通过在复合结构中设置各种材料以使得当刻蚀时获得锥形形状而实现如上所述锥形形状。在各个实施例中，保持结构202可以实施为复合结构的类型，可以通过使用各种制造技术而产生复合结构，各种制造技术例如物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延、以及原子层沉积。
[0041]根据各个实施例，如图3所示，在已经形成了渐变保持结构202之后，施加在隔膜100上的应力可以分布或者分配在弯曲区段Cl的整个跨距之上，而非如各种当前可应用技术的集中在应力区域16中。渐变保持结构202可以实施为圆化拱形或拱状支撑结构的类型。
[0042]根据各个实施例，如图4所示，另一渐变保持结构402可以形成在隔膜100的前侧10b上，并且另一隔膜400可以形成在另一保持结构402的顶侧402a上。另一保持结构402可以通过如上所述用于形成保持结构202的类似工艺而形成。例如，可以配置另一保持结构402的材料组成，使得在保持结构402上点E3和E5处的刻蚀速率分别低于在点E4处的刻蚀速率。
[0043]根据各个实施例，另一保持结构402的点E3可以设置在另一保持结构402的顶侧402a处，换言之，根据各个实施例，点E3可以位于另一保持结构402的可以固定至另一隔膜400的背侧400a的部分中。根据各个实施例，另一保持结构402的点E3可以设置在另一保持结构402的侧边上，另一保持结构402可以由另一隔膜400悬置并且可以分别由隔膜100的前侧10b和另一隔膜400的背侧400a支托和/或可以位于它们之间。
[0044]根据各个实施例，另一保持结构402的点E5可以设置在隔膜100的前侧10b处，换言之，根据各个实施例，点E5可以位于另一保持结构402的可以固定至隔膜100的前侧10b的部分中。根据各个实施例，另一保持结构402的点E5可以设置在另一保持结构402的侧边上，另一保持结构402可以由另一隔膜400悬置并且可以分别由隔膜100的前侧10b和另一隔膜400的背侧400a支托和/或可以位于它们之间。
[0045]根据各个实施例，另一保持结构402的点E4可以设置在另一保持结构402的可以最靠近空腔105的表面上的点E3和E5之间的给定点处。例如，根据各个实施例，点E4可以与点E3或E5共位置；根据各个实施例，E4可以等距位于点E3和E5之间；根据各个实施例，点E4可以根据给定应用需要的在另一保持结构402上位于点E3和E5之间任何点处。根据各个实施例，点E4可以位于另一保持结构402的一部分中，其可以设置在由另一隔膜400悬置的另一保持结构402的侧边上，并且可以分别由隔膜100的前侧10b和另一隔膜400的背侧400a支托和/或可以在它们之间。
[0046]根据各个实施例，如图4所示，另一渐变保持结构402和另一隔膜400可以实施为与渐变保持结构202和隔膜100结合的堆叠和/或堆叠结构。根据各个实施例，额外的保持结构和隔膜(未示出)可以通过使用与如上所述类似的方法而添加支该堆叠结构。根据各个实施例，堆叠结构可以包含根据给定应用所需的许多额外保持结构和隔膜。
[0047]根据各个实施例，如图3所示，弯曲区段Cl可以限定作为圆形或基本上圆形形状的区段。在各个实施例中，弯曲区段Cl可以是椭圆或基本上椭圆形状的区段。在各个实施例中，弯曲区段Cl可以是抛物形或基本上形状为抛物线。在各个实施例中，弯曲区段Cl可以是双曲形或基本上形状为双曲线。在各个实施例中，区段Cl的曲率半径可以根据所需调整以限定对于给定应用的形状。
[0048]根据各个实施例，保持结构202可以实施在MEMS结构中，例如在锚定的MEMS结构中。
[0049]根据各个实施例，保持结构202可以实施在MEMS麦克风或麦克风系统中。
[0050]根据各个实施例，如图5所述，公开了一种在载体上形成保持结构以支撑悬置结构的方法500。方法500可以包括，如步骤502中所示，在载体之上形成悬置结构；如步骤504所示，形成保持结构以将悬置结构固定至载体；方法500可以进一步包括，如步骤506所示，成形保持结构以使其具有凹陷形状。方法500可以进一步包括，如步骤508所示，设置保持结构以使得保持结构的锥形侧边可以物理地连接至悬置结构。
[0051]根据各个实施例，保持结构202可以实施在MEMS压力传感器或压力感测系统中。例如，如图6所示，MEMS压力传感器配置结构600可以使用具有在其中形成压力空腔604的衬底结构602 ;悬置在压力空腔604之上的隔膜板元件606 ;以及同样悬置在压力空腔604之上并且设置以使其平行于隔膜板元件606的参考元件608 ;以形成可变电容器，其可以探测由于在隔膜板元件606的区域之上施加的压力而引起隔膜板元件606的偏转。在该 类型MEMS压力传感器中隔膜板元件606可以经受与隔膜100所经历的类似类型应力(如上所述)，特别是在其中隔膜板可以安装或固定至衬底结构的区域中。
[0052]在各个实施例中，结构可以配置作为扬声器，例如MEMS扬声器系统，其可以有源地驱动。以下将更详细解释。
[0053]根据各个实施例，保持结构202可以实施在MEMS扬声器或扬声器系统中。例如，如图7所示，MEMS扬声器组件700可以包括从在衬底结构706中形成的支撑结构704悬置的可移动振荡器元件702 (换言之隔膜)。MEMS扬声器组件可以进一步包括贴附至所述振荡器元件702并且由支撑层710所支撑的磁性材料708，以及可以围绕磁性材料708的导电线圈712。如果电流流过所述导电线圈712，则磁性材料708可以位移。导电线圈712中所述电流的幅度和/或方向确定了磁性材料708可以位移的范围。磁性材料708的位移可以使得振荡器元件702移动，并且移动可以产生具有足以由人耳探测到的幅度和合适频率的声音波。在MEMS扬声器中，振荡器元件702可以由于当操作装置时振荡而经受应力。这可以使得振荡器元件702经受与隔膜100所经历的类似类型应力(如上所述)，特别是在其中振荡器元件可以安装或固定至衬底结构中支撑层的区域中。在另一示例(未示出)中，MEMS扬声器组件700可以实施为压电微扬声器。典型的压电微扬声器可以包含悬置在压力空腔之上的隔膜结构。隔膜结构可以包括压电传动器材料，诸如例如AlN或PZT。当电压施加在压电传动器之上时，其形变和/或振动并且产生声音波。该振动可以使得隔膜结构经受与隔膜100所经历的类似类型应力(如上所述)，特别是在其中隔膜结构可以安装或者固定在压力空腔边缘处的区域中。
[0054]根据各个实施例，保持结构202可以实施在各种MEMS开关或开关系统中。
[0055]根据各个实施例，公开了一种结构。结构可以包括载体104，悬置结构100，以及配置成固定或贴附悬置结构100至载体104的保持结构202，其中保持结构202可以具有凹陷形状，并且保持结构202的锥形侧边202c可以物理地连接至悬置结构100。
[0056]根据各个实施例，保持结构202的表面固定至载体104的表面。在至少一个实施例中，保持结构202的底表面202a可以固定至载体104的顶表面104a。
[0057]根据各个实施例，悬置结构100的表面固定至保持结构202的表面。在各个实施例中，悬置结构100的背侧10a可以固定至保持结构202的顶表面202b。
[0058]在各个实施例中，载体104可以是半导体衬底。
[0059]在各个实施例中，载体104可以是绝缘体上硅(SOI)衬底。
[0060]在各个实施例中，载体104可以是玻璃衬底。
[0061]在各个实施例中，保持结构202进一步包括第一材料和第二材料。在各个实施例中，第一材料中第二材料的浓度可以根据第一材料内相对于载体104的位置而连续改变。
[0062]在各个实施例中，第一材料和第二材料的至少一个可以是半导体材料。
[0063]在各个实施例中，第一材料和第二材料的至少一个可以是介电材料。
[0064]根据各个实施例，第一材料和第二材料的至少一个可以是金属。
[0065]根据各个实施例，悬置结构100可以是隔膜材料。
[0066]根据各个实施例，隔膜材料可以是半导体隔膜材料。
[0067]根据各个实施例，隔膜材料可以是铁电隔膜材料。
[0068]根据各个实施例，隔膜材料可以是压电隔膜材料。
[0069]根据各个实施例，公开了一种在载体104上形成保持结构202以支撑悬置结构100的方法。方法可以包括在载体104之上形成悬置结构100 ;形成保持结构202以将悬置结构100固定至载体104 ;其中保持结构202具有凹陷形状和保持结构202的锥形侧边，并且可以物理地连接至悬置结构100。
[0070]根据各个实施例，方法可以包括在保持结构202上形成了悬置结构100之后成形保持结构202。
[0071]根据各个实施例，方法可以包括通过刻蚀工艺以使得刻蚀工艺不刻蚀悬置结构100而成形保持结构202。
[0072]根据各个实施例，方法可以包括由第一材料和第二材料确定保持结构202的形状，其中第二材料被引入(例如被扩散进入)第一材料中，并且第二材料在第一材料中的浓度根据第一材料内相对于载体104的位置连续地改变。在各个实施例中，保持结构202可以在组成上渐变。在各个实施例中，保持结构202可以实现弯曲刻蚀，换言之不同区域相对于相同刻蚀剂具有不同刻蚀速率。在各个实施例中，保持结构202可以包括两种或更多材料的组成以提供在组成上渐变的保持结构202。保持结构202可以例如包括或基本上由氧化硅(S1x)和/或氮化硅(SixNy)和/或氮氧化硅(具有改变的X和y的S1xNy)构成。
[0073]在各个实施例中，提供了一种结构。结构可以包括载体，悬置结构，以及配置成将悬置结构固定至载体的保持结构。保持结构可以在组成上渐变。
[0074]尽管已经参照具体实施例特别地示出并描述了本公开，本领域技术人员应该理解的是，可以不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围对形式和细节做出各种改变。本公开的范围因此由所附权利要求指示，并且意在包括落入权利要求的含义和等价范围内的所有改变。
【主权项】
1.一种结构，包括: 载体； 悬置结构； 保持结构，配置成将所述悬置结构固定至所述载体； 其中所述保持结构具有凹陷形状； 其中所述保持结构的锥形侧边物理地连接至所述悬置结构。2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述保持结构的表面固定至所述载体的表面。3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述悬置结构的表面固定至所述保持结构的表面。4.根据权利要求1所述的结构，其中，所述载体包括半导体衬底。5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述载体包括绝缘体上硅衬底。6.根据权利要求1所述的结构，其中，所述载体包括玻璃衬底。7.根据权利要求1所述的结构，其中，所述保持结构在组成上渐变。8.根据权利要求1所述的结构，其中，所述保持结构包括具有改变组成的材料。9.根据权利要求1所述的结构，其中，所述保持结构包括第一材料以及与所述第一材料不同的第二材料；其中所述第二材料在所述第一材料中的浓度根据所述第一材料内相对于所述载体的位置而连续地变化。10.根据权利要求1所述的结构，其中，所述悬置结构包括隔膜材料。11.根据权利要求10所述的结构，其中，所述隔膜材料包括半导体隔膜材料。12.—种结构，包括: 载体； 悬置结构； 保持结构，配置成将所述悬置结构固定至所述载体； 其中所述保持结构在组成上渐变。13.根据权利要求12所述的结构，其中，所述保持结构的表面固定至所述载体的表面；以及其中所述悬置结构的表面固定至所述保持结构的表面。14.根据权利要求12所述的结构，其中，所述载体包括半导体衬底。15.根据权利要求12所述的结构，其中，所述悬置结构包括隔膜材料。16.根据权利要求12所述的结构，其中，所述隔膜材料包括半导体隔膜材料。17.一种形成结构的方法，所述方法包括: 在载体之上形成悬置结构； 形成保持结构以将所述悬置结构固定至所述载体； 其中所述保持结构具有凹陷形状； 其中所述保持结构的锥形侧边物理地连接至所述悬置结构。18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括:成形所述保持结构以使其具有凹陷形状。19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括:设置所述保持结构以使得所述保持结构的锥形侧边物理地连接至所述悬置结构。20.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述保持结构上形成了所述悬置结构之后成形所述保持结构。21.根据权利要求19所述的方法，其中，借由使得刻蚀工艺不刻蚀所述悬置结构的刻蚀工艺成形所述保持结构。22.根据权利要求19所述的方法，其中，由第一材料以及不同于所述第一材料的第二材料确定所述保持结构的形状。23.一种用于制造结构的方法，所述方法包括: 通过改变保持结构的材料组成而在载体之上形成所述保持结构，使得当刻蚀所述保持结构时所述保持结构的刻蚀速率改变； 在所述保持结构之上形成悬置结构，其中所述保持结构将所述悬置结构固定至所述载体；以及 通过刻蚀所述保持结构而移除所述保持结构的一部分。
【专利摘要】本公开涉及一种保持结构和形成保持结构的方法。公开了一种用于将隔膜固定至载体的结构，包括载体；悬置结构；以及具有配置成将悬置结构固定至载体的圆形凹陷形状的保持结构，其中保持结构的锥形侧边物理地连接至悬置结构。进一步公开了一种在载体上形成保持结构以支撑悬置结构的方法。方法可以包括：在载体上形成保持结构；在保持结构上形成悬置结构；成形保持结构，以使其具有凹陷形状；以及设置保持结构以使得保持结构的锥形侧边物理地连接至悬置结构。
【IPC分类】H04R19/00
【公开号】CN104902408
【申请号】CN201510098410
【发明人】A·德厄, R·加布尔, U·克伦拜恩
【申请人】英飞凌科技股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月5日
【公告号】DE102015103190A1, US20150251285
【技术领域】
[0001]各个实施例涉及一种用于将隔膜固定至载体的渐变结构以及一种用于制造渐变结构的方法。
【背景技术】
[0002]制造能够承受高物理位移的重复周期循环的薄的隔膜的能力对于生产以及进一步小型化多种微机电系统(MEMS)换能器至关重要。这些MEMS换能器系统集成在便携式电子装置的大范围阵列中。在大多数使用这些MEMS换能器系统的便携式电子装置中，小型化对于商业成功至关重要。许多这些系统，特别是基于由于接收到信号或电输入而导致的隔膜偏转的探测和/或产生的换能器，需要非常薄的隔膜悬置在数个支撑结构之间以便于操作。
【发明内容】
[0003]根据各个实施例，公开了一种用于将隔膜固定至载体的结构。结构可以包括:载体；悬置结构；以及配置成将悬置结构固定至载体的保持结构。保持结构可以具有圆化的凹陷形状，以及保持结构的锥形侧面可以物理地连接至悬置结构。
【附图说明】
[0004]在附图中，相同附图标记通常在全部不同视图中涉及相同部件。附图无需按照比例绘制，替代地通常着重点在于示出本发明的原理。在以下说明书中，参照以下附图描述了本发明的各个实施例，其中:
[0005]图1A示出了 MEMS麦克风的剖视图；
[0006]图1B示出了用于处理通过用于将隔膜固定至载体的固定机制而施加在隔膜上应力的当前可应用策略的靠近剖视图。当前技术方案包括使用具有不同刻蚀速率的至少两种材料，使得当刻蚀材料时，产生了由此减小隔膜上应力的狭长锥形结构。
[0007]图2示出了根据各个实施例的结构。
[0008]图3示出了根据各个实施例的结构。
[0009]图4示出了其中如图2所示多个结构已经形成在彼此之上以产生多隔膜堆叠结构的实施例。
[0010]图5示出了显示了根据各个实施例的形成结构的方法的流程图。
[0011]图6示出了根据各个实施例的MEMS压力传感器或压力感测系统的剖视图。
[0012]图7示出了根据各个实施例的MEMS扬声器或扬声器系统的剖视图。
【具体实施方式】
[0013]以下详细说明书涉及附图，借由示例示出了其中可以实施本发明的具体细节和实施例。
[0014]词语“示例性”在此用于意味着“用作示例、实例或说明”。在此描述作为“示例性”的任何实施例或设计不必构造为在其他实施例或设计之上的优选或有利的实施例或设计。
[0015]关于形成在侧边或表面“之上”的沉积材料而使用的词语“在……之上”可以在此用于意味着沉积的材料可以直接形成在所指的侧边或表面上，例如与其直接接触。关于形成在侧边或表面“之上”的沉积材料使用的词语“在……之上”可以在此用于意味着沉积的材料可以间接形成在所指侧边或表面上，具有一个或多个额外的层设置在所指的侧边或表面与沉积的材料之间。
[0016]各个实施例通常涉及一种用于在载体上固定隔膜而同时减小了在固定点处施加在隔膜上应力的结构，以及一种用于形成固定结构的方法。
[0017]图1A是MEMS麦克风10的透视剖视图的示意图。在MEMS麦克风10中，有源区域可以包括非常薄(例如具有数百纳米的厚度)的隔膜100，以及悬置在形成于衬底104中空腔105之上的相反电极102。
[0018]在MEMS麦克风10中，衬底104可以是半导体衬底，例如衬底包括硅、锗、硅锗、氮化镓、砷化镓、或适用于给定应用的其他单质和/或化合物半导体(例如诸如砷化镓或磷化铟之类的II1-V化合物半导体，或者I1-VI化合物半导体，或者三元化合物半导体或四元化合物半导体)或基本上由其组成。
[0019]在MEMS麦克风10的各个实施例中，隔膜100可以是半导体隔膜，例如硅、多晶硅、和/或氮化硅隔膜。隔膜100可以包括对于给定应用必需的各个其他半导体材料或者基本由其构成。此外，隔膜100可以至少部分地金属化。
[0020]在MEMS麦克风10的各个实施例中，相反电极102可以至少部分地包括半导体材料(例如硅)或者基本上由其构成，半导体材料可以至少部分地金属化。在一些实施例中，相反电极102可以是金属或者可以包括金属层，例如铜或铜层。
[0021]可以从衬底104的背侧104a刻蚀出具有隔膜100的MEMS麦克风10，其中背侧104a可以与其上提供了相反电极102的侧边(其可以称作衬底104的前侧104b)相对。相反电极102可以非常薄，例如具有在从约10nm至约I μ m的范围中的厚度，例如在从约10nm至约250nm的范围中，例如在从约250nm至约500nm的范围中，例如在从约500nm至约I μπι的范围中。冲击在隔膜100上的声学波可以使得隔膜100振荡。可以通过测量由于隔膜100的振荡引起的电容改变而探测声学波。换言之，当隔膜100和相反电极102之间的距离可以改变时，产生的电容也可以改变。MEMS麦克风10的性能可以取决于空腔105的体积和形状，空腔由暴露了隔膜100的背侧10a的衬底104的背侧104a所形成，也即与隔膜100的前侧10b相对的、声学波冲击其上的侧边。阻碍MEMS麦克风10小型化的一个障碍可以是在振荡期间施加在隔膜100上的应力，例如在隔膜100安装(换言之固定)至衬底104的固定点处。这可以导致隔膜断裂以及MEMS麦克风10的早期故障。应力可以特别关注在固定点107处，在此隔膜100固定至衬底104。
[0022]如图1B所示，用于减小在固定点107处应力的当前可应用的策略和装置涉及锥形支撑结构，其包括或者基本上由两个或多个材料例如108和110构成，具有不同的刻蚀速率，以使得当刻蚀材料时形成锥形。
[0023]第一隔膜支撑材料110可以具有范围从10nm至800nm，例如从10nm至250nm，例如从250nm至500nm，例如从500nm至800nm的厚度。第二隔膜支撑材料108可以具有范围从150nm至300nm的厚度。第一隔膜支撑材料110可以是氧化硅Si02。第二隔膜支撑材料108可以是氮氧化硅(S1N)。结果可以是产生了包括氧化物(S12)和氮氧化物的两层结构。如果使用各种各向同性的湿法刻蚀技术，S12的刻蚀速率将高于S1N的刻蚀速率。该工艺方法的一个可能结果是S1N的三角形悬垂突出112，如图1B所示。
[0024]在如图1B所示的配置中，隔膜115通常具有范围从250nm至400nm的厚度。
[0025]由隔膜支撑结构108和110构成的锥形支撑结构通过将压力分布至两个较低压力区域106中，减轻了在固定点107处在隔膜115上的初始应力。然而，在较低压力区域106中突然转变和/或角部或边缘仍然呈现了其中应力可以施加在隔膜115上的区域。
[0026]当前的公开可以提供用于将薄的隔膜贴附至衬底或载体的改进的夹持和/或支撑结构。当前公开也可以提供用于制造改进的夹持装置的方法。本公开的夹持装置可以消除存在于当前可应用技术方案中的突然转变或边缘，例如通过实施具有逐渐弯曲的、凹陷的、锥形形状的支撑结构，替代了当前工艺和/或技术可应用的尖锐的、有角的锥形形状。根据各个实施例提供的结构和方法可以减小或者消除存在于当前隔膜夹持技术中的至少一些缺点。
[0027]根据各个实施例，公开了一种用于在MEMS换能器或换能器系统中将隔膜夹持或固定至载体的结构。
[0028]根据各个实施例，用于将隔膜100夹持或者固定至衬底104(换言之载体)的结构可以是形成在载体104上的保持结构202，如图2所示。
[0029]根据各个实施例，保持结构202的至少一侧可以具有锥形、凹陷形状，如图3所示。如果隔膜100由于给定的力、例如声音波而偏转或形变，保持结构202的锥形、凹陷形状可以减轻有保持结构202在隔膜偏转期间施加在隔膜100上的任何应力。例如，如果锥形结构实施在MEMS麦克风中，当隔膜100沿方向Fl振荡并且形变时，由于入射的声音波，由保持结构202施加在隔膜100上的任何应力可以分布在弯曲表面Cl之上，而不是如当前可应用技术方案的集中在少数高应力区域中。
[0030]保持结构202可以借由各种制造技术而沉积在载体104上，例如物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延、以及原子层沉积。根据各个实施例，载体104可以包括对于给定应用合适的材料或者可以基本由其构成，例如半导体材料，半导体材料诸如包括锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、砷化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、氧化铟镓锌、或其他单质和/或化合物半导体或基本由其构成。载体104也可以包括其他材料或者材料的组合，例如对于给定应用合适的各种电介质、金属和聚合物。载体104可以进一步包括例如玻璃、和/或各种聚合物或基本由其构成。根据至少一个实施例，载体104可以是绝缘体上硅(SOI)载体。
[0031]根据各个实施例，保持结构202的厚度Tl可以例如在从约10nm至I μπι的范围中，例如从约10nm至250nm，例如从约250nm至500nm，例如从约500nm至I μπι。根据至少一个实施例，隔膜100可以在保持结构202沉积在载体104上之后而沉积至保持结构202上。悬置结构100可以通过各种制造技术沉积至保持结构202上，例如物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延、和原子层沉积。
[0032]根据各个实施 例，隔膜100的厚度Τ2可以例如在从约300nm至I μπι，例如从约300nm至400nm，例如从约400nm至500nm，例如从约500nm至Iym的范围中。
[0033]根据各个实施例，隔膜100可以是半导体隔膜，例如硅隔膜。隔膜100可以包括或者基本由对于给定应用必需的各种其他半导体构成。例如，隔膜100可以包括锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、砷化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、氧化铟镓锌、或其他单质和/或化合物半导体或者基本由其构成。
[0034]根据各个实施例，隔膜100可以包括介电材料、压电材料、压阻材料、铁电材料和各种金属或者基本由其构成，或者可以包括介电材料、压电材料、压阻材料、铁电材料和各种金属的至少一种。
[0035]根据各个实施例，可以通过不会刻蚀隔膜100的刻蚀工艺获得保持结构202的凹陷、锥形形状。可以通过改变保持结构202的材料组成使得在保持结构202上点El处刻蚀速率低于在点E2处刻蚀速率，来实现这种连续改变和/或渐变刻蚀工艺。各种刻蚀技术可以用于获得保持结构202的锥形形状，例如各向同性气相刻蚀、蒸气刻蚀、湿法刻蚀、各向同性干法刻蚀、等离子刻蚀等等。例如，可以通过其中保持结构202的刻蚀速率在材料中不恒定的刻蚀速率而获得保持结构202的凹陷、锥形形状。可以通过设计组成氮氧化硅化合物的保持结构202并且采用氢氟酸刻蚀保持结构202而同时改变或者分级渐变氮氧化硅中氮含量X以使得氮氧化硅的化学组成可以由SiCVxNx而限定从而获得该效果。根据各个实施例，可以通过使用各种制造技术(例如物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延、和原子层沉积)具有改变氮含量的氮化硅化合物。例如，通过控制和/或改变待沉积材料的氮含量，沉积的氮氧化硅材料可以具有在材料中连续地改变和/或分级渐变的氮含量，例如范围从在点E2处的低氮含量至在点El处的高氮含量。在各个实施例中，在点E2处的低氮含量可以在从约0%至约100%的范围中，例如在从约40%至约80%的范围中。此外，在点El处的较高氮含量可以在从约50%至约100%的范围中，例如在从约10%至约50%的范围中。
[0036]保持结构因此示意性地可以包括第一材料以及不同于第一材料的第二材料。在第一材料中的第二材料的浓度可以根据在第一材料内相对于载体的位置而连续地改变。
[0037]根据各个实施例，保持结构202的点El可以设置在保持结构202的顶表面202b处，换言之，根据各个实施例，点El可以位于可以固定至保持结构202的在隔膜100的背侧10a的部分中。根据各个实施例，保持结构202的点El可以设置在保持结构202的侧边上，其可以悬置和/或由隔膜100封闭并且邻近空腔105，也即保持结构202的可以最接近空腔105的侧边和/或面。
[0038]根据各个实施例，保持结构202中点E2可以设置在保持结构202的底表面202a处，换言之，根据各个实施例，点E2可以位于保持结构202的固定至衬底104的前侧104b的部分中。根据各个实施例，保持结构202的点E2可以设置在保持结构202的侧边上，其可以悬置和/或由隔膜100封闭并且邻接空腔105，也即保持结构202的可以最接近空腔105的侧边和/或面。
[0039]根据各个实施例，许多不同半导体材料可以与如上所述可变刻蚀速率结合使用。例如，可以通过设计由硅锗、砷化镓、碳化硅、氮化镓、砷化镓、铟和其他单质和/或化合物半导体中的至少一种构成的保持结构202并且随后采用各种各向异性湿法刻蚀剂来刻蚀化合物从而获得如上所述的锥形形状，各种各向异性湿法刻蚀剂诸如各种磷酸溶液、诸如例如氢氟酸、各种氧化物溶液、例如羟化四甲铵和乙二胺邻苯二酚。可以同样通过使用各种各向同性试剂而刻蚀半导体材料。根据各个实施例，等离子刻蚀也可以用于如上所述的可变刻蚀速率工艺中。根据各个实施例，可以通过由各种其他材料构成保持结构202而获得如上所述的锥形形状，其他材料例如金属材料、各种金属合金和/或化合物材料、以及对于给定应用可以需要的各种单质金属。
[0040]根据各个实施例，可以通过由数种不同的材料(每一种具有轻微不同刻蚀速率)构成保持结构202并且设置材料以使得当刻蚀时可以形成如上所述锥形形状来获得如上所述的锥形形状。换言之，保持结构202可以实施为多个不同材料的复合和/或层叠结构的类型，其中复合结构中每种材料可以具有与用于实施复合结构的其他材料稍微不同的刻蚀速率。根据各个实施例，可以必需仅一类刻蚀剂和/或仅单个刻蚀步骤以将保持结构202成形为如上所述的锥形形状。在其中保持结构202可以实施为复合结构类型的各个实施例中，可以通过在复合结构中设置各种材料以使得当刻蚀时获得锥形形状而实现如上所述锥形形状。在各个实施例中，保持结构202可以实施为复合结构的类型，可以通过使用各种制造技术而产生复合结构，各种制造技术例如物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延、以及原子层沉积。
[0041]根据各个实施例，如图3所示，在已经形成了渐变保持结构202之后，施加在隔膜100上的应力可以分布或者分配在弯曲区段Cl的整个跨距之上，而非如各种当前可应用技术的集中在应力区域16中。渐变保持结构202可以实施为圆化拱形或拱状支撑结构的类型。
[0042]根据各个实施例，如图4所示，另一渐变保持结构402可以形成在隔膜100的前侧10b上，并且另一隔膜400可以形成在另一保持结构402的顶侧402a上。另一保持结构402可以通过如上所述用于形成保持结构202的类似工艺而形成。例如，可以配置另一保持结构402的材料组成，使得在保持结构402上点E3和E5处的刻蚀速率分别低于在点E4处的刻蚀速率。
[0043]根据各个实施例，另一保持结构402的点E3可以设置在另一保持结构402的顶侧402a处，换言之，根据各个实施例，点E3可以位于另一保持结构402的可以固定至另一隔膜400的背侧400a的部分中。根据各个实施例，另一保持结构402的点E3可以设置在另一保持结构402的侧边上，另一保持结构402可以由另一隔膜400悬置并且可以分别由隔膜100的前侧10b和另一隔膜400的背侧400a支托和/或可以位于它们之间。
[0044]根据各个实施例，另一保持结构402的点E5可以设置在隔膜100的前侧10b处，换言之，根据各个实施例，点E5可以位于另一保持结构402的可以固定至隔膜100的前侧10b的部分中。根据各个实施例，另一保持结构402的点E5可以设置在另一保持结构402的侧边上，另一保持结构402可以由另一隔膜400悬置并且可以分别由隔膜100的前侧10b和另一隔膜400的背侧400a支托和/或可以位于它们之间。
[0045]根据各个实施例，另一保持结构402的点E4可以设置在另一保持结构402的可以最靠近空腔105的表面上的点E3和E5之间的给定点处。例如，根据各个实施例，点E4可以与点E3或E5共位置；根据各个实施例，E4可以等距位于点E3和E5之间；根据各个实施例，点E4可以根据给定应用需要的在另一保持结构402上位于点E3和E5之间任何点处。根据各个实施例，点E4可以位于另一保持结构402的一部分中，其可以设置在由另一隔膜400悬置的另一保持结构402的侧边上，并且可以分别由隔膜100的前侧10b和另一隔膜400的背侧400a支托和/或可以在它们之间。
[0046]根据各个实施例，如图4所示，另一渐变保持结构402和另一隔膜400可以实施为与渐变保持结构202和隔膜100结合的堆叠和/或堆叠结构。根据各个实施例，额外的保持结构和隔膜(未示出)可以通过使用与如上所述类似的方法而添加支该堆叠结构。根据各个实施例，堆叠结构可以包含根据给定应用所需的许多额外保持结构和隔膜。
[0047]根据各个实施例，如图3所示，弯曲区段Cl可以限定作为圆形或基本上圆形形状的区段。在各个实施例中，弯曲区段Cl可以是椭圆或基本上椭圆形状的区段。在各个实施例中，弯曲区段Cl可以是抛物形或基本上形状为抛物线。在各个实施例中，弯曲区段Cl可以是双曲形或基本上形状为双曲线。在各个实施例中，区段Cl的曲率半径可以根据所需调整以限定对于给定应用的形状。
[0048]根据各个实施例，保持结构202可以实施在MEMS结构中，例如在锚定的MEMS结构中。
[0049]根据各个实施例，保持结构202可以实施在MEMS麦克风或麦克风系统中。
[0050]根据各个实施例，如图5所述，公开了一种在载体上形成保持结构以支撑悬置结构的方法500。方法500可以包括，如步骤502中所示，在载体之上形成悬置结构；如步骤504所示，形成保持结构以将悬置结构固定至载体；方法500可以进一步包括，如步骤506所示，成形保持结构以使其具有凹陷形状。方法500可以进一步包括，如步骤508所示，设置保持结构以使得保持结构的锥形侧边可以物理地连接至悬置结构。
[0051]根据各个实施例，保持结构202可以实施在MEMS压力传感器或压力感测系统中。例如，如图6所示，MEMS压力传感器配置结构600可以使用具有在其中形成压力空腔604的衬底结构602 ;悬置在压力空腔604之上的隔膜板元件606 ;以及同样悬置在压力空腔604之上并且设置以使其平行于隔膜板元件606的参考元件608 ;以形成可变电容器，其可以探测由于在隔膜板元件606的区域之上施加的压力而引起隔膜板元件606的偏转。在该 类型MEMS压力传感器中隔膜板元件606可以经受与隔膜100所经历的类似类型应力(如上所述)，特别是在其中隔膜板可以安装或固定至衬底结构的区域中。
[0052]在各个实施例中，结构可以配置作为扬声器，例如MEMS扬声器系统，其可以有源地驱动。以下将更详细解释。
[0053]根据各个实施例，保持结构202可以实施在MEMS扬声器或扬声器系统中。例如，如图7所示，MEMS扬声器组件700可以包括从在衬底结构706中形成的支撑结构704悬置的可移动振荡器元件702 (换言之隔膜)。MEMS扬声器组件可以进一步包括贴附至所述振荡器元件702并且由支撑层710所支撑的磁性材料708，以及可以围绕磁性材料708的导电线圈712。如果电流流过所述导电线圈712，则磁性材料708可以位移。导电线圈712中所述电流的幅度和/或方向确定了磁性材料708可以位移的范围。磁性材料708的位移可以使得振荡器元件702移动，并且移动可以产生具有足以由人耳探测到的幅度和合适频率的声音波。在MEMS扬声器中，振荡器元件702可以由于当操作装置时振荡而经受应力。这可以使得振荡器元件702经受与隔膜100所经历的类似类型应力(如上所述)，特别是在其中振荡器元件可以安装或固定至衬底结构中支撑层的区域中。在另一示例(未示出)中，MEMS扬声器组件700可以实施为压电微扬声器。典型的压电微扬声器可以包含悬置在压力空腔之上的隔膜结构。隔膜结构可以包括压电传动器材料，诸如例如AlN或PZT。当电压施加在压电传动器之上时，其形变和/或振动并且产生声音波。该振动可以使得隔膜结构经受与隔膜100所经历的类似类型应力(如上所述)，特别是在其中隔膜结构可以安装或者固定在压力空腔边缘处的区域中。
[0054]根据各个实施例，保持结构202可以实施在各种MEMS开关或开关系统中。
[0055]根据各个实施例，公开了一种结构。结构可以包括载体104，悬置结构100，以及配置成固定或贴附悬置结构100至载体104的保持结构202，其中保持结构202可以具有凹陷形状，并且保持结构202的锥形侧边202c可以物理地连接至悬置结构100。
[0056]根据各个实施例，保持结构202的表面固定至载体104的表面。在至少一个实施例中，保持结构202的底表面202a可以固定至载体104的顶表面104a。
[0057]根据各个实施例，悬置结构100的表面固定至保持结构202的表面。在各个实施例中，悬置结构100的背侧10a可以固定至保持结构202的顶表面202b。
[0058]在各个实施例中，载体104可以是半导体衬底。
[0059]在各个实施例中，载体104可以是绝缘体上硅(SOI)衬底。
[0060]在各个实施例中，载体104可以是玻璃衬底。
[0061]在各个实施例中，保持结构202进一步包括第一材料和第二材料。在各个实施例中，第一材料中第二材料的浓度可以根据第一材料内相对于载体104的位置而连续改变。
[0062]在各个实施例中，第一材料和第二材料的至少一个可以是半导体材料。
[0063]在各个实施例中，第一材料和第二材料的至少一个可以是介电材料。
[0064]根据各个实施例，第一材料和第二材料的至少一个可以是金属。
[0065]根据各个实施例，悬置结构100可以是隔膜材料。
[0066]根据各个实施例，隔膜材料可以是半导体隔膜材料。
[0067]根据各个实施例，隔膜材料可以是铁电隔膜材料。
[0068]根据各个实施例，隔膜材料可以是压电隔膜材料。
[0069]根据各个实施例，公开了一种在载体104上形成保持结构202以支撑悬置结构100的方法。方法可以包括在载体104之上形成悬置结构100 ;形成保持结构202以将悬置结构100固定至载体104 ;其中保持结构202具有凹陷形状和保持结构202的锥形侧边，并且可以物理地连接至悬置结构100。
[0070]根据各个实施例，方法可以包括在保持结构202上形成了悬置结构100之后成形保持结构202。
[0071]根据各个实施例，方法可以包括通过刻蚀工艺以使得刻蚀工艺不刻蚀悬置结构100而成形保持结构202。
[0072]根据各个实施例，方法可以包括由第一材料和第二材料确定保持结构202的形状，其中第二材料被引入(例如被扩散进入)第一材料中，并且第二材料在第一材料中的浓度根据第一材料内相对于载体104的位置连续地改变。在各个实施例中，保持结构202可以在组成上渐变。在各个实施例中，保持结构202可以实现弯曲刻蚀，换言之不同区域相对于相同刻蚀剂具有不同刻蚀速率。在各个实施例中，保持结构202可以包括两种或更多材料的组成以提供在组成上渐变的保持结构202。保持结构202可以例如包括或基本上由氧化硅(S1x)和/或氮化硅(SixNy)和/或氮氧化硅(具有改变的X和y的S1xNy)构成。
[0073]在各个实施例中，提供了一种结构。结构可以包括载体，悬置结构，以及配置成将悬置结构固定至载体的保持结构。保持结构可以在组成上渐变。
[0074]尽管已经参照具体实施例特别地示出并描述了本公开，本领域技术人员应该理解的是，可以不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围对形式和细节做出各种改变。本公开的范围因此由所附权利要求指示，并且意在包括落入权利要求的含义和等价范围内的所有改变。
【主权项】
1.一种结构，包括: 载体； 悬置结构； 保持结构，配置成将所述悬置结构固定至所述载体； 其中所述保持结构具有凹陷形状； 其中所述保持结构的锥形侧边物理地连接至所述悬置结构。2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述保持结构的表面固定至所述载体的表面。3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述悬置结构的表面固定至所述保持结构的表面。4.根据权利要求1所述的结构，其中，所述载体包括半导体衬底。5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述载体包括绝缘体上硅衬底。6.根据权利要求1所述的结构，其中，所述载体包括玻璃衬底。7.根据权利要求1所述的结构，其中，所述保持结构在组成上渐变。8.根据权利要求1所述的结构，其中，所述保持结构包括具有改变组成的材料。9.根据权利要求1所述的结构，其中，所述保持结构包括第一材料以及与所述第一材料不同的第二材料；其中所述第二材料在所述第一材料中的浓度根据所述第一材料内相对于所述载体的位置而连续地变化。10.根据权利要求1所述的结构，其中，所述悬置结构包括隔膜材料。11.根据权利要求10所述的结构，其中，所述隔膜材料包括半导体隔膜材料。12.—种结构，包括: 载体； 悬置结构； 保持结构，配置成将所述悬置结构固定至所述载体； 其中所述保持结构在组成上渐变。13.根据权利要求12所述的结构，其中，所述保持结构的表面固定至所述载体的表面；以及其中所述悬置结构的表面固定至所述保持结构的表面。14.根据权利要求12所述的结构，其中，所述载体包括半导体衬底。15.根据权利要求12所述的结构，其中，所述悬置结构包括隔膜材料。16.根据权利要求12所述的结构，其中，所述隔膜材料包括半导体隔膜材料。17.一种形成结构的方法，所述方法包括: 在载体之上形成悬置结构； 形成保持结构以将所述悬置结构固定至所述载体； 其中所述保持结构具有凹陷形状； 其中所述保持结构的锥形侧边物理地连接至所述悬置结构。18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括:成形所述保持结构以使其具有凹陷形状。19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括:设置所述保持结构以使得所述保持结构的锥形侧边物理地连接至所述悬置结构。20.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述保持结构上形成了所述悬置结构之后成形所述保持结构。21.根据权利要求19所述的方法，其中，借由使得刻蚀工艺不刻蚀所述悬置结构的刻蚀工艺成形所述保持结构。22.根据权利要求19所述的方法，其中，由第一材料以及不同于所述第一材料的第二材料确定所述保持结构的形状。23.一种用于制造结构的方法，所述方法包括: 通过改变保持结构的材料组成而在载体之上形成所述保持结构，使得当刻蚀所述保持结构时所述保持结构的刻蚀速率改变； 在所述保持结构之上形成悬置结构，其中所述保持结构将所述悬置结构固定至所述载体；以及 通过刻蚀所述保持结构而移除所述保持结构的一部分。
【专利摘要】本公开涉及一种保持结构和形成保持结构的方法。公开了一种用于将隔膜固定至载体的结构，包括载体；悬置结构；以及具有配置成将悬置结构固定至载体的圆形凹陷形状的保持结构，其中保持结构的锥形侧边物理地连接至悬置结构。进一步公开了一种在载体上形成保持结构以支撑悬置结构的方法。方法可以包括：在载体上形成保持结构；在保持结构上形成悬置结构；成形保持结构，以使其具有凹陷形状；以及设置保持结构以使得保持结构的锥形侧边物理地连接至悬置结构。
【IPC分类】H04R19/00
【公开号】CN104902408
【申请号】CN201510098410
【发明人】A·德厄, R·加布尔, U·克伦拜恩
【申请人】英飞凌科技股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月5日
【公告号】DE102015103190A1, US20150251285
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