在體矽加工中用於功能結構Si和犧牲層的Si的隔離方法
2023-09-18 11:20:50 2
專利名稱：在體矽加工中用於功能結構Si和犧牲層的Si的隔離方法
技術領域：
本發明涉及一種在體矽加工中用於功能結構Si和犧牲層的Si的隔離方法。
背景技術：
在MEMS器件中，有相當一部分器件需要製作空腔結構或者直接將襯底鏤空，實現結構與襯底的分離。例如，運用於新式存儲器或表面形貌測量儀器的核心結構——懸臂梁結構，加速度傳感器、剪切力傳感器、溫度傳感器的懸空薄膜結構，非製冷紅外探測器的核心器件——紅外焦平面陣列等等。該類器件通常通過矽基表面微加工技術和體微加工技術結合來完成，有利於大規模生產。但如懸臂梁等懸空結構的製作，一般需要採用犧牲層釋放技術，而犧牲層釋放工藝複雜，釋放後通常會造成結構層與襯底的粘連，為解決此問題，一種方法為在功能層或襯底製作微尖端。微尖端通常經過腐蝕製作而成，長時間的腐蝕通常會造成腐蝕不均勻現象，導致部分功能結構的實效，不利於大陣列的製作；如紅外焦平面陣列利用Si的高熱容熱導特性作熱沉結構來提高器件的性能，但通過增加該結構，對結構的釋放造成極大的困難，腐蝕釋放工藝很難把握，另一方面長時間腐蝕的不均勻性造成有的區域剛好釋放完成，有的區域過腐蝕，有的區域欠腐蝕，造成有些區域的性能偏離設計。工藝實現很困難，需要嚴格把握，不利於大規模陣列的生產。
發明內容
為了克服上述缺陷，本發明提供了一種在體矽加工中用於功能結構Si和犧牲層的Si的隔離方法，該方法可使功能結構矽被完全包圍，腐蝕釋放時利用兩種材料的高選擇t匕，實現了作為犧牲層的Si被完全腐蝕而作為結構層的Si被完全保留，工藝難度大大降低，尤其適合大陳列化的生產製作。本發明為了解決其技術問題所採用的技術方案是:一種在體矽加工中用於功能結構Si和犧牲層的Si的隔離方法，包括以下步驟:①取SOI矽片，該SOI矽片從上到下依次為上矽層、氧化矽層和下矽層，在所述上矽層上根據需要製作器件部分，用於功能結構的Si利用深刻蝕技術加氧化技術，實現與犧牲層矽的隔離；②在下矽層的表面上澱積一層掩蔽層，並把不需要的掩蔽層蝕刻掉，露出下矽層，然後在該露出的下矽層表面開始進行矽的深刻蝕，直至刻蝕到氧化矽層為止；③將上述上矽層上多餘的矽刻蝕掉；④將上述步驟②中露出的氧化矽層刻蝕掉。作為本發明的進一步改進，所述掩蔽層的材料為光刻膠、氧化矽和鋁之一。本發明的有益效果是:通過SOI埋氧層和深槽氧化層，將功能Si和用於犧牲層的Si完全隔離，在體矽腐蝕時起到了很好的保護作用；解決了長時間腐蝕釋放時不均勻的問題，簡化了腐蝕釋放工藝；器件製作的工藝步驟得以簡化；非常適用於大規模陣列製作。
圖1為本發明所述方法步驟之一結構示意圖；圖2為本發明所述方法步驟之二結構示意圖；圖3為本發明所述方法步驟之三結構示意圖；圖4為本發明所述方法步驟之四結構示意圖。
具體實施例方式一種在體矽加工中用於功能結構Si和犧牲層的Si的隔離方法，其特徵在於包括以下步驟:①取SOI矽片，該SOI矽片從上到下依次為上矽層1、氧化矽層2和下矽層3，在所述上矽層上根據需要製作器件部分(如圖1所示)，用於功能結構的Si利用深刻蝕技術加氧化技術，實現與犧牲層矽的隔離；②在下矽層的表面上澱積一層掩蔽層4，並把不需要的掩蔽層蝕刻掉，露出下矽層，然後在該露出的下矽層表面開始進行矽的深刻蝕，直至刻蝕到氧化矽層為止(如圖2所示)；③將上述上矽層上多餘的矽刻蝕掉(如圖3所示);④將上述步驟②中露出的氧化矽層刻蝕掉(如圖4所示)。優選的，上述掩蔽層的材料為光刻膠、氧化矽和鋁之一。
權利要求
1.一種在體矽加工中用於功能結構s i和犧牲層的S i的隔離方法，其特徵在於包括以下步驟: ①取SOI矽片，該SOI矽片從上到下依次為上矽層(I)、氧化矽層(2)和下矽層(3)，在所述上矽層上根據需要製作器件部分； ②在下矽層的表面上澱積一層掩蔽層(4)，並把不需要的掩蔽層蝕刻掉，露出下矽層，然後在該露出的下矽層表面開始進行矽的深刻蝕，直至刻蝕到氧化矽層為止； ③將上述上矽層上多餘的矽刻蝕掉； ④將上述步驟②中露出的氧化矽層刻蝕掉。
2.根據權利要求1所述的在體矽加工中用於功能結構Si和犧牲層的Si的隔離方法，其特徵在於:所述掩蔽層的材料為光刻膠、氧化娃和招之一。
全文摘要
本發明公開了一種在體矽加工中用於功能結構Si和犧牲層的Si的隔離方法，包括步驟①取SOI矽片，該SOI矽片從上到下依次為上矽層、氧化矽層和下矽層，在上矽層上根據需要製作器件部分，用於功能結構的Si利用深刻蝕技術加氧化技術，實現與犧牲層矽的隔離；②在下矽層的表面上澱積一層掩蔽層，並把不需要的掩蔽層蝕刻掉，露出下矽層，然後在該露出的下矽層表面開始進行矽的深刻蝕，直至刻蝕到氧化矽層為止；③將上述上矽層上多餘的矽刻蝕掉；④將上述步驟②中露出的氧化矽層刻蝕掉。該方法可使功能結構矽被完全包圍，腐蝕釋放時利用兩種材料的高選擇比，實現了作為犧牲層的Si被完全腐蝕而作為結構層的Si被完全保留，工藝難度大大降低，尤其適合大陳列化的生產製作。
文檔編號B81C1/00GK103193192SQ201210002678
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者劉瑞文, 焦斌斌, 孔延梅, 李志剛, 盧狄克, 陳大鵬 申請人:崑山光微電子有限公司