MEMS器件的形成方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種MEMS器件的形成方法，包括：提供襯底；在襯底上形成含碳的犧牲層；在所述犧牲層上以及犧牲層的側(cè)壁覆蓋材料層；刻蝕部分所述材料層，以在所述材料層中形成露出部分犧牲層的孔洞；通過(guò)所述孔洞進(jìn)行刻蝕以去除所述犧牲層，形成由所述材料層與所述襯底構(gòu)成的空腔。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果在于，形成的空腔整體性更好，并且可以降低去除犧牲層之后，在空腔中留有殘留物的幾率，進(jìn)而有利于增加形成的MEMS器件的整體性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種MEMS器件的形成方法。
技術(shù)介紹
MEMS(MicroelectromechanicalSystem，微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)是指對(duì)微米/納米(micro/nanotechnology)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、制造、測(cè)量和控制的技術(shù)。MEMS是由機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部件、電控系統(tǒng)集成為一個(gè)整體單元的微型系統(tǒng)。MEMS通常應(yīng)用在位置傳感器、旋轉(zhuǎn)裝置或者慣性傳感器中，例如加速度傳感器、陀螺儀和聲音傳感器。利用MEMS技術(shù)制作的MEMS器件中通常具有空腔和位于空腔內(nèi)的能夠與所述空腔進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的MEMS活動(dòng)電極。制作空腔是MEMS器件的制作過(guò)程中最為關(guān)鍵的步驟之一。因此，如何進(jìn)一步提高空腔的形成質(zhì)量，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決的問(wèn)題是提供一種MEMS器件的形成方法，以提高在MEMS器件中空腔的形成質(zhì)量。為解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種MEMS器件的形成方法，包括：提供襯底；在襯底上形成含碳的犧牲層；在所述犧牲層上以及犧牲層的側(cè)壁覆蓋材料層；刻蝕部分所述材料層，以在所述材料層中形成露出部分犧牲層的孔洞；通過(guò)所述孔洞進(jìn)行刻蝕以去除所述犧牲層，形成由所述材料層與所述襯底構(gòu)成的空腔。可選的，形成犧牲層的步驟包括：在所述襯底上形成含碳的第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成有機(jī)物材料的第二犧牲層。>可選的，所述第一犧牲層的材料為無(wú)定形碳或者含氟碳。可選的，形成第一犧牲層的步驟包括：采用化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第一犧牲層，并采用四氟化碳和氧氣作為化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)氣體。可選的，所述第二犧牲層的材料為聚酰亞胺。可選的，第一犧牲層的厚度范圍在300～2000納米的范圍內(nèi)；第二犧牲層的厚度范圍在1×104～5×104納米的范圍內(nèi)。可選的，第二犧牲層的厚度大于第一犧牲層的厚度。可選的，在形成材料層的步驟之前，所述形成方法還包括：在所述犧牲層的表面形成吸氣劑層；形成材料層的步驟包括：在所述吸氣劑層上，以及吸氣劑層和犧牲層的側(cè)壁形成所述材料層。可選的，所述吸氣劑層的材料為鈦、鋯、鈮或者鉭。可選的，所述材料層為鍺硅。可選的，采用化學(xué)氣相沉積的方式形成所述材料層。可選的，在形成材料層的步驟之前，所述形成方法還包括：將所述犧牲層刻蝕分成若干獨(dú)立的犧牲層區(qū)塊；形成材料層的步驟包括：在每個(gè)犧牲層區(qū)塊的表面以及側(cè)壁形成所述材料層；刻蝕部分所述材料層的步驟包括：在對(duì)應(yīng)于每一個(gè)犧牲層區(qū)塊位置的犧牲層中分別形成所述孔洞；刻蝕去除犧牲層的步驟包括：去除所述犧牲層形成若干由材料層與襯底構(gòu)成的空腔。可選的，通過(guò)孔洞進(jìn)行刻蝕以去除犧牲層的步驟包括：采用干法刻蝕的方式去除所述犧牲層。可選的，采用氧氣作為所述干法刻蝕的刻蝕氣體，以去除所述犧牲層。可選的，在刻蝕去除犧牲層的步驟之后，所述形成方法還包括：在所述材料層上形成密封所述空腔的密封層。可選的，所述密封層的材料為鋁。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)在襯底上形成犧牲層，并在所述犧牲層的表面以及側(cè)壁均形成材料層，從而使所述材料層包覆所述犧牲層；然后在所述材料層中形成露出犧牲層的孔洞，并通過(guò)所述孔洞去除包覆于材料層內(nèi)部的犧牲層，進(jìn)而形成由所述材料層與所述襯底構(gòu)成的空腔。采用這種方式可以直接形成完整的空腔，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)分別形成兩個(gè)半空腔，通過(guò)將兩個(gè)半空腔鍵合以構(gòu)成一個(gè)完整的空腔的方式，本專利技術(shù)所形成的空腔整體性更好，空腔內(nèi)部形貌也更好，不會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)中兩個(gè)半空腔結(jié)構(gòu)之間在鍵合時(shí)的相對(duì)位置發(fā)生偏移而導(dǎo)致形成的空腔內(nèi)部的形狀不合要求的情況；另一方面，所述含碳的犧牲層可以在刻蝕過(guò)程中釋放至空腔中，這些釋放出的碳有利于在去除犧牲層的過(guò)程中，加速犧牲層在刻蝕過(guò)程中的分解速率，進(jìn)而降低去除犧牲層之后空腔的內(nèi)壁留有殘留物的幾率，這樣形成的空腔內(nèi)壁更為干凈，這有利于后續(xù)在空腔中形成MEMS器件的活動(dòng)電極等部件，進(jìn)而有利于增加形成的MEMS器件的整體性能。進(jìn)一步，采用干法刻蝕的方式去除所述犧牲層可以提高空腔的形成質(zhì)量，因?yàn)楦煞涛g的刻蝕劑為氣體，在刻蝕過(guò)后在空腔內(nèi)基本不會(huì)殘留刻蝕劑。并且，氣體的刻蝕劑有利于使含碳的犧牲層中的碳更加充分的釋放至整個(gè)空腔中，這樣進(jìn)一步有利于犧牲層的分解。附圖說(shuō)明圖1是現(xiàn)有技術(shù)中制作MEMS器件的空腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2至圖10是本專利技術(shù)MEMS器件的形成方法一實(shí)施例中各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11至圖15是本專利技術(shù)MEMS器件的形成方法另一實(shí)施例中部分步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式在現(xiàn)有的形成MEMS器件的空腔的方式容易在空腔內(nèi)殘留一些殘留物，這會(huì)導(dǎo)致形成的空腔質(zhì)量不夠理想，這些位于在空腔內(nèi)壁的殘留物難以去除，因而會(huì)影響后續(xù)在空腔內(nèi)部形成的活動(dòng)電極等部件的性能，進(jìn)而影響整個(gè)MEMS器件的性能。具體來(lái)說(shuō)，參考圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)先制作一個(gè)半空腔3，所述半空腔3用于在構(gòu)成MEMS器件腔體的一部分，在現(xiàn)有技術(shù)的后續(xù)步驟中，還會(huì)制作另一個(gè)同樣的半空腔(參考圖1中的半空腔5)，然后將半空腔5反轉(zhuǎn)，將半空腔5的位置與半空腔3對(duì)齊，并使半空腔5按照?qǐng)D中的箭頭移動(dòng)，進(jìn)而與半空腔3鍵合，這樣兩個(gè)半空腔便共同構(gòu)成一個(gè)完整的空腔。現(xiàn)有技術(shù)一般通過(guò)以下方式形成所述半空腔3(或者半空腔5)：先在襯底(圖中未示出)上形成一層材料層，然后刻蝕所述材料層，以將所述材料層刻蝕成將要形成的半空腔內(nèi)壁的形狀，也就是先通過(guò)刻蝕后的材料層定義將要形成的內(nèi)壁的形狀，然后在刻蝕后剩余的材料層周圍形成半空腔3，然后去除剩余的材料層，這樣去除材料層后的空出部分便形成半空腔。但是，現(xiàn)有技術(shù)往往難以將位于半空腔3內(nèi)壁的材料層完全刻蝕干凈，其原因在于，在刻蝕過(guò)程中，材料層與刻蝕劑反應(yīng)生成一些難以被去除的有機(jī)殘留物2，這些有機(jī)殘留物2容易附著在形成的半空腔3的內(nèi)壁上并很難被去除。這些殘留物會(huì)影響后續(xù)在空腔中形成MEMS器件的其他部件(例如，一些活動(dòng)電極等)，并且還會(huì)影響整個(gè)MEMS器件的性能。此外，現(xiàn)有技術(shù)的這種通過(guò)兩個(gè)半空腔構(gòu)成一個(gè)空腔的方式對(duì)工藝精度要求很高，很容易因兩個(gè)半空腔因鍵合的位置發(fā)生偏移而導(dǎo)致形成的腔體形狀不符合要求。因此，本專利技術(shù)提供一種MEMS器件的形成方法，包括以下步驟：提供襯底；在襯底上形成含碳的犧牲層；在所述犧牲層上以及犧牲本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種MEMS器件的形成方法，其特征在于，包括：提供襯底；在襯底上形成含碳的犧牲層；在所述犧牲層上以及犧牲層的側(cè)壁覆蓋材料層；刻蝕部分所述材料層，以在所述材料層中形成露出部分犧牲層的孔洞；通過(guò)所述孔洞進(jìn)行刻蝕以去除所述犧牲層，形成由所述材料層與所述襯底構(gòu)成的空腔。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種MEMS器件的形成方法，其特征在于，包括：
提供襯底；
在襯底上形成含碳的犧牲層；
在所述犧牲層上以及犧牲層的側(cè)壁覆蓋材料層；
刻蝕部分所述材料層，以在所述材料層中形成露出部分犧牲層的孔洞；
通過(guò)所述孔洞進(jìn)行刻蝕以去除所述犧牲層，形成由所述材料層與所述襯底
構(gòu)成的空腔。
2.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成犧牲層的步驟包括：
在所述襯底上形成含碳的第一犧牲層；
在所述第一犧牲層上形成有機(jī)物材料的第二犧牲層。
3.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一犧牲層的材料為無(wú)
定形碳或者含氟碳。
4.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成第一犧牲層的步驟包括：
采用化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第一犧牲層，并采用四氟化碳和氧氣作
為化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)氣體。
5.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第二犧牲層的材料為聚
酰亞胺。
6.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，第一犧牲層的厚度范圍在
300～2000納米的范圍內(nèi)；第二犧牲層的厚度范圍在1×104～5×104納米
的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，第二犧牲層的厚度大于第一
犧牲層的厚度。
8.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，在形成材料層的步驟之前，
所述形成方法還包括：
在所述犧牲層的表面形成吸氣劑層；

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：伏廣才，張校平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中芯國(guó)際集成電路制造上海有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31