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一種微懸浮結構的制造方法與流程

文檔序號:40781276發布日期:2025-01-24 21:24閱讀:602來源:國知局

本發明屬于半導體,尤其涉及一種微懸浮結構的制造方法。


背景技術:

1、對于微機電系統(mems:micro?electro?mechanical?systems)中的器件,例如聲學傳感器、慣性傳感器以及氣體傳感器等,需要加工制造懸浮薄膜結構以實現其對應的功能。

2、如圖1所示,懸浮薄膜結構的制造需要先對硅襯底背面進行刻蝕形成懸浮薄膜下空腔,再采取背面與另一片晶圓鍵合的方式形成盲腔。該方法空腔形成的制造方法在工藝上存在一定難度,且引入鍵合工藝的難度極高,增加了工藝成本與制造風險;另外,背面刻蝕形成空腔的制造方法并非適用于所有器件。

3、除此以外,對體硅的濕法刻蝕也是懸浮薄膜結構的制造方法之一,如圖2所示。圖3所示為濕法刻蝕制造的懸浮薄膜結構俯視圖。但由于濕法刻蝕對于空腔釋放窗口的尺寸和形狀要求極高,如果釋放窗口的結構尺寸較小,極易出現“刻蝕自停止”現象,如圖4所示。


技術實現思路

1、本申請提供一種微懸浮結構的制造方法,刻蝕半導體襯底形成一定深度的硅槽后再采用各向異性濕法刻蝕工藝進行刻蝕,在襯底上形成盲腔的同時可有效縮小器件尺寸,降低了空腔釋放對釋放窗口尺寸和形狀的要求,形成小釋放窗口的懸浮薄膜結構,進一步降低空腔制造對鍵合工藝的依賴性。

2、本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特征中得到進一步的了解。

3、為達上述之一或部分或全部目的或其他目的,本發明提供一種微懸浮結構的制造方法。

4、一種微懸浮結構的制造方法,包括:

5、提供半導體襯底,所述半導體襯底形成有雙面介質層;

6、刻蝕所述半導體襯底的上表面介質層,形成釋放窗口;

7、通過所述釋放窗口對所述半導體襯底進行刻蝕,形成所需深度的硅槽;

8、采用各向異性濕法刻蝕工藝進行刻蝕,形成介質層微懸浮結構。

9、所述介質層以及所述半導體襯底均采用等離子干法刻蝕工藝進行刻蝕。

10、通過所述釋放窗口引入氟基氣體作為刻蝕氣體對所述半導體襯底進行刻蝕,形成所需深度的硅槽。

11、將形成硅槽的半導體襯底放置于濕法腐蝕槽內進行濕法刻蝕,所述硅槽的刻蝕深度由所述釋放窗口的尺寸以及濕法刻蝕的角度計算確定。

12、所述濕法腐蝕槽內的溶液為tmah溶液、koh腐蝕溶液以及epw腐蝕溶液中的一種。

13、所述硅槽的刻蝕深度大于所述硅槽的寬度。

14、對形成硅槽的半導體襯底進行濕法刻蝕后,所述半導體襯底的上表面介質層下方形成盲腔。

15、濕法刻蝕過程中所述半導體襯底[100]晶向的刻蝕速率大于[111]晶向的刻蝕速率,形成頂面大于底面且四個側面呈傾斜狀態的盲腔。

16、所述盲腔高度不大于所述半導體襯底厚度1/2。

17、與現有技術相比,本發明的有益效果主要包括:

18、本申請提供一種微懸浮結構的制造方法,刻蝕半導體襯底形成一定深度的硅槽后再采用各向異性濕法刻蝕工藝進行刻蝕,在襯底上形成盲腔的同時可有效縮小器件尺寸,降低了空腔釋放對釋放窗口尺寸和形狀的要求,形成小釋放窗口的懸浮薄膜結構,進一步降低空腔制造對鍵合工藝的依賴性。

19、為讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂,下文特舉優選實施例,并配合附圖,作詳細說明如下。



技術特征:

1.一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,包括:

2.根據權利要求1所述的一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,所述介質層以及所述半導體襯底均采用等離子干法刻蝕工藝進行刻蝕。

3.根據權利要求2所述的一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,通過所述釋放窗口引入氟基氣體作為刻蝕氣體對所述半導體襯底進行刻蝕,形成所需深度的硅槽。

4.根據權利要求1所述的一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,將形成硅槽的半導體襯底放置于濕法腐蝕槽內進行濕法刻蝕,所述硅槽的刻蝕深度由所述釋放窗口的尺寸以及濕法刻蝕的角度計算確定。

5.根據權利要求4所述的一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,所述濕法腐蝕槽內的溶液為tmah溶液、koh腐蝕溶液以及epw腐蝕溶液中的一種。

6.根據權利要求4所述的一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,所述硅槽的刻蝕深度大于所述硅槽的寬度。

7.根據權利要求4所述的一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,對形成硅槽的半導體襯底進行濕法刻蝕后,所述半導體襯底的上表面介質層下方形成盲腔。

8.根據權利要求7所述的一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,濕法刻蝕過程中所述半導體襯底[100]晶向的刻蝕速率大于[111]晶向的刻蝕速率,形成頂面大于底面且四個側面呈傾斜狀態的盲腔。

9.根據權利要求7所述的一種微懸浮結構的制造方法,其特征在于,所述盲腔高度不大于所述半導體襯底厚度1/2。


技術總結
一種微懸浮結構的制造方法,包括:提供半導體襯底,半導體襯底形成有雙面介質層;刻蝕半導體襯底的上表面介質層,形成釋放窗口;通過釋放窗口對半導體襯底進行刻蝕,形成所需深度的硅槽;采用各向異性濕法刻蝕工藝進行刻蝕,形成介質層微懸浮結構。本申請提供一種微懸浮結構的制造方法,刻蝕半導體襯底形成一定深度的硅槽后再采用各向異性濕法刻蝕工藝進行刻蝕,在襯底上形成盲腔的同時可有效縮小器件尺寸,降低了空腔釋放對釋放窗口尺寸和形狀的要求,形成小釋放窗口的懸浮薄膜結構,進一步降低空腔制造對鍵合工藝的依賴性。

技術研發人員:陳朔,喬啟峰
受保護的技術使用者:上海新微技術研發中心有限公司
技術研發日:
技術公布日:2025/1/23
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