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基于氮化硅阳极键合的(111)硅转移工艺

  • 国知局
  • 2024-07-27 12:47:42

1.本发明属于微纳加工技术领域,涉及一种基于氮化硅阳极键合的(111)硅转移工艺。背景技术:2.单晶硅是一种良好的各向异性材料,在微机电系统技术中具有广泛的应用。根据硅片表面的晶面,常见的硅片又可以分为(100)硅片、(111)硅片等。其中(100)硅片在cmos 集成电路和双极型集成电路中有广泛应用。众所周知,单晶硅是各向异性材料,常用的(100) 硅片的面内晶向为[nm0]晶向,各晶向间存在明显的各向异性。例如[100]晶向硅的杨氏模量e 为1.31×1011pa,剪切弹性模量g为0.796×1011pa,而[110]晶向硅的杨氏模量e为1.7×1011pa,剪切弹性模量g为0.65×1011pa,且在力学特性上有明显的不同。而在电学特性上,[100]晶向与[110]晶向的迁移率具有明显的差异。又有研究表明在[100]晶向上的n型结构存在频率温度系数非线性的情况,存在频率温度系数为0的点,根据该现象可以通过恒温控制技术将谐振结构恒温在频率温度系数为0的点,实现低温漂硅基谐振器。但是在n型结构中该现象仅存在于[100]晶向,同一硅片上n型[110]晶向的结构频率温度系数几乎不随掺杂浓度变化,在常温附近频率温度系数高达-29ppm/℃。相似的现象也存在于p型(100)硅片。在p型(100) 硅片上,[110]晶向的频率温度系数随掺杂浓度改变而改变,重掺杂时,频率温度系数可降低到-5ppm/℃。但是同一硅片上[100]晶向的频率温度系数则几乎不随频率温度系数改变。(100) 硅片的各向异性特性对一般的集成电路和微机电系统(mems)并没有显著的不利影响,但是对于面内多自由度谐振结构,显著的各向异性会造成各自由度间谐振频率、频率温度系数等的显著不匹配。[0003](111)硅片目前主要用于双极型集成电路中,而在cmos集成电路中一般不使用。(111) 硅片面内各晶向的杨氏模量、频率温度系数、压阻系数等参数存在准各向异性特性,适合用于制作面内多自由度谐振结构。[0004]目前,(111)硅片上的mems结构一般采用(111)soi硅片或mis工艺(microholeinter-etch and sealing)等制作。然而soi硅片成本高,难以实现低成本的商业化制造,而mis 工艺等是利用硅各向异性湿法腐蚀特性实现mems结构的加工,其可以对普通(111)硅片进行加工,加工精度可与soi工艺媲美且成本低廉。其中,mis工艺的主要原理为:单晶硅在koh、tmah等碱性腐蚀液中腐蚀速率随晶向不同而不同,在凹角和掩模边界处腐蚀速率慢的地方出现腐蚀慢面,而在凸角处腐蚀速率快的地方出现腐蚀快面。如图1a~1c及图2,先在(111)硅片上刻蚀两方形的释放槽1,而后在释放槽1的侧壁沉积腐蚀保护层2,保护层2与侧壁的交界处视为掩膜边界a,而侧壁底部则视为凹角b,每个释放槽1下半部分在腐蚀液中都会呈六边形进行腐蚀,如图1b,而当两个六边形的未释放区域产生交叠后,就形成了凸角,在此处腐蚀速率加快,最终形成较大的六边形,如图1c,腐蚀将最终停止于各个(111) 面,如图2。可见(111)硅片在腐蚀液中拥有侧向腐蚀的特性,常见(111)加工技术就是根据此特性在(111)硅片上实现厚度均匀一致,晶向严格限制的结构制作。该方法需要利用硅各向异性腐蚀特性,且由于释放窗口必须沿特定晶向制作,从而制作出的结构也具有明确的指向性,因此该方法具有较大的局限性。[0005]因此,提供一种新型的基于氮化硅阳极键合的(111)硅转移工艺,实属必要。技术实现要素:[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种基于氮化硅阳极键合的(111) 硅转移工艺,用于解决现有技术中在(111)硅片上制作mems结构所遇到上述一系列的制造问题。[0007]为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种基于氮化硅阳极键合的(111)硅转移工艺,包括以下步骤:[0008]提供(111)硅片;[0009]图形化所述(111)硅片,在所述(111)硅片的表面制作凸起的锚点;[0010]形成氮化硅层,所述氮化硅层覆盖所述锚点;[0011]形成第一腐蚀保护层,所述第一腐蚀保护层覆盖所述氮化硅层及所述(111)硅片的表面;[0012]图形化所述第一腐蚀保护层及所述(111)硅片,形成第一沟槽,所述第一沟槽包括结构图形沟槽及闭合释放沟槽;[0013]形成第二腐蚀保护层,所述第二腐蚀保护层覆盖所述第一沟槽的侧壁及底部;[0014]去除位于所述第一沟槽底部的所述第二腐蚀保护层,并进行刻蚀,以基于所述第一沟槽形成第二沟槽;[0015]图形化所述第一腐蚀保护层,显露所述氮化硅层;[0016]提供键合衬底,将所述键合衬底与所述氮化硅层进行阳极键合;[0017]采用各向异性腐蚀液,进行湿法刻蚀,以基于所述第二沟槽形成贯通孔;[0018]去除所述第一腐蚀保护层及第二腐蚀保护层。[0019]可选地,所述氮化硅层为内应力为张应力的低应力氮化硅层,且应力小于100mpa。[0020]可选地,所述锚点的厚度大于所述氮化硅层的厚度;所述锚点的厚度小于2μm;所述氮化硅层的厚度小于1μm。[0021]可选地,所述氮化硅层延伸至所述(111)硅片的表面,且延伸宽度大于光刻最小线宽的 2倍。[0022]可选地,所述第一腐蚀保护层的厚度为所述第二腐蚀保护层厚度的2倍以上;所述第一腐蚀保护层包括teos层、lto层、sic层及sio2层中的一种或组合;所述第二腐蚀保护层包括teos层、lto层、sic层及sio2层中的一种或组合。[0023]可选地,所述键合衬底包括玻璃键合衬底。[0024]可选地,所述各向异性腐蚀液包括koh腐蚀液或tmah腐蚀液。[0025]可选地,显露所述氮化硅层后及进行键合工艺前,还包括在所述氮化硅层中形成第一金属层的步骤,以及在所述键合衬底表面形成与所述第一金属层对应设置的第二金属层的步骤,以通过所述第一金属层及第二金属层实现电连接。[0026]可选地,还包括在所述(111)硅片的表面形成金属层的步骤,以通过所述金属层进行金属引线电连接。[0027]可选地,形成所述氮化硅层、第一腐蚀保护层及第二腐蚀保护层的方法包括lpcvd法。[0028]如上所述,本发明的基于氮化硅阳极键合的(111)硅转移工艺,具有以下有益效果:[0029]1)(111)硅片在各向异性腐蚀液中进行侧向腐蚀,不会对晶向为(111)的上下表面进行腐蚀,因此在各向异性腐蚀液中释放敏感可动结构后,能很好地控制敏感可动结构的厚度,实现厚度精确一致且可控的结构;[0030]2)通过在(111)硅片形成闭合图形的闭合释放沟槽,在完成阳极键合后,再将器件放入各向异性腐蚀液内进行释放,闭合释放沟槽会将结构层完全释放并使其脱离(111)硅片。该工艺能实现敏感可动结构向键合衬底的转移,且敏感可动结构在(111)硅片上的方向设计不受晶向限制,可朝向任意晶向。[0031]3)在(111)硅片上沉积低应力氮化硅层作为键合层,可实现高质量的阳极键合,并且能充分保护键合面处的体硅不受各向异性腐蚀液的刻蚀,实验表明,以氮化硅层作为保护层的器件,能至少耐受一周以上的各向异性腐蚀液,从而可防止敏感可动结构与键合衬底发生分离,避免键合面断裂,以形成稳定结构。[0032]从而,本发明可实现厚度精确可控、任意晶向的敏感可动结构及结构的转移,可实现硅基振荡器、加速度计与微机械陀螺等(111)晶面上任意晶向mems器件的高精度、低成本制造。附图说明[0033]图1a~图1c显示为现有技术中(111)硅片在各向异性腐蚀液中腐蚀的结构示意图。[0034]图2显示为现有技术中(111)硅片在各向异性腐蚀液中腐蚀的剖面结构示意图。[0035]图3显示为本发明实施例中基于氮化硅阳极键合的(111)硅转移工艺的流程示意图。[0036]图4显示为本发明实施例中在(111)硅片的表面制作锚点后的结构示意图。[0037]图5显示为本发明实施例中形成氮化硅层后的结构示意图。[0038]图6显示为本发明实施例中形成第一腐蚀保护层后的结构示意图。[0039]图7显示为本发明实施例中形成第一沟槽后的结构示意图。[0040]图8显示为图7的俯视结构示意图。[0041]图9显示为本发明实施例中形成第二腐蚀保护层后的结构示意图。[0042]图10显示为本发明实施例中形成第二沟槽后的结构示意图。[0043]图11显示为本发明实施例中形成光刻胶掩膜后的结构示意图。[0044]图12显示为本发明实施例中图形化第一腐蚀保护层显露氮化硅层后的结构示意图。[0045]图13显示为本发明实施例中将键合衬底与氮化硅层进行阳极键合后的结构示意图。[0046]图14显示为本发明实施例中形成贯通孔后的结构示意图。[0047]图15显示为本发明实施例中形成的一种敏感可动结构的结构示意图。[0048]图16显示为本发明实施例中形成第一金属层后的结构示意图。[0049]图17显示为图16的俯视结构示意图。[0050]图18显示为本发明实施例中形成第二金属层后的结构示意图。[0051]图19显示为图18的俯视结构示意图。[0052]图20显示为本发明实施例中键合第一金属层及第二金属层后的结构示意图。[0053]图21显示为本发明实施例中于正面形成金属层后的结构示意图。[0054]元件标号说明[0055]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ释放槽[0056]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ保护层[0057]aꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ掩膜边界[0058]bꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ凹角[0059]100ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ(111)硅片[0060]100aꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第一表面[0061]100bꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ侧壁[0062]100cꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第二表面[0063]101ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ锚点[0064]200ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ氮化硅层[0065]300ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第一腐蚀保护层[0066]410ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第一沟槽[0067]410aꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第一沟槽底部[0068]410bꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第一沟槽侧壁[0069]411ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第一结构图形沟槽[0070]412ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第一闭合释放沟槽[0071]420ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第二沟槽[0072]420aꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第二沟槽底部[0073]420bꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第二沟槽侧壁[0074]421ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第二结构图形沟槽[0075]422ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第二闭合释放沟槽[0076]500ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第二腐蚀保护层[0077]600ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ光刻胶掩膜[0078]700ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ键合衬底[0079]800ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ贯通孔[0080]910ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第一金属层[0081]920ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ第二金属层[0082]930ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ金属层[0083]qꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ快速刻蚀区具体实施方式[0084]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。[0085]如在详述本发明实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。[0086]为了方便描述,此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到,这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外,当一层被称为在两层“之间”时,它可以是所述两层之间仅有的层,或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。[0087]在本技术的上下文中,所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。[0088]需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,其组件布局型态也可能更为复杂。[0089]如图3所示,本实施例提供一种基于氮化硅阳极键合的(111)硅转移工艺,包括以下步骤:[0090]提供(111)硅片;[0091]图形化所述(111)硅片,在所述(111)硅片的表面制作凸起的锚点;[0092]形成氮化硅层,所述氮化硅层覆盖所述锚点;[0093]形成第一腐蚀保护层,所述第一腐蚀保护层覆盖所述氮化硅层及所述(111)硅片的表面;[0094]图形化所述第一腐蚀保护层及所述(111)硅片,形成第一沟槽,所述第一沟槽包括结构图形沟槽及闭合释放沟槽;[0095]形成第二腐蚀保护层,所述第二腐蚀保护层覆盖所述第一沟槽的侧壁及底部;[0096]去除位于所述第一沟槽底部的所述第二腐蚀保护层,并进行刻蚀,以基于所述第一沟槽形成第二沟槽;[0097]图形化所述第一腐蚀保护层,显露所述氮化硅层;[0098]提供键合衬底,将所述键合衬底与所述氮化硅层进行阳极键合;[0099]采用各向异性腐蚀液,进行湿法刻蚀,以基于所述第二沟槽形成贯通孔;[0100]去除所述第一腐蚀保护层及第二腐蚀保护层。[0101]具体的,以下结合附图4~图21,进行进一步的介绍。[0102]首先,参阅图4,提供(111)硅片100,其中,所述(111)硅片100的上表面与(111) 晶面的偏差优选小于±1°。[0103]接着,可使用深反应离子刻蚀(drie)对所述(111)硅片100进行刻蚀,以在所述(111) 硅片100上制作凸起的锚点101,使得所述(111)硅片100具有第一表面100a、侧壁100b 和第二表面100c,如图4,以通过所述锚点101便于在后续的阳极键合过程中,避免敏感可动结构与键合衬底700发生键合,以仅允许氮化硅层200与所述键合衬底700进行键合,以准备高质量的键合结构。其中,制作所述锚点101的工艺并非局限于此,此处不作过分限制。[0104]作为示例,所述锚点101的厚度小于2μm,即所述第一表面100a与所述第二表面100c 之间的高度差优选为小于2μm,如1μm、1.5μm等,具体可根据工艺条件,以及后续形成的所述氮化硅层200的厚度及第一腐蚀保护层300的厚度决定,此处不作过分限制。[0105]接着,参阅图5,形成氮化硅层200,所述氮化硅层200覆盖所述锚点101。[0106]作为示例,所述氮化硅层200为内应力为张应力的低应力氮化硅层,且应力小于 100mpa。[0107]具体的,可采用lpcvd法形成所述氮化硅层200,但并非局限于此。其中,所述氮化硅层200可采用应力为张应力,应力小于100mpa的低应力氮化硅层,如应力为80mpa、50mpa等。所述氮化硅层200的厚度可小于1μm,如0.5μm等,其中,形成的所述氮化硅层 200的厚度需小于所述锚点101的厚度,以便于后续通过位于所述锚点101上的所述氮化硅层200作为键合层。其中,形成的所述氮化硅层200完整覆盖所述锚点101,即覆盖所述第一表面100a及侧壁100b,并延伸到所述第二表面100c上。[0108]优选的,所述氮化硅层200在所述第二表面100c上的延伸宽度至少大于光刻最小线宽的 2倍,以便于后续可通过所述第一表面100a上的所述氮化硅层200与所述键合衬底700进行阳极键合,形成键合界面。[0109]接着,参阅图6,形成第一腐蚀保护层300,所述第一腐蚀保护层300覆盖所述氮化硅层 200及所述(111)硅片100的表面。[0110]作为示例,所述第一腐蚀保护层300包括teos层、lto层、sic层及sio2层中的一种或组合。[0111]具体的,可采用lpcvd法形成所述第一腐蚀保护层300,但并非局限于此。其中,所述第一腐蚀保护层300所选用的材料须能够耐受后续工艺中的各向异性腐蚀液,且需与所述氮化硅层200之间具有良好的腐蚀选择性,即可以采用所述各向异性腐蚀液进行湿法刻蚀,以去除所述第一腐蚀保护层300而不会破坏所述氮化硅层200。其中,所述第一腐蚀保护层300 可以采用如teos层、lto层、sic层及sio2层中的一种或组合等材料,如当所述第一腐蚀保护层采用teos时,可以采用氢氟酸溶液腐蚀去除,而氢氟酸溶液对所述氮化硅层200的腐蚀速率极低,去除teos的工艺对所述氮化硅层200的厚度影响可忽略。[0112]接着,参阅图7,图形化所述第一腐蚀保护层300及所述(111)硅片100,形成第一沟槽410,所述第一沟槽410包括第一结构图形沟槽411及第一闭合释放沟槽412。[0113]具体的,可先通过rie法刻蚀所述第一腐蚀保护层300至所述(111)硅片100,后使用 drie刻蚀所述(111)硅片100,以形成所述第一深槽410。其中,所述第一闭合释放沟槽 412为闭合图形并环绕所述第一结构图形沟槽411,如图8,以便于后续在使用阳极键合的工艺前提下,通过闭合释放环即所述第一结构图形沟槽411保证敏感可动结构向所述键合衬底 700的转移。其中,所述第一结构图形沟槽411的方向不受晶向限制,可旋转至各个角度。[0114]接着,参阅图9,形成第二腐蚀保护层500,所述第二腐蚀保护层500覆盖所述第一沟槽 410的侧壁410a及底部410b。[0115]作为示例,所述第二腐蚀保护层500包括teos层、lto层、sic层及sio2层中的一种或组合。[0116]具体的,可采用lpcvd法形成所述第二腐蚀保护层500,或采用热氧化法形成sio2层,但并非局限于此。其中,所述第二腐蚀保护层500可以采用如teos层、lto层、sic 层及sio2层中的一种或组合等材料。所述第二腐蚀保护层500的厚度小于所述第一腐蚀保护层300,优选所述第一腐蚀保护层300的厚度为所述第二腐蚀保护层500厚度的2倍以上。所述第一腐蚀保护层300及所述第二腐蚀保护层500可采用相同材质也可采用不同材质,此处不作过分限制。[0117]接着,参阅图10,去除位于所述第一沟槽底部410a的所述第二腐蚀保护层500,并进行刻蚀,以基于所述第一沟槽410形成第二沟槽420。[0118]具体的,可采用rie法,刻蚀掉所述第一沟槽底部410a的所述第二腐蚀保护层500,由于反应离子刻蚀对侧向的刻蚀速率远小于向下的刻蚀速率,从而在本次刻蚀中,所述第一沟槽侧壁410b的所述第二腐蚀保护层500可以很好的保留下来。同时,由于所述第一腐蚀保护层300的厚度大于所述第二腐蚀保护层500,从而在控制好rie刻蚀时间的条件下,位于所述(111)硅片100表面的所述第一腐蚀保护层300也能保留一定的厚度。接着,使用深反应离子刻蚀所述(111)硅片100,刻蚀深度可包括5μm~10μm,如5μm、8μm及10μm等,由于只有所述第一沟槽底部410a没有所述第二腐蚀保护层500的保护,从而所述第一沟槽410 将会向下继续刻蚀,以基于所述第一沟槽410形成所述第二沟槽420,即包括第二结构图形沟槽421及第二闭合释放沟槽422,如图10。[0119]接着,参阅图11及图12,图形化所述第一腐蚀保护层300,显露所述氮化硅层200。[0120]具体的,进行正面光刻,形成光刻胶掩膜600,且所述光刻胶掩膜600中具有暴露所述锚点101的光刻窗口,且须保证光刻窗口小于所述氮化硅层200。其中,涂覆光刻胶的方式可采用喷胶的方式,但并非局限于此。其中,光刻胶须完全填满所述第二沟槽420,且优选采用长时、低温方式进行坚膜,以保护第二沟槽侧壁420b,防止在后续湿法腐蚀所述第一腐蚀保护层300时被破坏。接着,可使用选择性腐蚀法,去除所述第一腐蚀保护层300以显露所述氮化硅层200,并去除所述光刻胶掩膜600,以显露所述第二沟槽侧壁420b及第二沟槽底部420a,如图12,形成敏感可动结构。[0121]接着,参阅图13,提供键合衬底700,将所述键合衬底700与所述氮化硅层200进行阳极键合。其中,优选所述键合衬底700为玻璃键合衬底,如硼硅玻璃键合衬底,但所述键合衬底700的种类并非局限于此。[0122]接着,参阅图14,采用各向异性腐蚀液,进行湿法刻蚀,以基于所述第二沟槽420形成贯通孔800。[0123]具体的,将键合的器件放入各向异性腐蚀液中进行湿法刻蚀,其中,所述各向异性腐蚀液可包括koh溶液或tmah溶液等。所述各向异性腐蚀液对于单晶硅(111)晶面的腐蚀速度极慢,仅为(100)晶面的1/100,在实际腐蚀过程中可忽略不计。而由于所述(111)硅片 100的表面与所述第二沟槽底部420a都为(111)晶面,从而在各向异性腐蚀液中,不会进行腐蚀,而所述第二沟槽420部分侧壁由于有所述第二腐蚀保护层500的保护,从而也不会受到腐蚀,只有未被所述第二腐蚀保护层500覆盖的部分侧壁即所述第二沟槽侧壁420b不是 (111)面,也没有所述第二腐蚀保护层500的保护,从而就形成了腐蚀快面,腐蚀速度大,会从侧壁向内进行腐蚀,形成快速刻蚀区q,使得所述第二沟槽420转化为贯通孔800,如图14。当所述第二结构图形沟槽421结构从底部腐蚀断后,暴露出的面就变成了凹角或掩模边界,此时慢面出现,腐蚀最终终止在(111)面,从而基于所述第二闭合释放沟槽422,在所述各向异性腐蚀液的作用下,最终可以实现敏感可动结构的完全释放,同时敏感可动结构通过阳极键合锚定于所述键合衬底700上,因此,可以实现敏感可动结构的转移工艺,且通过在所述各向异性腐蚀液中释放敏感可动结构后,能很好地控制敏感可动结构的厚度,实现厚度精确一致且可控。[0124]接着,参阅图15,去除所述第一腐蚀保护层300及第二腐蚀保护层500。[0125]具体的,在释放敏感可动结构完成后,可使用如气相刻蚀法,以去除所述第一腐蚀保护层300以及所述第二腐蚀保护层500,同时防止敏感可动结构由于液体表面张力而吸附于所述键合衬底700上,其中,气相刻蚀法可采用如气相氢氟酸等,具体根据所述第一腐蚀保护层300及第二腐蚀保护层500的材质进行选择,此处不作过分限定。[0126]进一步的,如图16~图20,在一实施例中,在显露所述氮化硅层200后及进行键合工艺前,还可包括在所述氮化硅层200中形成第一金属层910的步骤,以及在所述键合衬底700 表面形成与所述第一金属层910对应设置的第二金属层920的步骤,以通过所述第一金属层910及第二金属层920实现电连接。[0127]具体的,如图12,在正面光刻所述氮化硅层200后,可使用rie刻蚀所述氮化硅层200 后至所述(111)硅片100,形成引线窗口,并采用金属剥离工艺(metal lift-off technology) 制作所述第一金属层910,其中,所述第一金属层910的厚度可与所述氮化硅层厚度保持一致,使键合面保持一定的平整度,不影响所述阳极键合工艺,如图16及图17,以及在所述键合衬底700上可使用如溅射或蒸发的方法制作所述第二金属层920,再通过正面光刻进行图形化,使用离子束刻蚀后留下键合区域的金属层及引出打线的金属层,即形成所述第二金属层920,如图18及图19,进行对准键合,以保证所述第一金属层910与所述第二金属层 920压紧,键合完成的器件如图20所示,后续工艺此处不作赘述。[0128]进一步的,参阅图21,在另一实施例中,还包括在所述(111)硅片100的表面形成金属层930的步骤,以通过所述金属层930进行金属引线电连接。[0129]具体的,参阅图21,可在器件的正面使用如溅射或蒸发的方式制作金属薄膜,在正面光刻后,对金属薄膜进行图形化,以在敏感可动结构正面形成所述金属层930,以通过所述金属层930进行后续的金属引线电连接。其中,所述金属层930的材料可选择为al,所述金属层930的厚度可为600nm,图形化的方法可使用离子束刻蚀或金属腐蚀液进行湿法腐蚀,优选地,本实施例采用金属腐蚀液进行湿法腐蚀,但所述金属层930的材质、厚度及形成方法并非局限于此,可根据需要进行选择。[0130]综上所述,本发明的基于氮化硅阳极键合的(111)硅转移工艺,具有以下有益效果:[0131]1)(111)硅片在各向异性腐蚀液中进行侧向腐蚀,不会对晶向为(111)的上下表面进行腐蚀,因此在各向异性腐蚀液中释放敏感可动结构后,能很好地控制敏感可动结构的厚度,实现厚度精确一致且可控的结构;[0132]2)通过在(111)硅片形成闭合图形的闭合释放沟槽,在完成阳极键合后,再将器件放入各向异性腐蚀液内进行释放,闭合释放沟槽会将结构层完全释放并使其脱离(111)硅片。该工艺能实现敏感可动结构向键合衬底的转移,且敏感可动结构在(111)硅片上的方向设计不受晶向限制,可朝向任意晶向。[0133]3)在(111)硅片上沉积低应力氮化硅层作为键合层,可实现高质量的阳极键合,并且能充分保护键合面处的体硅不受各向异性腐蚀液的刻蚀,实验表明,以氮化硅层作为保护层的器件,能至少耐受一周以上的各向异性腐蚀液,从而可防止敏感可动结构与键合衬底发生分离,避免键合面断裂,以形成稳定结构。[0134]从而,本发明可实现厚度精确可控、任意晶向的敏感可动结构及结构的转移,可实现硅基振荡器、加速度计与微机械陀螺等(111)晶面上任意晶向mems器件的高精度、低成本制造。[0135]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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