一种MEMS器件的制备方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种mems器件的制备方法。

背景技术：

1、mems(micro-electro-mechanical systems，微机电系统/微机械/微系统)是一种多学科交叉的新兴技术，主要涉及微加工技术、机械学/固体声波理论，热流理论，电子学，生物学等诸多学科领域，在国防、航空航天、医疗、信息通信、汽车等领域都具有应用前景，因而倍受人们的关注。

2、mems设计往往会采用常见的机械零件和工具所对应的微观模拟元件，使得mems器件可能包含通道、孔、悬臂、膜、腔或其它悬空结构。mems器件制备过程中，通常借助牺牲层技术实现悬空结构，具体的，首先利用牺牲层为悬空结构(例如悬臂)提供支撑作用，最后再将牺牲层去除，以释放悬空结构。示例性的，牺牲层可以是光刻胶。

3、现有技术常常采用干法工艺或者湿法工艺去除牺牲层，但是，对于需要形成悬空结构的mems器件而言，采用传统的干法工艺或者湿法工艺去除牺牲层，往往存在去除速率低、去除不彻底或者损伤器件等问题，进而影响器件的使用寿命和可靠性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种mems器件的制备方法，以提高牺牲层的去除速率和去除的干净程度，降低对器件的损伤，降低对器件的使用寿命和可靠性的影响。

2、本发明提供的mems器件的制备方法包括：

3、提供基底，并在基底上至少依次形成第一结构层、牺牲层和第二结构层；牺牲层具有至少一个贯穿牺牲层的开口，且开口暴露第一结构层，第二结构层包括位于开口内的第一分部和位于开口外的第二分部；

4、去除牺牲层，以在第一结构层和第二分部之间形成间隙；

5、其中，去除牺牲层的步骤包括多个干法处理周期，每个干法处理周期包括：

6、采用灰化气体对牺牲层进行等离子体灰化处理；

7、静置mems器件预设时间以排出等离子体灰化处理阶段产生的挥发性气体。

8、可选地，在对牺牲层进行等离子体灰化处理之前，干法处理周期还包括：

9、采用活化气体对牺牲层进行等离子体活化处理。

10、可选地，灰化气体的气体流量为1000sccm～10000sccm；活化气体的气体流量为500sccm～1000sccm；

11、等离子体灰化处理和等离子体活化处理中，射频功率均为200w～1100w，腔室压力均为0.3torr～3torr，腔室温度均为100℃～300℃。

12、可选地，等离子体灰化处理的腔室压力小于等离子体活化处理的腔室压力。

13、可选地，灰化气体包括氧气；活化气体包括氢气和/或氮气。

14、可选地，间隙在第一方向上具有第一最小宽度，间隙在第二方向上具有第一最小深度，第一最小宽度和第一最小深度的比值为第一比值，第一比值大于或等于6；

15、其中，第一方向平行于基底所在平面，第二方向垂直于基底所在平面。

16、可选地，干法处理周期的循环次数与第一比值正相关。

17、可选地，等离子体灰化处理中的等离子体仅包括非带电粒子；等离子体活化处理中的等离子体仅包括非带电粒子。

18、可选地，在多个干法处理周期结束之后，去除牺牲层的步骤还包括：

19、向工作腔室内通入清洗气体清洗mems器件。

20、可选地，在多个干法处理周期结束之后，去除牺牲层的步骤还包括：

21、采用清洗液漂洗mems器件。

22、本发明实施例的技术方案，对于需要形成悬空结构的mems器件而言，在去除牺牲层时，循环进行多个干法处理周期，每个干法处理周期中先采用灰化气体对牺牲层进行等离子体灰化处理，再静置mems器件预设时间，即暂停等离子体灰化处理，如此通过多个干法处理周期可以间歇性地对牺牲层进行等离子体灰化处理，有利于灰化反应产生的挥发性气体在暂停等离子体灰化处理的阶段及时排出，进而有利于等离子体向未被去除的牺牲层深处移动，加快牺牲层的去除速率，提高去除的干净程度，另一方面还有利于改善等离子体的分布均匀性，改善不同区域牺牲层的去除效率的均匀性，同样可以在一定程度上加快牺牲层的去除速率。

23、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种mems器件的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述牺牲层进行等离子体灰化处理之前，所述干法处理周期还包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述灰化气体的气体流量为1000sccm～10000sccm；所述活化气体的气体流量为500sccm～1000sccm；

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体灰化处理的腔室压力小于所述等离子体活化处理的腔室压力。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述灰化气体包括氧气；所述活化气体包括氢气和/或氮气。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述间隙在第一方向上具有第一最小宽度，所述间隙在第二方向上具有第一最小深度，所述第一最小宽度和所述第一最小深度的比值为第一比值，所述第一比值大于或等于6；

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述干法处理周期的循环次数与所述第一比值正相关。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体灰化处理中的等离子体仅包括非带电粒子；所述等离子体活化处理中的等离子体仅包括非带电粒子。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述多个干法处理周期结束之后，所述去除牺牲层的步骤还包括：

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述多个干法处理周期结束之后，所述去除牺牲层的步骤还包括：

技术总结本发明公开了一种MEMS器件的制备方法，该制备方法包括提供基底，并在基底上至少依次形成第一结构层、牺牲层和第二结构层；牺牲层具有至少一个贯穿牺牲层的开口，且开口暴露第一结构层，第二结构层包括位于开口内的第一分部和位于开口外的第二分部；去除牺牲层，以在第一结构层和第二分部之间形成间隙；其中，去除牺牲层的步骤包括多个干法处理周期，每个干法处理周期包括：采用灰化气体对牺牲层进行等离子体灰化处理；静置MEMS器件预设时间以排出等离子体灰化处理阶段产生的挥发性气体。本发明实施例的技术方案可以提高牺牲层的去除速率和去除的干净程度，降低对器件的损伤，降低对器件的使用寿命和可靠性的影响。技术研发人员：林政勋,郭轲科受保护的技术使用者：无锡邑文电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13