在MEMS结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺的制作方法

本公开涉及半导体领域，更具体地涉及一种在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺。

背景技术：

1、聚酰亚胺(polymide/pi)在半导体领域广泛应用。在mems工艺中的pi工艺是为了隔离和支撑探测器结构的作用，在最后会通过o2 plasma干法去胶机台将整个pi结构给释放干净。但在pi光刻和刻蚀工艺中，需要在先pi上做出用于导通的孔，之后在孔以及孔顶部周围沉积(即生长)覆盖层(例如氮化硅)。在pi结构未被释放之前，pi将作为临时支撑结构支撑覆盖层以及覆盖层之上的各种结构(例如包括非制冷红外探测器的像元结构的桥面以及伞结构等)，在pi结构被释放之后，覆盖层继而将起到支撑其之上的各种结构的作用，而覆盖层是通过沉积方式沉积在聚酰亚胺的孔内以及孔顶部周围，聚酰亚胺的孔的刻蚀工艺对于覆盖层发挥其作用有着直接影响，聚酰亚胺的孔的刻蚀工艺影响于覆盖层的应力释放以及所支撑的结构的特性(例如桥面的平坦性)、后续在覆盖层上的各种结构的后续工艺以及最终器件的稳定性。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其通过对起到支撑作用的牺牲层材料进行刻蚀成孔的控制使生长在孔以及孔顶部周围的覆盖层能够起到很好地释放应力和支撑作用。

2、由此，一种在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺包括步骤：s1，提供待刻蚀的复合膜层，复合膜层包括从下往上依次设置的硅衬底、介质层以及聚酰亚胺层；s2，在聚酰亚胺层设置图案化的光刻胶以形成沟槽，以使沟槽露出用于形成孔的部分的聚酰亚胺层而孔周围的聚酰亚胺层覆盖有光刻胶；s3，主刻蚀，采用he、cf4、chf3以及o2的刻蚀气体沿沟槽进行刻蚀，结束时，沿沟槽刻蚀的聚酰亚胺层在介质层上有残留；s4，过刻蚀，采用n2和o2的刻蚀气体继续沿沟槽进行刻蚀，将残留的聚酰亚胺层刻蚀干净并露出介质层；s5，将残留的光刻胶去除，以使与沟道对应的部分形成孔；s6，沿着孔以及孔顶部周围的聚酰亚胺层上生长一层覆盖层，其中，覆盖层的顶部到侧壁为弧形且覆盖层的侧壁与底壁的夹角为80-86.5°。

3、本公开的有益效果如下：在本公开的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺中，通过步骤s3的主刻蚀和步骤s4的过刻蚀，使聚酰亚胺层成孔，在步骤s5去除光刻胶后进行步骤s6的覆盖层生长一层覆盖层且覆盖层的顶部到侧壁为弧形且覆盖层的侧壁与底壁的夹角为80-86.5°，从而在聚酰亚胺层结构未被释放之前，聚酰亚胺层将作为临时支撑结构支撑覆盖层以及覆盖层之上的各种结构(例如包括非制冷红外探测器的像元结构的桥面以及伞结构等)，在聚酰亚胺层被释放之后，覆盖层继而将起到支撑其之上的各种结构的作用。覆盖层顶部到侧壁为弧形能够很好地释放应力，覆盖层的侧壁与底壁的夹角为80-86.5°能够在聚酰亚胺层被释放之后起到稳定支撑覆盖层之上的各种结构(例如包括非制冷红外探测器的像元结构的桥面以及伞结构等)的作用，在后道工艺中避免了坍塌、倾斜、peeling(脱落)，芯片整体掀起的风险，极大地优化了结构的稳定性和器件的寿命。

技术特征：

1.一种在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的在mems结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺，其特征在于，

技术总结一种在MEMS结构中起到支撑作用的牺牲层材料的刻蚀工艺包括步骤：提供待刻蚀的复合膜层，复合膜层包括从下往上的硅衬底、介质层以及聚酰亚胺层；在聚酰亚胺层设置图案化的光刻胶以形成沟槽，以使沟槽露出用于形成孔的部分的聚酰亚胺层而孔周围的聚酰亚胺层覆盖有光刻胶；主刻蚀，采用He、CF<subgt;4</subgt;、CHF<subgt;3</subgt;以及O<subgt;2</subgt;的刻蚀气体沿沟槽进行刻蚀，结束时，沿沟槽刻蚀的聚酰亚胺层在介质层上有残留；过刻蚀，采用N<subgt;2</subgt;和O<subgt;2</subgt;的刻蚀气体继续沿沟槽进行刻蚀，将残留的聚酰亚胺层刻蚀干净并露出介质层；S5，将残留的光刻胶去除，以使与沟道对应的部分形成孔；沿着孔以及孔顶部周围的聚酰亚胺层上生长一层覆盖层，覆盖层的顶部到侧壁为弧形且覆盖层的侧壁与底壁的夹角为80‑86.5°。技术研发人员：朱景春,赵刚,李海涛,高玉波,胡青霜,刘正楚受保护的技术使用者：安徽光智科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26