微流控器件的制作方法以及微机电系统与流程

本申请涉及半导体，具体而言，涉及一种微流控器件的制作方法以及微机电系统。

背景技术：

1、现有技术的微流控芯片的制作过程中，需要对两层衬底进行键合、加工，才能得到微流控芯片，这造成了微流控芯片的制作成本较高。

2、在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种微流控器件的制作方法以及微机电系统，以解决现有技术中微流控芯片的制作成本较高的问题。

2、为了实现所述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种微流控器件的制作方法，包括：第一提供步骤，提供第一衬底；第二提供步骤，提供待键合结构，所述待键合结构包括基底以及位于所述基底中的腔体，所述基底具有相对的正面以及背面，所述腔体位于所述基底的所述背面所在的一侧；键合步骤，以所述背面为键合界面，将所述待键合结构与所述第一衬底进行临时键合，得到键合结构；去除步骤，去除部分的所述键合结构，以形成贯穿所述正面至所述腔体中的多个通道孔；解键合步骤，将形成有所述通道孔的所述键合结构解键合，具有所述通道孔的所述待键合结构形成微流控器件，剩余的解键合结构形成所述第一衬底；循环步骤，依次执行所述第二提供步骤、所述键合步骤、所述去除步骤以及所述解键合步骤多次，以得到预定数量的所述微流控器件。

3、可选地，所述第二提供步骤包括：提供第二衬底以及分别位于所述第二衬底的两个相对表面上的第一掩膜和第二预备掩膜；在所述第一掩膜的远离所述第二衬底的表面上依次形成多个间隔的金属线以及至少覆盖所述金属线的保护层；依次去除部分所述第二预备掩膜以及部分所述第二衬底，以形成位于所述第二预备掩膜以及所述第二衬底中的所述腔体，剩余的所述第二预备掩膜形成第二掩膜；去除部分的所述保护层，以使得所述金属线的远离所述第一掩膜的表面裸露，得到所述键合结构。

4、可选地，提供第二衬底以及分别位于所述第二衬底的两个相对表面上的第一掩膜和第二预备掩膜，包括：提供预备衬底；对所述预备衬底进行热氧化，以在所述预备衬底的两个相对表面上分别形成第一氧化层以及第二氧化层，剩余的所述预备衬底形成所述第二衬底；采用低压化学气相沉积法，在所述第一氧化层的裸露表面上形成第一介质层，并且在所述第二氧化层的裸露表面上形成第二介质层，所述第一介质层以及所述第一氧化层形成所述第一掩膜，所述第二介质层以及所述第二氧化层形成所述第二预备掩膜。

5、可选地，所述第一氧化层以及所述第二氧化层的材料分别包括氧化硅，所述第一介质层以及所述第二介质层的材料分别包括氮化硅，所述金属线的材料包括钼。

6、可选地，在所述第一掩膜的远离所述第二衬底的表面上形成多个间隔的金属线，包括：采用溅射工艺在所述第一掩膜的远离所述第二衬底的表面上形成金属层；在所述金属层的远离所述第一掩膜的表面上形成图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀所述金属层，以形成多个间隔的所述金属线。

7、可选地，形成至少覆盖所述金属线的保护层，包括：采用等离子体增强化学气相沉积法，在所述金属线的裸露表面以及所述第一掩膜的裸露表面上形成所述保护层。

8、可选地，依次去除所述第二预备掩膜以及部分所述第二衬底，以形成位于所述第二预备掩膜以及所述第二衬底中的所述腔体，包括：在所述第二预备掩膜的远离所述第二衬底的表面上形成图形化的第一光刻胶层；以图形化的所述第一光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二预备掩膜，以使部分的所述第二衬底裸露，得到所述第二掩膜；去除所述第一光刻胶层，并以所述第二掩膜为掩膜，刻蚀所述第二衬底，得到所述腔体。

9、可选地，剩余的所述保护层形成保护结构，剩余的所述第二衬底形成衬底结构，所述去除步骤包括：在所述金属线的裸露表面上以及所述保护结构的裸露表面上形成图形化的第二光刻胶层；以图形化的第二光刻胶层为掩膜，依次刻蚀所述保护结构、所述第一掩膜以及所述衬底结构，得到所述通道孔；去除所述第二光刻胶层。

10、可选地，所述键合步骤包括：在所述背面上和/或所述第一衬底的表面上形成临时键合胶，所述解键合步骤包括：采用湿法去胶工艺去除所述临时键合胶，以对所述键合结构解键合，得到所述微流控器件以及所述第一衬底。

11、根据本申请的另一方面，提供了一种微机电系统，包括采用任一种所述的方法制作得到的微流控器件。

12、应用本申请的技术方案，所述的微流控器件的制作方法中，首先提供第一衬底和待键合结构，其中，所述待键合结构包括基底以及位于所述基底背面一侧的腔体；之后以所述基底背面为键合界面，将所述待键合结构以及所述第一衬底进行临时键合；然后在键合结构中形成贯穿所述基底正面至所述腔体中的多个通道孔，并将形成有通道孔的所述键合结构沿键合界面解键合，具有所述通道孔的所述待键合结构形成微流控器件；最后，解键合得到的第一衬底可以循环使用，来制作多个微流控器件。相比现有技术中，需要两层衬底键合、加工才能得到微流控芯片，造成微流控芯片的制作成本较高的问题，本申请的所述制作过程，通过循环利用第一衬底，保证了微流控器件的制作成本较低。并且，相比现有技术中两层衬底键合后同时形成腔体和通道孔的制作方式，本申请先形成腔体、再键合、最后形成通道孔，在形成通道孔的过程中第一衬底可以起到较好的支撑作用，降低了腔体和通道孔的制作难度，保证了制作得到的通道孔的工艺尺寸较为容易控制，从而保证了得到的微流控器件的器件性能较好。

技术特征：

1.一种微流控器件的制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二提供步骤包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，提供第二衬底以及分别位于所述第二衬底的两个相对表面上的第一掩膜和第二预备掩膜，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一氧化层以及所述第二氧化层的材料分别包括氧化硅，所述第一介质层以及所述第二介质层的材料分别包括氮化硅，所述金属线的材料包括钼。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一掩膜的远离所述第二衬底的表面上形成多个间隔的金属线，包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成至少覆盖所述金属线的保护层，包括：

7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，依次去除所述第二预备掩膜以及部分所述第二衬底，以形成位于所述第二预备掩膜以及所述第二衬底中的所述腔体，包括：

8.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，剩余的所述保护层形成保护结构，剩余的所述第二衬底形成衬底结构，所述去除步骤包括：

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，

10.一种微机电系统，其特征在于，包括采用权利要求1至9中任一项所述的方法制作得到的微流控器件。

技术总结本申请提供了一种微流控器件的制作方法以及微机电系统，该方法包括：第一提供步骤，提供第一衬底；第二提供步骤，提供待键合结构，待键合结构包括基底以及位于基底中的腔体，基底具有相对的正面以及背面，腔体位于基底的背面所在的一侧；键合步骤，以背面为键合界面，将待键合结构与第一衬底进行临时键合，得到键合结构；去除步骤，去除部分的键合结构，以形成贯穿正面至腔体中的多个通道孔；解键合步骤，将形成有通道孔的键合结构解键合，具有通道孔的待键合结构形成微流控器件，剩余的解键合结构形成第一衬底；循环步骤，依次执行第二提供步骤、键合步骤、去除步骤以及解键合步骤多次，以得到预定数量的微流控器件。本申请的制作成本较低。技术研发人员：杨涛,王晋,郭佳惠,高晋文,俞开园,郝玮倩,朱亚东,黄峰受保护的技术使用者：润芯感知科技（南昌）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30