[发明专利]一种衬底上基片的微细加工方法

说明书

技术领域

本发明是关于微电子机械系统(MEMS)微加工技术，具体涉及一种衬底上基片的微细加工方法。

背景技术

目前SOI(绝缘体上硅)技术在半导体和微机械领域发挥的作用越来越大。高深宽比的SOI MEMS器件应用于惯性传感器和静电驱动，得到的器件工艺简单，效率高，电容极板面积大、驱动力大、占用芯片面积小、功率承载能力和集成度都较高(Siavash Pourkamali，and Farrokh Ayazi，SOI-Based HF And VHF Single-Crystal Silicon Resonators With Sub-100Nanometer Vertical Capacitive Gap，Transducers′03，pp.837-840.)。然而，SOI晶圆成本较高，这妨碍了成本敏感的应用；另外，SOI使用硅作为唯一结构材料，硅材料存在自身导电性能不佳，断裂韧度低等缺点，制约了器件的性能和应用范围和可靠性，如需要接触导电的应用场合需要在硅表面使用特殊工艺形成侧墙覆盖，并且长时间工作将导致触点失效(Aharon，O.，Feldman，S.，Nemirovsky，Y.，Vertically integrated silicon single crystallineMEMS switch，Solid-State Sensors，Actuators and Microsystems，2005.Digest of TechnicalPapers.TRANSDUCERS′05.The 13th International Conference on，Page(s)：1047-1050 Vol.1)。此外，硅材料脆性大，不耐大冲击和大过载，也无法在恶劣环境下工作，限制了器件的应用范围。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种用于加工MEMS器件的衬底上基片的微细加工方法。

本发明的技术方案是：

一种衬底上基片的微细加工方法，其步骤包括：

1)使用聚合物作为中间黏附层，通过压力键合的方法，将衬底与基片键合在一起，形成衬底上基片；

2)对基片减薄，并深刻蚀形成通孔；

3)对上述通孔进行回填，再次对基片进行深刻蚀形成电镀孔；

4)在电镀孔内电镀金属，形成衬底与基片间的支撑；

5)释放上述通孔，通过该通孔对聚合物进行刻蚀，释放结构。

一种衬底上基片的微细加工方法，其步骤包括：

1)使用聚合物作为中间黏附层，通过压力键合的方法，将衬底片与基片键合在一起，形成衬底上基片；

2)基片减薄，并深刻蚀形成电镀孔；

3)在电镀孔内电镀金属，形成衬底与基片间的支撑；

4)对基片再次深刻蚀，形成通孔；

5)通过上述通孔对聚合物进行刻蚀，释放结构。

在上述两方法的步骤1)中，在衬底的上表面进行金属布线，该金属层位于基片的电镀孔下方。

上述两方法中，所述衬底为玻璃、硅、金属钛、铝或钼。

上述两方法中，所述基片采用硅、锗、III-V族化合物、金属钛、铝和钼中的一种。

上述两方法中，所述聚合物为光刻胶SU8、BCB、Polyimide、PMMA、AZ系列光刻胶等。

上述两方法中，所属电镀金属为金、铜、镍、锡等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明衬底上基片的微细加工方法通过压力键合、化学机械抛光、深刻蚀和电镀工艺，可在衬底上实现多种材料的低成本、高精度、高深宽比三维加工，且工艺与CMOS工艺兼容的微机械加工，可用于加工多种MEMS器件。

如使用金属作为结构材料，可以降低接触电阻，提高断裂强度，增加系统可靠性，制作出的器件可在恶劣环境下工作。

且，在衬底上可进行金属布线，并通过电镀与结构层连接，形成衬底上金属系统，可以实现交叉互连以及多层互连。

附图说明

图1为本发明实施例一的工艺流程图；

图2为本发明实施例二的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例一，采用先刻蚀通孔后制备电镀孔的方法，具体步骤为：

一、衬底的制备：可以选用玻璃、硅、金属钛、铝或钼作为衬底，请见图1(a)。

二、基片的选择：基片材料可以为硅、锗、III-V族化合物、金属钛、铝或钼等。

三、衬底片表面淀积金属或金属化合物层1和层2，并图形化金属层2。