[发明专利]微机电的结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体结构与制造方法，且特别是有关于一种用以制造微机电的结构及方法。

背景技术

微机电系统包含各种不同的微结构，将不同的微结构与相关的电路整合连接，并利用不同的加工技术，即可构成不同的应用。例如，将微结构与互补型金属氧化物半晶体管电路结合，再利用湿式蚀刻使微结构形成悬浮式结构，可应用于感测芯片。然而，在微结构的形成过程中，容易有微结构中金属层被掏空与氧化物残留的问题。

如图1所示，其绘示微结构与电路的剖面图。其中微结构110两旁具有由金属层122与各层导孔层124交替堆叠形成的蚀刻道120。然而由于导孔层124违反一般晶圆厂的宽度设计原则，而将导孔层124设计为将整层铺满。因此在一开始沉积导孔层124时，沉积材料容易只沉积在通道侧边，形成中央凹陷的通道层，而无法如预期把整个通道填满，导致沉积出表面不平整的通道层。由于一开始的沉积制程所沉积出的导孔层表面就已不平整，导致后续所有制程皆受不平整的影响，使得各层金属层122与各层导孔层124皆具有不平整的表面，甚至使蚀刻道120与微结构110接触的表面不平整。因此在制造悬浮的微结构的过程中，容易产生氧化硅等残留物，也使得形成的微结构外表不平整。

此外，如图1所示，微结构110外围以氧化硅116保护，氧化硅顶端并无阻挡层保护，且氧化硅116顶端与蚀刻道120顶端位于同一平面。因此，在晶圆厂进行制程时会由于过蚀刻，在去除覆盖于蚀刻道上的氧化硅130的同时，也易一并去除微结构顶端的氧化硅116，不仅裸露蚀刻道中的金属层122，也同时造成微结构中的金属层112裸露。所以利用湿式蚀刻法去除蚀刻道120中的金属层122的同时，也容易意外移除微结构110中的金属层112，造成微结构的掏空，形成如图2所示的结果。

综上所述，需要一种制造微机电的新的结构及方法，可在微机电形成过程中，保护微结构内的金属层不被掏空，且形成壁面平整的微机电结构。

发明内容

因此本发明的一目的在于提供一种微机电结构，在制造悬浮的微结构的过程中，可保护微结构内的金属层不被掏空，并可形成壁面平整的微机电。

本发明的另一目的在于提供一种可形成壁面平整，且去除蚀刻道中残留氧化层的微机电制造方法。

根据本发明一实施例，提出一种微机电结构。其在基板上具有微结构与蚀刻道。微结构为利用金属层及导电层相连而形成，且以氧化硅包覆在微结构周围，并在氧化硅顶端具有阻挡层。蚀刻道为金属层与氧化层交互堆叠而成。其中，氧化层两边具有信道，且微结构的阻挡层与蚀刻道最上层的金属层非同一平面。

依照本发明的上述目的，提出一种微机电制造方法。其步骤为以湿式蚀刻法移除蚀刻道中的金属层，其中，蚀刻道中的金属层与氧化层交互堆叠，而氧化层两边具有通道。接着，以超音波震荡将蚀刻道中残余的氧化层移除。之后利用深反应离子蚀刻及背蚀刻悬浮微结构。在深反应离子蚀刻后，背蚀刻前，可加上覆盖层于微结构上方，以保护微结构。且在背蚀刻前，在基板下沉积一层光阻层，以定义背蚀刻区域，并保护其它不须蚀刻的区域。上述覆盖层可为氧化硅、金属、玻璃或硅基。

依照本发明另一实施例，提出一种微机电制造方法。其步骤为以湿式蚀刻法移除蚀刻道中的金属层，其中，蚀刻道中的金属层与氧化层交互堆叠，而氧化层两边具有通道，并以支撑层支撑金属层。接着，以蚀刻将蚀刻道中残余的氧化层移除，最后利用深反应离子蚀刻及背蚀刻悬浮微结构。在深反应离子蚀刻后，背蚀刻前，可加上覆盖层于微结构上方，以保护微结构。且在背蚀刻前，在基板下沉积光阻层，以定义背蚀刻区域，并保护其它不须蚀刻的区域。上述覆盖层可为氧化硅、金属、玻璃或硅基。

因此，应用本发明的微机电结构，信道位于氧化层两边，且通道的设计符合一般晶圆厂的宽度设计原则。因此在沉积通道层时，可沉积出外表平整的通道层，以保持蚀刻道表面以及蚀刻道壁面平整。且于湿式蚀刻移除蚀刻道的金属层的同时，并不会掏空微结构的金属层。此外，应用本发明的微机电制造方法，可完全移除蚀刻道中残留的氧化层，且形成壁面平整的悬浮式微机电。进而可用来制造许多低成本的传感器和致动器。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为先前技术的微结构与电路的结构剖面图；

图2是绘示先前技术的微结构经过湿式蚀刻后的剖面图；

图3是绘示依照本发明一实施方式的一种微机电结构剖面图；

图4是绘示依照本发明另一实施方式的一种微机电制造方法流程图；