[发明专利]隔离腔体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统制造技术领域，具体来说，本发明涉及一种隔离腔体的制造方法。

背景技术

在微机电系统(MEMS)的应用中，压力传感器、微流器件和其他应用中都需要用到隔离的腔体。这些腔体是重要的部件，基于不同的应用领域，有些是真空的，有些是充有气体或者是液体的。在不同的应用中，腔体也具有不同的作用。例如在压力传感器中，腔体就作为实现压力比较的背景压力。

为了实现上述不同应用中的腔体的制造，研究人员提出了各种不同的方法，例如在MEMS中普遍存在的是通过背面工艺在硅晶圆的一面形成凹槽，随后在背面的阳极键合实现硅晶圆与玻璃基底之间的键合。键合过程中间，在高温下，通过高压的施加实现硅晶圆与玻璃基底离子的迁移，实现两块基片的阳极键合，键合温度普遍超过400度。但是首先背面工艺与众多传统的CMOS制造工艺不兼容，而且通过这种方法实现的腔体所在的基底整个厚度很厚(是硅晶圆和玻璃的总厚度)，在某些方面并不是很适合。

中国发明专利(申请号：200610054435.X，申请日：2006.7.13，发明名称：压力传感器硅谐振膜的制造方法)公开了一种压力传感器硅谐振膜的制造方法，具体采用SOI(绝缘体上硅)与有图形的硅基底进行键合，随后通过减薄、湿法腐蚀形成硅谐振膜。利用此方法需要采用价格昂贵的SOI片，并且在键合完毕后，破坏性地去除SOI片上的多余部分。因此，制造成本很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、半导体工艺完全兼容的隔离腔体的制造方法，不需要采用背面工艺和键合，避免采用硅基底以外的材料。

为解决上述技术问题，本发明提供一种隔离腔体的制造方法，包括步骤：

提供硅基底，其上形成有基底保护层；

依次刻蚀所述基底保护层和所述硅基底，在所述硅基底中形成多个浅槽；

在所述基底保护层表面和多个所述浅槽的侧壁及底部淀积含有易扩散元素的扩散层；

将所述扩散层中的所述易扩散元素扩散至与所述扩散层相接触的所述硅基底中，在所述硅基底中形成重掺杂扩散区；

通过回刻工艺将所述基底保护层表面和所述浅槽底部的所述扩散层去除，所述浅槽侧壁保留的所述扩散层作为侧壁保护层；

以所述基底保护层和所述侧壁保护层为掩模，刻蚀多个所述浅槽，在所述硅基底中形成多个深槽；

采用湿法腐蚀法腐蚀多个所述深槽，在所述硅基底内部形成腔体；以及

在多个所述浅槽的侧壁之间淀积填充材料，在所述腔体上方形成插塞结构，将所述腔体与外界隔离。

可选地，在多个所述浅槽的侧壁之间淀积填充材料之前，所述方法还包括步骤：

去除多个所述浅槽的侧壁上的所述侧壁保护层。

可选地，所述硅基底是取向为(111)的硅基底。

可选地，所述湿法腐蚀法采用的腐蚀液为碱金属氢氧化物、EPW、TMAH、EDP或者联氨。

可选地，采用(111)取向的硅基底，利用各向异性腐蚀得到在所述硅基底内部形成的腔体是横向的。

可选地，所述易扩散元素包括硼元素、铟元素。

可选地，所述重掺杂扩散区的掺杂浓度不小于1×10¹⁸cm^-3。

可选地，所述重掺杂扩散区的掺杂浓度范围为1×10²⁰cm^-3～7×10²⁰cm^-3。

可选地，所述重掺杂扩散区在靠近所述浅槽侧壁底部的区域厚度最厚。

可选地，所述填充材料为单层或者多层。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种隔离腔体的制造方法，包括步骤：

提供硅基底，其上形成有基底保护层；

依次刻蚀所述基底保护层和所述硅基底，在所述硅基底中形成多个浅槽；

在所述基底保护层表面和多个所述浅槽的侧壁及底部淀积含有易扩散元素的扩散层；

通过回刻工艺将所述基底保护层表面和所述浅槽底部的所述扩散层去除，所述浅槽侧壁保留的所述扩散层作为侧壁保护层；

以所述基底保护层和所述侧壁保护层为掩模，刻蚀多个所述浅槽，在所述硅基底中形成多个深槽；

将所述扩散层中的所述易扩散元素扩散至与所述扩散层相接触的所述硅基底中，在所述硅基底中形成重掺杂扩散区；

采用湿法腐蚀法腐蚀多个所述深槽，在所述硅基底内部形成腔体；以及