[发明专利]MEMS器件形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子机械系统制造工艺，特别涉及一种MEMS器件形成方法。

背景技术

MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统)技术是指对微米/纳米（micro/nanotechnology）材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。利用MEMS技术可以制作各种传感器、旋转装置或或者惯性传感器中，例如电容式麦克风、陀螺仪、加速度计（即惯性传感器）或电容式压力传感器等。

以加速度计为例，目前的MEMS加速度计通常采用电容式加速度计，所述电容式加速度计一般包括探测物体运动的固定电极、物体运动导致与固定电极之间发生电容变化的可移动敏感元素（一般称可动电极）、以及与固定电极和可动电极相电连接的电信号连接。在MEMS惯加速度计中，可动电极一般也充当质量块以减少整个器件体积重量，就质量块本身来说，质量越大，惯性越大。

现有技术中大多用淀积的多晶硅作为制作MEMS加速度计的结构材料（以下简称多晶硅方法）。所述多晶硅方法具有工艺简便的优点，但是其材料应力较大，一方面会影响到器件的重复性，另一方面由于多晶硅内部具有应力，其厚度较小，对加速度计的尺寸造成限制，不利于制作高灵敏度的加速度计，而且由于其重复性不够好，生产成品率下降，造成成本上升。

另外，还有采用单一硅晶圆进行制作，通过刻蚀方法在一个晶圆中形成MEMS加速度计的各个部分，但是由于刻蚀技术自身固有的缺陷，故形成的加速度计性能比如可靠性会受到影响。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种可靠性高的MEMS器件形成方法。

为解决上述问题，本发明提供一种MEMS器件形成方法，包括：提供第一基底，所述第一基底内具有开口；在所述第一基底表面贴合第二基底；在贴合后的第二基底表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层具有吸附含碳的聚合物能力；在所述第一掩膜层表面形成光刻胶图案层；以光刻胶图案层为掩膜，刻蚀所述第一掩膜层，直至暴露出第二基底；去除光刻胶图案层；以刻蚀后的第一掩膜层为掩膜，刻蚀第二基底直至贯穿所述第二基底。

可选的，采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成所述第一掩膜层。

可选的，所述第一掩膜层的形成工艺参数为：沉积温度为100-600度，沉积气体为C₃H₆、C₂H₄或C₂H₂中一种或多种混合气体。

可选的，采用化学气相沉积形成所述第一掩膜层。

可选的，所述第一掩膜层的沉积温度为150度至500度，沉积气体为C₂H₂与He的混合气体，在反应过程中通入氮气作为增强气体，其中，C₂H₂的流量为3000-5000每分钟标准毫升，He的流量为5000-10000每分钟标准毫升，氮气的流量为500-1500每分钟标准毫升。

可选的，所述光刻胶的成分为烯类单体或聚乙烯醇月桂酸酯。

可选的，采用等离子体刻蚀工艺刻蚀所述第一掩膜层。

可选的，等离子体刻蚀工艺刻蚀所述第一掩膜层工艺参数为：刻蚀设备腔体压强为60-150毫托，顶部射频功率为500-1200瓦，底部射频功率为50-150瓦，刻蚀气体为Ar或O₂，刻蚀气体流量为50-300每分钟标准毫升。

可选的，采用湿法去除工艺去除光刻胶图案层。

可选的，所述湿法去除工艺参数为：去除溶液为碱性溶剂，去除时间为30-60min。

可选的，采用等离子体刻蚀工艺刻蚀第二基底。

可选的，所述等离子体刻蚀工艺参数为：刻蚀设备腔体压强为30-60毫托，顶部射频功率为1800-2500瓦，底部射频功率为20-150瓦，刻蚀气体为SF6、或C4F8，刻蚀气体流量为1-500每分钟标准毫升。

可选的，还包括：去除所述刻蚀后的第一掩膜层。

可选的，去除所述刻蚀后的第一掩膜层工艺参数为：灰化设备腔体压强为1000-2000毫托，射频功率为1000-2000瓦，灰化气体为O₂或CF₄，其中，O₂流量为1000-1200每分钟标准毫升，CF₄流量为4-6每分钟标准毫升。