[发明专利]微机电系统用可动质量块的制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及微机电系统技术领域，特别涉及一种微机电系统用可动质量块的制造方法。

【背景技术】

微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems,简称MEMS）是利用集成电路制造技术和微加工技术把微结构、微传感器，微执行器、控制处理电路，甚至接口、通信和电源等制造在一块或者多块芯片上的微型集成系统。随着MEMS技术的发展，利用MEMS技术制作的加速度传感器和陀螺仪已广泛用于汽车领域和消费电子领域，加速度传感器和陀螺仪的基本结构都包括一个可动质量块，大的可动质量块可以增加器件的灵敏度，减小噪声干扰。MEMS用可动质量块的制备已成为MEMS器件开发和实用化的关键技术之一，由此发展了多种质量块的制造方法，例如，表面微加工技术经常利用多晶硅来制作质量块，制备多晶硅最常用的方法是LPCVD（Low pressure chemical vapor deposition，低压化学气相沉积），此方法生长的多晶硅晶粒较小且生长速度慢，生长厚度一般为1μm左右，当生长的多晶硅太厚时，炉内副产物的堆积会对泵等硬件产生损耗；此外，SOI（Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅）也被广泛的用于质量块的制备，但是，SOI比较昂贵，从而增加了工艺成本。

因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种微机电系统用可动质量块的制造方法，其可以在单晶硅片上制得较大的多晶硅质量块，从而增加微机电系统器件的灵敏度，减小噪声干扰。

为了解决上述问题，本发明提供一种微机电系统用可动质量块的制造方法，其包括:提供具有正面和反面的单晶硅;在所述单晶硅的正面淀积牺牲层;在所述牺牲层上淀积多晶硅种子层；通过外延工艺在所述多晶硅种子层上生成多晶硅外延层；采用深硅刻蚀工艺自所述多晶硅外延层上表面有选择的刻蚀出贯穿多晶硅外延层和多晶硅种子层的释放孔，以定义出多晶硅质量块；经释放孔腐蚀去除所述多晶硅质量块周边的牺牲层，使所述多晶硅质量块释放成为可动结构。

进一步的，所述牺牲层为在所述单晶硅正面淀积形成的二氧化硅，淀积厚度为500nm-2000nm。

进一步的，所述牺牲层为在所述单晶硅正面淀积形成的氮化硅。

进一步的，所述多晶硅种子层是通过低压化学气相沉积工艺在所述牺牲层上淀积形成的，其淀积厚度为50nm-1000nm；所述外延工艺中的外延气体为SiH4、SiH2CL2、SiHCL3或者SiCL4，外延温度为900℃-1200℃，多晶硅外延层的厚度大于20μm。

进一步的，所述采用深硅刻蚀工艺自所述多晶硅外延层上表面有选择的刻蚀出贯穿多晶硅外延层和多晶硅种子层的释放孔，以定义出多晶硅质量块，为：基于设计要求的可动质量块的位置和图形刻蚀出释放孔，使被释放孔包围的多晶硅外延层和多晶硅种子层形成符合设计要求的多晶硅质量块。

进一步的，所述经释放孔腐蚀去除所述多晶硅质量块周边的牺牲层为，腐蚀去除位于所述释放孔与所述单晶硅之间的二氧化硅，以及位于多晶硅质量块与所述单晶硅之间的二氧化硅层，以使单晶硅与多晶硅质量块分离。

进一步的，所述腐蚀为采用气态氟化氢进行腐蚀或者采用氢氟酸溶液进行腐蚀。

与现有技术相比，本发明中微机电系统用可动质量块的制造方法采用外延多晶硅工艺在单晶硅片上形成多晶硅层，以制得较大的多晶硅质量块，从而增加微机电系统器件的灵敏度，减小噪声干扰。且没有采用SOI制备多晶硅质量块，降低了生产成本。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明的微机电系统用可动质量块的制造方法在一个实施例中的流程示意图；

图2-图7为本发明的微机电系统用可动质量块的制造方法在一个实施例中的各个步骤对应的纵剖面图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。