[发明专利]一种在MEMS装置中形成多个布线层的方法

说明书

一种用于控制MEMS装置的结构特性的系统和方法，包括：将多个孔蚀刻到所述MEMS装置的表面中；其中多个孔包括被确定为MEMS装置提供所需的特定的结构特性的一个或多个几何形状。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求先前于2015年9月30日递交的名称为“用于操作 MEMS装置的结构参数的MEMS网格”、申请号为14/872,123的美国专利申请的优先权。该专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

所公开的技术一般涉及一种半导体装置制造，并且更具体地，一些实施方式涉及一种微机电系统(MEMS)的制造。

背景技术

自20世纪后期以来，绝缘硅(SOI)晶片一直是用于制造微机电系统(MEMS)的梳状驱动装置的传统技术。SOI晶片包括设置在两层硅之间的二氧化硅层。作为绝缘体，二氧化硅或硅石可以减少微电子装置中的短沟道效应。

它允许由薄装置层的单晶硅制造的可移动结构。为了释放机械结构，蚀刻的硅结构的侧壁被钝化。通过在处理晶片硅中使用各向同性蚀刻，然后结构被蚀刻并且其端部被释放。在此过程中，结构宽度决定结构是可移动还是保持固定。由于钝化层上的各向同性蚀刻的限制，结构或手高(finger height)通常很薄。

发明内容

根据所公开技术的各种实施方式，提供了一种制造MEMS装置的方法。该工序结合了可通过表面微加工获得的结构设计的灵活性与制造体积微加工的容易性。起始晶片可以是SOI晶片、腔SOI晶片或规律的大块衬底晶片。将深沟槽蚀刻到起始衬底晶片中并涂覆绝缘体，从而形成底部绝缘层，该底部绝缘层提供了下面的衬底晶片与待沉积的MEMS 材料层之间的分隔。绝缘体与规律的钝化层不同，它是热生长氧化物，因此可以承受更长的蚀刻时间。通过以特定图案沉积薄层材料，MEMS 装置被构建在SOI或cSOI晶片的晶片或装置晶片的顶部上。在沉积所有材料层之后(取决于设计)，在单个或多个阶段的蚀刻工序中蚀刻指定位置的晶片。蚀刻工序去除基部下方的晶片材料，将MEMS装置与下面的衬底晶片或处理晶片分离。在各种实施方式中，蚀刻工序还可以蚀刻掉材料的牺牲层，在整个MEMS装置与衬底晶片释放的同时或者作为蚀刻的第二阶段解放或“释放”MEMS结构。沟槽和蚀刻工序导致MEMS 装置具有期望的厚度，减少了执行晶片减薄的需要。另外，分离工序可以将各个MEMS装置模具彼此分开，减少了对单独切割过程的需要。在一些实施方式中，各向异性蚀刻可被设计成蚀刻掉MEMS装置的牺牲层，释放诸如悬臂梁和梳形驱动器之类的结构。因此，复杂的MEMS 装置制造被简化了，可以制造非常深的梳齿以提供更大的力。

另外，根据本发明的各种实施方式针对一种微调MEMS装置的结构特性的方法。具有多种结构几何形状的MEMS网格可以通过在MEMS 装置表面上的特定区域中蚀刻出孔而在制造过程中形成。构成MEMS 网格的孔的布置、形状、尺寸和数量可以被配置为允许精确控制MEMS 装置的结构特性。

根据所公开技术的实施方式，提供了一种MEMS装置制造方法。该方法包括将多个孔各向异性地蚀刻到衬底晶片中，并且通过多个孔，各向同性地蚀刻到衬底晶片中，以将MEMS装置与衬底晶片释放。

通过下面的详细描述并结合附图，所公开的技术的其它特征和方面将变得显而易见，其中附图作为示例示出了根据所公开的技术的实施方式的特征。发明内容不旨在限制本文所述的任何实施方式的范围，本发明保护的范围仅由所附权利要求限定。

附图说明

根据一个或多个各种实施方式，参照以下附图详细描述本文公开的技术。仅用于说明的目的而提供附图，并且仅描绘所公开的技术的典型或示例性实施方式。提供这些附图是为了便于读者理解所公开的技术，并且不应被视为限制其广度、范围或适用性。应该注意的是，为了清楚和易于说明，这些附图不一定按比例绘制。

图1是根据本发明的用于MEMS装置的示例性制造方法的流程图。