[发明专利]一种体硅SOG工艺

说明书

技术领域

本发明涉及微电子机械系统(MEMS)器件结构设计领域，特别涉及一种体硅SOG工艺。

背景技术

微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。

与传统器件相比，MEMS器件具有小型化、集成化以及性能更优的前景特点，因此，九十年代以来，微电子机械系统技术进入了高速发展阶段，如今已经广泛用于汽车、航空航天、信息控制、医学、生物学等领域。

MEMS器件通常设计高深宽比的电容间隙，该结构由硅-玻璃键合硅深刻蚀释放工艺(silicon on glass，SOG)来实现。但是，在硅深刻蚀工艺中，由于电荷的积累，容易产生横向刻蚀效应(footing效应)，从而对MEMS器件造成损伤，降低了加工的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供了一种体硅SOG工艺，以至少解决现有MEMS器件加工方法可靠性低的问题。

本发明的技术方案是：

一种体硅SOG工艺，包括如下步骤：

步骤一、在预加工的单晶硅的上表面涂覆一层具有第一预定厚度的光刻胶；

步骤二、利用所述光刻胶做掩膜，在所述单晶硅的上表面刻蚀出具有第二预定厚度的台阶；

步骤三、在所述单晶硅的上表面的非台阶部分制作一层具有第三预定厚度的Al材料层；

步骤四、去除所述光刻胶；

步骤五、在预定条件下，将步骤四中得到的所述单晶硅翻转，使所述单晶硅的原上表面与预加工的玻璃阳极表面进行对位和键合；

步骤六、在键合完成后的结构中，将所述单晶硅的原下表面进行减薄处理，使得所述单晶硅的具有所述台阶部分的厚度为第四预定厚度；

步骤七、在所述单晶硅的原下表面溅射具有第五预定厚度的Al材料层，并光刻、腐蚀出Al电极；

步骤八、在所述单晶硅的具有Al电极的表面依次进行涂光刻胶、光刻处理；

步骤九、依次进行刻蚀、结构释放处理；

步骤十、去除所述光刻胶及所述单晶硅的原上表面附着的Al材料层，得到MEMS器件结构。

可选的，在所述步骤二中，包括：

步骤2.1、在具有所述光刻胶的所述单晶硅的整个上表面，沉积一层所述第三预定厚度的Al材料层；

进一步，在所述步骤四中，还包括：

去除所述光刻胶的表面附着的Al材料层。

可选的，在所述步骤一中，所述单晶硅为双抛的111晶向单晶硅。

可选的，所述第一预定厚度为2μm；所述第二预定厚度为20μm；所述第三预定厚度为100nm；所述第四预定厚度为120μm；所述第五预定厚度为2μm。

可选的，在所述步骤五中，所述第一预定条件为：

在键合机中进行对位和键合处理，其中：

温度为350℃，极板压力为1000N，电压为1000V，真空度为3×10-3mbar，时间为10分钟。

可选的，在所述步骤六中，是通过研磨机对所述单晶硅的原下表面进行减薄处理。

发明效果：

本发明的体硅SOG工艺中，通过在单晶硅下表面溅射一层Al金属层的方法，能够避免footing效应的发生，从而避免对MEMS器件造成损伤，提高了整个体硅SOG加工工艺的可靠性。

附图说明

图1是本发明体硅SOG工艺得到的MEMS器件结构示意图；

图2中的图(a)～图(h)是本发明体硅SOG工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。