[发明专利]一种MEMS器件复合金属牺牲层的制备方法

说明书

本发明公开了MEMS制造领域的一种MEMS器件复合金属牺牲层的制备方法，主要包括底部图形平坦化、多层金属复合及图形化等步骤。采用本发明的技术方案，可以实现极低间隙的牺牲层和触点制备，并且控制精度高、触点底部形貌好，从而提高MEMS器件的工艺一致性和成品率。

技术领域

本发明涉及MEMS器件制造领域，特别涉及一种低间距高平整度MEMS器件复合金属牺牲层制备方法。

背景技术

随着通信技术的发展，电子产品逐渐向小型化和多功能方向发展，MEMS(微电子机械系统)由于具有微型化、智能化、多功能、高集成度等一系列优点，在军事与民用领域得到广泛应用。

MEMS器件的制备过程包括通过氧化、沉积、光刻、电镀、腐蚀等工艺在基板表面形成底层薄膜图形，然后进行牺牲层的制备，再通过氧化、沉积、光刻、电镀、腐蚀等工艺在牺牲层上形成上层图形，最后通过牺牲层释放工艺去除牺牲层获得悬浮结构，完成MEMS器件中可动结构的制备。在整个MEMS器件制备流程中，牺牲层制备工艺是极其关键的一步，MEMS器件中悬浮结构的高度间距、平坦型、一致性主要受到牺牲层制备工艺的影响。目前常用的牺牲层技术由于底部金属线条的起伏，难以实现低间距的同时保证平坦型，同时对于带触点结构悬浮结构，其触点高度的一致性难以控制，最终影响MEMS器件的性能一致性和可靠性。在此背景下，本文发明了一种通过缝隙填充、异种金属材料结合的方式实现低间距、高平整度、高一致性的MEMS牺牲层制备技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种实现低间距、高平整度、高一致性的MEMS悬浮结构的复合金属牺牲层制备方法。

本发明采用的技术方案为：

一种MEMS器件复合金属牺牲层制备方法，包括以下步骤：

(1)将需要做牺牲层的MEMS基板进行金属膜层的溅射，其中溅射金属的种类与MEMS基板上底层金属的种类不同，溅射膜层厚度与MEMS基板上底层金属图形的厚度相同；

(2)在步骤(1)处理后的MEMS基板表面旋涂光刻胶，通过曝光和显影，使光刻胶覆盖悬浮结构下的非底层金属区域，其他区域的溅射膜层裸露出来；

(3)将步骤(2)处理后的MEMS基板去除裸露的步骤1溅射的金属膜层，刻蚀干净后将MEMS基板取出进行去离子水喷淋清洗，并氮气吹干，再去除MEMS基板表面的光刻胶，完成第一层牺牲层制备，实现底层金属平坦化填充层；

(4)将步骤(3)处理后的MEMS基板进行金属膜层的溅射，其中溅射金属的种类与MEMS基板上底层金属的种类不同，溅射膜层厚度为MEMS器件中触点的间隙距离；

(5)在步骤(4)处理后的MEMS基板表面旋涂光刻胶，通过曝光和显影裸露出悬浮结构锚区的金属膜层，悬浮结构区域的溅射膜层实现光刻胶覆盖；

(6)将步骤(5)处理后的MEMS基板去除裸露的步骤4溅射的金属膜层，刻蚀干净后将MEMS基板取出进行去离子水喷淋清洗，并氮气吹干，再去除MEMS基板表面的光刻胶，完成第二层牺牲层制备；

(7)将步骤(6)处理后的MEMS基板进行金属膜层的溅射，其中溅射金属种类与步骤4的金属膜层种类不同，溅射膜层厚度为悬浮结构中触点的高度；

(8)在步骤(7)处理后的MEMS基板表面旋涂光刻胶，通过曝光和显影裸露出悬浮结构锚区和触点区域的金属膜层，悬浮结构区域的溅射膜层实现光刻胶覆盖；

(9)将步骤(8)处理后的MEMS基板去除裸露的步骤7溅射的金属膜层，刻蚀干净后将MEMS基板取出进行去离子水喷淋清洗，并氮气吹干，再去除MEMS基板表面的光刻胶，完成第三层牺牲层制备；

完成MEMS器件复合金属牺牲层的制备。