[发明专利]一种微机电传感器的背腔的制造方法

说明书

本申请公开了一种微机电传感器的背腔的制造方法，该背腔的制造方法包括：采用第一Bosch工艺在衬底中形成凹槽，第一Bosch工艺包括向衬底多次交替输送刻蚀气体与保护气体，衬底具有相对的正面与背面，凹槽自衬底的背面延伸至衬底中；以及采用第二Bosch工艺将凹槽继续延伸至衬底的正面，以形成贯穿衬底的背腔，第二Bosch工艺包括对衬底多次交替的输送刻蚀气体与保护气体，其中，第一Bosch工艺在向衬底输送刻蚀气体的阶段内对衬底的刻蚀速率高于第二Bosch工艺在向衬底输送刻蚀气体的阶段内对衬底的刻蚀速率。该背腔的制造方法通过两次Bosch工艺形成背腔并提高第一Bosch工艺中的刻蚀速率，从而提高了背腔的形成效率。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种微机电传感器的背腔的制造方法。

背景技术

随着手机、平板等消费类电子的日益发展和更新换代，微机电传感器(电容式微硅麦克风)以其便捷、可靠等性能得到广泛的应用，进入飞速发展阶段。微机电传感器中的机械结构主要包括具有背腔的衬底、位于衬底上的振膜与背极板。

目前，衬底中的背腔通常采用深槽刻蚀工艺形成。对于常规器件而言，深槽的深度只有几到几十微米，但微机电传感器的背腔深度往往会达到几百微米，采用传统的一步深槽刻蚀方法，其刻蚀角度难以控制，导致背腔的顶部与底部尺寸不一致。而且晶圆上的所有微机电结构背腔的刻蚀均匀性难以得到保证，导致部分微机电结构的背腔偏大，后续对应释放的振膜面积偏大，部分微机电结构的背腔偏小甚至不能完全贯穿衬底，影响振膜的释放，进而影响振膜的振动功能导致微机电传感器失效。与此同时，为了兼顾背腔顶部与底部的形貌，单片晶圆的刻蚀时间大大延长，这也势必造成深槽刻蚀产生的聚合物过多。以上这些问题严重制约了衬底的利用率和微机电传感器的产业化应用发展。

因此，希望进一步优化微机电传感器的背腔的制造方法，以改进背腔的深槽刻蚀工艺。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种微机电传感器的背腔的制造方法，通过两次Bosch工艺形成背腔并提高第一Bosch工艺中的刻蚀速率，从而提高了背腔的形成效率。

根据本发明实施例的提供的一种微机电传感器的背腔的制造方法，包括：采用第一Bosch工艺在衬底中形成凹槽，所述第一Bosch工艺包括向所述衬底多次交替输送刻蚀气体与保护气体，所述衬底具有相对的正面与背面，所述凹槽自所述衬底的背面延伸至所述衬底中；以及采用第二Bosch工艺将所述凹槽继续刻蚀延伸至所述衬底的正面，以形成贯穿所述衬底的背腔，所述第二Bosch工艺包括对所述衬底多次交替的输送刻蚀气体与保护气体，其中，所述第一Bosch工艺在向所述衬底输送刻蚀气体的阶段内对所述衬底的刻蚀速率高于所述第二Bosch工艺在向所述衬底输送刻蚀气体的阶段内对所述衬底的刻蚀速率。

可选地，在向所述衬底输送保护气体的阶段内，所述第二Bosch工艺在单位时间内的保护气体输送量大于所述第一Bosch工艺在单位时间内的保护气体输送量。

可选地，所述第二Bosch工艺的保护气体的输送量相对于所述第一Bosch工艺提升20％～50％。

可选地，所述第一Bosch工艺中采用的上电极功率为1500～3000W、下电极功率为30～60W、腔体压力为20～60mT、保护气体的流量为100～200sccm、保护气体的单次通气时间为2～10s、刻蚀气体的流量为400～600sccm、刻蚀气体的的单次通气时间为15～50s。

可选地，所述第二Bosch工艺中采用的上电极功率为1000～2000W、下电极功率为20～50W、腔体压力为20～60mT、保护气体的流量为100～250sccm、保护气体的单次通气时间为5～20s、刻蚀气体的流量为400～600sccm、刻蚀气体的的单次通气时间为20～40s。

可选地，所述刻蚀气体为SF₆，所述保护气体为C₄F₈。