[发明专利]一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法

权利要求书

1.一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，包括以下步骤：

1)选择基片：

选择包括单晶硅器件层、二氧化硅埋氧层和单晶硅衬底层的SOI基片；

2)加工集成电路：

按照设计要求将SOI基片的器件层划分成集成电路区、MEMS结构区和用于分隔集成电路区和MEMS结构区的隔离区；采用标准集成电路加工方法，在集成电路区加工集成电路，在集成电路区和MEMS结构区对应的硅结构之间设置跨过隔离区的电极；

3)制作背腔：

由SOI基片的衬底层一侧，依次去除与MEMS结构区和隔离区位置对应的衬底层和埋氧层，形成背腔；

4)制作隔离槽：

由背腔一侧，去除的隔离区处器件层的单晶硅，直至器件层表面的介质层停止，完成隔离槽的加工；

5)制作MEMS结构掩模：

对SOI基片10的表面进行光刻，定义MEMS结构图形，以及用于引出集成电路信号的金属焊盘图形；然后以光刻胶为掩模，对MEMS结构区30上的介质层14进行刻蚀，得到由介质层14构成的MEMS结构掩模31，同时去除金属焊盘上方的介质层；

6)制作MEMS结构：

对步骤5)得到的SOI基片表面，设置除MEMS结构区以外的保护层，然后根据MEMS结构掩模，对器件层进行硅各向异性刻蚀，直至穿通器件层，完成MEMS结构的加工；

7)去除MEMS结构掩模：

继续以保护层保护MEMS结构区以外的SOI基片表面，对MEMS结构区的介质层进行进一步刻蚀，去除MEMS结构掩模；然后去除保护层，完成MEMS器件的加工。

2.如权利要求1的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：所述步骤3)中，采用干法刻蚀依次去除与MEMS结构区和隔离区位置对应的衬底层和埋氧层。

3.如权利要求1的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：所述步骤3)中，采用湿法腐蚀工艺依次去除与MEMS结构区和隔离区位置对应的衬底层和埋氧层，且在腐蚀过程中采用抗腐蚀材料对器件层上的集成电路进行保护。

4.如权利要求1或2或3的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：所述步骤4)中，采用先光刻再进行硅各向异性刻蚀的方法去除的隔离区处器件层的单晶硅。

5.如权利要求1或2或3的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：所述步骤4)中，采用无掩模的激光加工方法去除的隔离区处器件层的单晶硅。

6.如权利要求1或2或3所述的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：对所述介质层的刻蚀，采用各向异性反应离子刻蚀法。

7.如权利要求4所述的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：对所述介质层的刻蚀，采用各向异性反应离子刻蚀法。

8.如权利要求5所述的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：对所述介质层的刻蚀，采用各向异性反应离子刻蚀法。

9.如权利要求1～8任一项所述的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：所述步骤6)中采用光刻胶材料作保护层。

10.如权利要求1～8任一项所述的一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，其特征在于：所述步骤6)中采用聚对二甲苯材料作保护层。