[发明专利]一种悬浮结构MEMS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地说涉及一种悬浮结构MEMS器件及其制造方法。

背景技术

表面牺牲层加工(表面微机械)技术是硅微加工的主要技术之一。释放工艺是MEMS制造过程中经常使用的工艺。释放工艺分为湿法释放和干法释放两种。干法释放采用等离子体进行刻蚀时，刻蚀后的表面微粗糙度大，刻蚀不完全，有残留物。等离子体刻蚀设备价格昂贵，所需温度较高，刻蚀选择比差，容易给器件带来损伤，此外采用此种方法有其局限性，无法去除被结构覆盖的牺牲层。干法释放还包括氟化氢气体腐蚀和二氟化氙气体腐蚀，这两种方法对设备的抗腐蚀性、安全性、腐蚀选择比等方面要求较高。因此干法释放有着其应用的局限性。

由于硅片表面淀积的机械结构层与衬底的间隙很小，如果采用湿法腐蚀去除牺牲层的方法，在结构释放之后的干燥过程中，悬浮结构容易粘附在衬底上。最严重的是在干燥过程中，悬空膜与衬底之间的液体桥产生的表面张力向衬底拉动结构层，如果此时悬空膜的弹性回复力不足以克服这一拉力，结构层会与衬底接触，并与衬底粘附。显而易见，如果悬浮结构的面积越大，则粘连现象越容易发生。图1为现有的湿法释放方法刻蚀后的器件的显微照片，从图1中可以看到环绕器件的刻蚀轮廓痕迹明显大于器件本身，使得器件很容易发生粘连现象。

因此，需要一种技术能够有效地控制在腐蚀过程中，因牺牲层侧向钻蚀而引起的悬浮结构面积增大，有效减小器件发生粘连的可能性，进而提高器件的可靠性以及性能。

发明内容

本发明提供一种悬浮结构MEMS器件及其制造方法，用于抑制在制造半导体悬浮结构时，在腐蚀过程中产生侧向钻蚀。

本发明提供了一种悬浮结构MEMS器件的牺牲层刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)提供半导体衬底100，在所述半导体衬底100上形成牺牲层200；

b)形成穿透所述牺牲层的隔离槽，围绕要形成悬浮结构MEMS器件的区域；

c)形成阻挡层400覆盖隔离槽的侧壁；

d)去除要形成悬浮结构MEMS器件的区域中的牺牲层。

根据本发明的另一个方面，还提供一种悬浮结构MEMS器件，包括围绕所述悬浮结构的隔离槽，其中所述隔离槽侧壁上具有阻挡层400。

本发明提供的方法通过预先在器件的悬浮结构外围形成隔离槽，并生长阻挡层来有效避免后续工艺步骤中进行牺牲层湿法腐蚀过程中的侧向钻蚀效应，进而保证器件的可靠性以及性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术中，对器件进行湿法释放后的显微照片；

图2为根据本发明提供的一种悬浮结构MEMS器件的制作方法的一种具体实施方式的流程示意图；

图3至图12是根据本发明的一个具体实施方式按照图2示出的方法制造悬浮结构MEMS器件时器件在各个制造阶段的剖视结构示意图；

图13为根据图12所示的器件的俯视示意图，其中图12为沿图13中AA’沿线的剖视结构示意图；

图14为根据本发明提供的方法对器件进行湿法释放后的显微照片。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施例作详细描述。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。