[发明专利]一种利用电流变化检测刻蚀槽深的方法

权利要求书

1.一种利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，包括下述步骤：

1)选择SOI硅片作为芯片基片；

2)在基片上光刻定义并刻蚀出与功能区域电学绝缘的独立的检测区域；

3)在上述检测区域制作成对的检测电极；

4)在检测电极上制作保护层；

5)在检测区域光刻出和功能区域刻蚀窗口一样大小和形状的检测刻蚀窗口；

6)在基片的功能区域和检测区域同时进行刻蚀；

7)刻蚀完成后利用电流表测量检测电极间电流大小；

8)将测量得到的电流大小和理论曲线对比，获取刻蚀槽深度。

2.如权利要求1所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤2)和6)中的刻蚀采用MEMS刻蚀工艺，选自反应离子刻蚀、反应离子深刻蚀和先进硅刻蚀技术手段中的一种。

3.如权利要求1所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤2)中，刻蚀深度值为SOI硅片正面硅层厚度，利用刻蚀工艺刻穿正面硅层。

4.如权利要求1所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤2)中，若功能区域存在多个不同大小刻蚀窗口，则刻蚀多个独立检测区域。

5.如权利要求1所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤3)中，通过光刻电极位置，采用低压化学气相淀积方法制作检测电极。

6.如权利要求1所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤3)中，制作检测电极的材料为多晶硅。

7.如权利要求1所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤4)中，通过在检测区域光刻，用光刻胶定义并保护检测电极，形成检测电极保护层。

8.如权利要求1所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤4)中，还包括在淀积检测电极保护层之后，将基片放于N₂气氛下退火。

9.如权利要求1所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤5)中，所述检测刻蚀窗口的数目由功能区域刻蚀窗口大小及形状决定，其数目与检测区域的数目一致，其中检测区域刻蚀窗口的位置位于两检测电极之间。

10.如权利要求1‐9任一所述的利用电流变化检测刻蚀槽深的方法，其特征在于，步骤8)中，采用分布方法对刻蚀槽深度对刻蚀槽间电流影响进行建模，得到理论曲线；具体的建模过程如下：其中h为刻蚀深度，U为所加电压，I为检测电流，r为体硅电阻率，W为刻蚀槽宽，L为区域长度，R为总体电阻，h0为SOI硅片上层硅层厚度，△h为刻蚀深度h分布步长，若Rn为第n步求解电阻大小，则区域总电阻通过以下过程编程实现求解：

R1＝r₁+r₂+r₁＝2r×(WL)/△h+r×(L△h)/W

R2＝2r₁+1/(1/r₂+1/R₁)

......

R＝Rn＝2r₃+1/(1/r₂+1/R_n－1)

其中n＝(h₀－h)/△h，根据以上建模过程，即可得到检测区域电阻和刻蚀深度h的函数关系式R(h)，显然当△h取值较小时，该方法可以较准确拟合检测区域电阻大小；

电流曲线则由I＝U/R(h)获得。