[发明专利]用于加工层结构的方法和微机电器件

说明书

本申请提供了一种用于加工层结构的方法，其中层结构具有第一层、设置在第一层上方的牺牲层和设置在牺牲层上方的第二层，其中第二层具有至少一个开口，其中该至少一个开口从第二层的第一侧延伸到牺牲层，其中该方法包括：形成衬垫层，其覆盖至少一个开口的至少一个内壁；在衬垫层上方形成覆盖层，其中覆盖层至少部分地延伸到至少一个开口中；并且用蚀刻液对覆盖层、衬垫层和牺牲层进行湿化学蚀刻，其中蚀刻液对衬垫层的蚀刻速率大于对覆盖层的蚀刻速率。

技术领域

各种实施例涉及一种用于加工层结构的方法和一种微机电器件。

背景技术

通常，可利用半导体技术或其他技术生产各种微结构化模块。例如，微结构化模块有多种应用可能性，例如作为传感器、执行器、滤波器等。微结构(例如具有微米范围或更小的结构宽度)也可结合与之配合的电结构一起制造。只要会利用到微结构的机械性能，例如振动、延伸等，就可将这种微结构称为微机械结构。连同用于操作(例如用于供电、读取等)微机械结构的电结构，其可被称为所谓的微机电系统(MEMS)或微机电器件。在此，例如借助于常规的方法或工艺流程可能很难以足够的质量且同时在经济上可行的方式制造用于微结构的空腔。

发明内容

根据各种实施方式，通过使用牺牲层作为层结构的两层之间的间隔物，可在层结构中产生空腔，其中至少部分地去除牺牲层，从而留下空腔。为了去除牺牲层，例如可在至少一个层中提供进入孔，使得可借助于蚀刻液通过进入孔去除牺牲层。显然，可借助于湿化学蚀刻通过穿孔层至少部分地去除牺牲层。

根据各种实施方式提供了一种方法，借助于该方法可有效地且以足够的质量去除布置在两层之间的牺牲层。这在以下情况下也可实现，即例如出于工艺技术原因，仅可以低蚀刻速率通过湿化学方法去除的覆盖层布置在具有进入孔的层上方。此外，显然在覆盖层和层之间使用附加的衬垫层，其中衬垫层具有可以高蚀刻速率去除的材料，从而即使覆盖层部分地尚未完全去除，也可例如通过进入孔快速地产生到牺牲层的通道。此外，衬垫层和覆盖层在此例如在用于接触至少一个层的接触区域中还可承担介电层堆叠的功能。

根据各种实施方式，例如，凹槽(例如通孔、沟槽等)的内壁衬有由易于(例如以高蚀刻速率)去除(例如湿化学蚀刻)的材料制成的衬垫层。然后，凹槽可部分或完全地以另一种难以(例如以低蚀刻速率)去除(例如湿化学蚀刻)的材料填充。在随后的湿化学蚀刻中，在从凹槽中完全去除其余材料之前，凹槽就快速且清洁地沿衬垫层被蚀刻到深处。这例如在湿化学蚀刻到该深度时可以实现时间优势，并且还可以实现清洁的蚀刻结果。

根据各种实施方式，使用由可通过湿化学蚀刻容易去除的材料制成的所谓的蚀刻促进剂层，以确保沿着由蚀刻促进剂层的延伸限定的路径来快速且清洁地进行湿化学蚀刻。

根据各种实施方式，可借助于蚀刻促进剂层来加工或结构化层结构。例如，可借助于蚀刻促进剂层在基体中形成空腔。

根据各种实施方式，层结构可具有第一层、布置在第一层上方的牺牲层和布置在牺牲层上方的第二层，其中第二层具有至少一个开口，其中该至少一个开口从第二层的第一侧延伸到牺牲层，其中用于加工层结构的方法可包括以下步骤：形成衬垫层，该衬垫层覆盖至少一个开口的至少一个内壁；在该衬垫层上形成覆盖层，其中覆盖层至少部分地延伸到至少一个开口中；用蚀刻液对覆盖层、衬垫层和牺牲层进行湿化学蚀刻，其中该蚀刻液对衬垫层的蚀刻速率大于对覆盖层的蚀刻速率。

蚀刻速率(例如也称为蚀刻率)表示单位时间从结构(例如层)的材料去除。由此，在结构的蚀刻中，蚀刻速率还表示由于单位时间的材料去除而导致的结构延伸(例如长度、宽度、深度和/或高度)的变化。由此，在从一侧开始对层进行蚀刻时，蚀刻速率还表示由于单位时间的材料去除而导致的层的层厚度的变化。

根据各种实施方式，衬垫层和覆盖层由于其不同的材料特性或材料配置在共同的蚀刻液中以不同的速率被蚀刻，即换言之，其蚀刻速率彼此不同。