[发明专利]一种带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构及其制备方法

权利要求书

1.一种带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构的制备方法，其特征在于，所述MEMS结构包括上层器件层(1)、底层衬底层(2)和中间的锚区层，所述锚区层分布着多个锚区(3)，器件层(1)和衬底层(2)通过锚区(3)连接；所述衬底层(2)上加工有电极引线(8)与焊盘(10)，两者为同一层的金属材料，采用同一工艺加工过程形成，电极引线(8)一端与焊盘(10)连接，另一端与锚区(3)连接；所述器件层(1)、锚区层均为低阻硅材料；器件层(1)上通过光刻、干法刻蚀形成多个孔隙(4)以在器件层(1)上形成MEMS敏感结构元件；在MEMS结构加工过程中器件层(1)底部设置有过刻蚀阻挡层(7)，结构加工完成后，过刻蚀阻挡层(7)被去除；

当衬底层(2)为硅材料时，包括以下步骤：

步骤1：在器件层(1)的晶圆背面，通过光刻与干法刻蚀工艺加工出锚区(3)；

步骤2：采用硬掩模遮挡，在器件层(1)的晶圆背面非锚区区域通过磁控溅射或电子束蒸发的方式生长过刻蚀阻挡层(7)；

步骤3：在衬底层(2)的硅晶圆背面，通过光刻、干法刻蚀加工形成对准标记(11)；

步骤4：对衬底层(2)的硅晶圆进行热氧化，在表面形成绝缘层(9)，绝缘层(9)的厚度0.5-2μm；

步骤5：在氧化后衬底层(2)的硅晶圆正面通过磁控溅射或电子束蒸发形成铬/金或钛/金复合金属层，光刻并腐蚀复合金属层，形成金属的电极引线(8)和焊盘(10)，电极引线(8)一端与焊盘(10)连接，另一端与锚区(3)连接；

步骤6：衬底层(2)的晶圆与器件层(1)的晶圆进行金-硅共晶键合；

步骤7：采用化学机械研磨对器件层(1)的晶圆减薄至所需厚度；

步骤8：采用化学机械抛光对器件层(1)的晶圆抛光；

步骤9：对器件层(1)进行光刻与干法刻蚀，形成MEMS敏感结构元件；

步骤10：采用湿法腐蚀方式去除过刻蚀阻挡层(7)。

2.根据权利要求1所述的带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构的制备方法，其特征在于，步骤3和步骤4还可以为：步骤3：对衬底层(2)的硅晶圆进行热氧化，在表面形成绝缘层(9)，绝缘层(9)的厚度为0.5～2m；

步骤4：在衬底层(2)的硅晶圆背面，通过光刻刻蚀或光刻腐蚀氧化硅加工形成对准标记(11)。

3.根据权利要求1所述的带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构的制备方法，其特征在于，所述绝缘层(9)材料为氧化硅；

所述铬/金或钛/金复合层中铬层或钛层位于下层，金层位于上层。

4.根据权利要求1所述的带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构的制备方法，其特征在于，所述过刻蚀阻挡层(7)将孔隙(4)全部覆盖。

5.根据权利要求1所述的带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构的制备方法，其特征在于，所述过刻蚀阻挡层(7)为金属铝、钛、铬、钨的一种。

6.根据权利要求1所述的带有过刻蚀阻挡层的MEMS结构的制备方法，其特征在于，所述器件层(1)的厚度为30～200μm，衬底层(2)的厚度为200～600μm，锚区层的厚度为2～100μm。