[发明专利]一种在SOI硅片上制备微机械悬空结构的方法

摘要

本发明公开了一种在SOI硅片上制备微机械悬空结构的方法。对悬空结构及其固定结构采用不同的槽宽设计，其中，固定结构的槽宽明显大于悬空结构，宽槽底部经刻蚀首先到达或更加接近SiO₂层，再通过各向同性干法刻蚀使窄槽底部相互连通并与窄槽下方的Si层分离，将窄槽间的梁释放，形成具有平整底面的悬空结构，同时去除固定结构与悬空结构连接区底部的Si以及固定结构与其它结构之间的区域底部的Si，使得固定结构与窄槽下方的Si层及其它结构隔离，从而使不同的固定结构间相互绝缘。本发明的方法简单有效，能广泛应用于MEMS悬空结构的加工。

主权项

一种在SOI硅片上制备微机械悬空结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在SOI硅片表面制备图形化的光刻胶掩膜，在SOI硅片上形成窄槽刻蚀区、宽槽刻蚀区、主体悬空结构形成区、固定结构形成区和其它结构形成区；固定结构形成区与主体悬空结构形成区相连；窄槽刻蚀区宽度为W₁，用于形成主体悬空结构；宽槽刻蚀区宽度为W₂，围绕主体悬空结构形成区和固定结构形成区，宽槽刻蚀区还设置在固定结构形成区与主体悬空结构形成区的连接区，用于形成固定结构；所述SOI硅片为Si‑SiO₂‑Si的叠层结构；(2)进行反应离子干法刻蚀，使在宽槽刻蚀区形成的宽槽底部较在窄槽刻蚀区形成的窄槽底部首先到达或者更加接近SiO₂层时，停止刻蚀；(3)先后进行钝化和离子轰击，在刻蚀槽侧壁形成一层钝化层，以实现对刻蚀槽侧壁的保护；(4)进行各向同性干法刻蚀，使窄槽底部相互连通，形成与窄槽下方的Si层分离的主体悬空结构，同时去除固定结构形成区与主体悬空结构形成区的连接区底部的Si，以及去除固定结构形成区与其它结构形成区之间的区域底部的Si，使固定结构与窄槽下方的Si层及其它结构隔离，从而使不同的固定结构间相互绝缘；(5)去除光刻胶掩膜。