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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN101817497A
(43)申请公布日2010.09.01
(21)申请号CN201010185118.8
(22)申请日2010.05.28
(71)申请人中国工程物理研究院电子工程研究所
地址621900四川省绵阳市919信箱512分箱
(72)发明人施志贵席仕伟张茜梅刘娟王亚军
(74)专利代理机构中国工程物理研究院专利中心
代理人翟长明
(51)Int.CI
B81C1/00
B81C3/00
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
一种用于微结构制造的全干法刻蚀
硅溶片制备方法
(57)摘要
本发明公开了一种用于微结构制造
的全干法刻蚀硅溶片制备方法,属于微电
子机械系统(MEMS)加工技术领域。本
发明的制备方法采用以下加工步骤:(a)玻
璃电极制备;(b)硅台阶和微结构制备;(c)
玻璃-硅静电键合和硼硅玻璃划槽;(d)硅溶
片处理;制得所需的产品。本发明的制备
方法使用SOI硅片,利用全干法刻蚀工艺
实现微结构制造。本发明具有可动硅结构
层较厚、残余应力小、无“液体桥”粘连、
环保无毒害等特点,可应用于微惯性器
件、光学器件、微波器件、压力传感器件
等多种MEMS器件制造。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种用于微结构制造的全干法刻蚀硅溶片制备方法,依次包含以下加工步骤:
(a)玻璃电极制备
依次为硼硅玻璃(4)表面进行光刻、硼硅玻璃腐蚀、磁控溅射1500埃到2500埃
的Ti/Pt/Au、用丙酮并辅助超声波清洗去除光刻胶,获得电极(5);
(b)硅台阶和微结构制备
依次为在SOI片的顶层硅(1)上光刻,并用ICP刻蚀出硅台阶(6),台阶高度2
微米到5微米之间;用高温扩散炉对硅台阶表面进行磷掺杂;在SOI的顶层硅(1)
上光刻,并用ICP刻蚀出可动硅结构(7),直至SOI的二氧化硅埋层(2);
(c)玻璃-硅静电键合和硼硅玻璃划槽
依次为硼硅玻璃(4)和SOI片静电键合,其中电极(5)与硅台阶(6)键合;用
砂轮划片机将硼硅玻璃片(4)划槽,深度300微米到350微米之间;
(d)硅溶片处理
依次用ICP去除衬底硅(3),用RIE去除二氧化硅埋层(2),将已有划痕的硼
硅玻璃-硅结构分割成管芯,器件成型。
说明书
技术领域
本发明属于微电子机械系统(MEMS)加工技术领域,尤其涉及一种用于微结构制
造的全干法刻蚀硅溶片工艺,特别适用于微惯性器件、光学器件、微波器件、压力
传感器件等多种MEMS器件制造。
背景技术
微电子机械系统(MEMS)技术是受集成电路工艺的启发发展起来的,它具有集成
电路系统的许多优点,同时又集约了多种学科发展的尖端成果。MEMS把信息的
获取、处理和执行集成在一起,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性
水平,它将对21世纪的科学技术和生产方式产生深远影响,因而被认为是关系到
国家科技发展、国防安全和经济繁荣的关键技术。
目前,MEMS制造技术分为体加工工艺、表面加工工艺和LIGA工艺三种。重掺杂
自停止硅溶片工艺是一种重要的体加工工艺,它是先在浓硼扩散硅片上用电感耦合
等离子体刻蚀(ICP)技术刻蚀出键合台面和可动硅结构图形,然后倒扣与玻璃基
片阳极键合,最后用乙二胺-邻苯二酚-水(简称EPW)等各向异性腐蚀剂腐蚀掉
背面未重掺杂的硅,从而释放可动硅结构。该方法具有工艺简单、分布电容小等优
点,但它存在以下缺点:
(a)由于采用浓硼扩散技术制备结构层,使得结构层厚度小于40微米,且应力较
大,阻碍了器件性能的进一步提高。
(
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