本發(fā)明涉及傳感器,尤其涉及一種mems濕法刻蝕加工方法及mems傳感器。
背景技術(shù):
1、在一些mems(微機(jī)電系統(tǒng),micro-electro-mechanical?system)傳感器(例如?熱電堆傳感器)中需要在傳感器內(nèi)部設(shè)置空腔結(jié)構(gòu),空腔結(jié)構(gòu)上方存在懸浮膜,以實(shí)現(xiàn)特定的功能。常見的空腔制備工藝,可以分為背面刻蝕或正面刻蝕。背面刻蝕通常采用各向同性干法rie(reaction?ion?etching)工藝(例如bosch工藝)形成近乎于垂直的中空腔體,或采用氫氧化鉀(koh)或四甲基氫氧化銨(tmah)各向異性濕法刻蝕工藝,形成具有特定角度的中空腔體。對(duì)于正面刻蝕,通常采用二氟化氙(xef2)刻蝕形成各向同性刻蝕中空腔體。
2、對(duì)于晶圓表面已存在金屬暴露(如平板電極區(qū)域等)在正面進(jìn)行各向異性濕法刻蝕工藝(例如koh或tmah)時(shí),會(huì)與常見的電極材料(通常為al、cu等)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致金屬腐蝕或剝離,影響電路功能及器件封裝質(zhì)量;若晶圓表面無(wú)金屬暴露,完成中空腔體刻蝕,得到薄膜結(jié)構(gòu)后,通常需要再進(jìn)行光刻膠的旋涂或噴涂、曝光、顯影、清洗等步驟,這些步驟均可能會(huì)對(duì)中空腔體上方的薄膜結(jié)構(gòu)造成損壞。因此,現(xiàn)有技術(shù)方法中用于mems傳感器的制備方法存在無(wú)法高效地刻蝕加工得到內(nèi)部空腔的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種mems濕法刻蝕加工方法及mems傳感器,旨在解決現(xiàn)有技術(shù)方法中用于mems傳感器的制備方法所存在的無(wú)法高效地刻蝕加工得到內(nèi)部空腔的問(wèn)題。
2、第一方面,本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述刻蝕加工方法用于對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕,所述晶圓包括依次層疊設(shè)置的介電層及硅襯底;所述介電層內(nèi)嵌設(shè)置有至少一個(gè)電極,所述方法包括:
3、在所述晶圓表面的介電層上方沉積保護(hù)材料層;
4、在起始刻蝕位置對(duì)所述保護(hù)材料層及所述介電層進(jìn)行刻蝕,使所述介電層下方的硅襯底暴露;所述起始刻蝕位置為需要使用刻蝕溶液進(jìn)行刻蝕的起始位置;
5、在所述起始刻蝕位置對(duì)暴露的硅襯底進(jìn)行koh或tmah濕法刻蝕,以在介電層下方刻蝕形成預(yù)設(shè)深度的中空腔體后清洗所述晶圓;
6、使用干法刻蝕工藝對(duì)所述晶圓表面進(jìn)行整面刻蝕以去除保護(hù)材料層,所述整面刻蝕的深度與所述保護(hù)材料層的厚度相等。
7、所述的mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述在所述晶圓表面沉積保護(hù)材料層包括應(yīng)用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝或低壓化學(xué)氣相沉積工藝沉積得到所述保護(hù)材料層。
8、所述的mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述保護(hù)材料層的厚度為100-1000nm。
9、所述的mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述保護(hù)材料層為sio層或sin層。
10、所述的mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述保護(hù)材料層為aln層或al2o3層。
11、所述的mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述在所述晶圓表面的介電層上方沉積保護(hù)材料層之后,還包括:
12、在所述電極上方進(jìn)行刻蝕,刻蝕深度等于所述電極上方原始覆蓋的介電層的深度。
13、所述的mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述在所述電極上方進(jìn)行刻蝕,所得到的刻蝕開口尺寸不大于所述電極的外輪廓尺寸。
14、所述的mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述介電層下方刻蝕的中空腔體的截面呈倒梯形。
15、所述的mems濕法刻蝕加工方法,其中,所述在起始刻蝕位置對(duì)所述保護(hù)材料層及所述介電層進(jìn)行刻蝕,所得到的刻蝕槽的寬度為1-50um。
16、第二方面,本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種mems傳感器,所述mems傳感器通過(guò)如上述第一方面所述的mems濕法刻蝕加工方法加工制造得到,其中,所述mems傳感器包括晶圓,所述晶圓包括依次層疊設(shè)置的介電層及硅襯底,且所述硅襯底的厚度大于所述介電層的厚度;
17、所述介電層內(nèi)嵌設(shè)置有至少一個(gè)電極;所述電極的表面均裸露;所述介電層下方設(shè)有中空的中空腔體。
18、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種mems濕法刻蝕加工方法及mems傳感器,該加工方法包括在晶圓表面的介電層上方沉積保護(hù)材料層;在起始刻蝕位置對(duì)保護(hù)材料層及介電層進(jìn)行刻蝕,使介電層下方的硅襯底暴露;在起始刻蝕位置對(duì)暴露的硅襯底進(jìn)行koh或tmah濕法刻蝕,以在介電層下方刻蝕形成預(yù)設(shè)深度的中空腔體后清洗晶圓;使用干法刻蝕工藝對(duì)晶圓表面進(jìn)行整面刻蝕以去除保護(hù)材料層,整面刻蝕的深度與保護(hù)材料層的厚度相等。上述濕法刻蝕加工方法通過(guò)沉積保護(hù)材料層,在起始位置刻蝕以暴露硅襯底之后再刻蝕硅襯底形成內(nèi)部中空腔體結(jié)構(gòu),避免形成中空腔體后進(jìn)行光刻膠的涂敷、烘烤等工藝對(duì)中空腔體上方的薄膜結(jié)構(gòu)造成損壞,通過(guò)減少對(duì)已形成薄膜的晶圓進(jìn)行操作,提高產(chǎn)品良率并保證器件功能完備。
1.一種mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述刻蝕加工方法用于對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕,所述晶圓包括依次層疊設(shè)置的介電層及硅襯底;所述介電層內(nèi)嵌設(shè)置有至少一個(gè)電極,所述方法包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述在所述晶圓表面沉積保護(hù)材料層包括應(yīng)用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝或低壓化學(xué)氣相沉積工藝沉積得到所述保護(hù)材料層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述保護(hù)材料層的厚度為100-1000nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述保護(hù)材料層為sio層或sin層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述保護(hù)材料層為aln層或al2o3層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述在所述晶圓表面的介電層上方沉積保護(hù)材料層之后,還包括:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述在所述電極上方進(jìn)行刻蝕,所得到的刻蝕開口尺寸不大于所述電極的外輪廓尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述介電層下方刻蝕的中空腔體的截面呈倒梯形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的mems濕法刻蝕加工方法,其特征在于,所述在起始刻蝕位置對(duì)所述保護(hù)材料層及所述介電層進(jìn)行刻蝕,所得到的刻蝕槽的寬度為1-50um。
10.一種mems傳感器,所述mems傳感器通過(guò)如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的mems濕法刻蝕加工方法加工制造得到,其特征在于,所述mems傳感器包括晶圓,所述晶圓包括依次層疊設(shè)置的介電層及硅襯底,且所述硅襯底的厚度大于所述介電層的厚度;