用于微机电系统芯片的基片、微机电系统芯片及制备方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于微机电系统芯片的基片、微机电系统芯片及制备方法，属于微机械领域，该用于微机电系统芯片的基片包括具有上表面和下表面的基片本体及形成在所述基片本体内的至少一个腔体，每个所述腔体包括呈上下设置的上子腔部和下子腔部，所述上子腔部和下子腔部连通，所述上子腔体自所述基片本体的上表面向下延伸形成；所述上子腔部所围设形成的形状和/或尺寸与所述下子腔部所围设形成的形状和/或尺寸不同；于所述基片本体的下表面上，所述上子腔部的正投影面积大于所述下子腔部的正投影面积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于微机电系统芯片的基片、微机电系统芯片及该基片的制备方法，属于微机械领域。
技术介绍
微机电系统(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。随着半导体行业的快速发展，硅通孔刻蚀技术越来越重要，尤其在3D封装和MEMS领域，体硅刻蚀是必不可少的关键步骤。目前在硅通孔刻蚀
，通用的是博世工艺和非博世工艺，在MEMS领域中，随着刻蚀角度的精确要求，博世工艺普遍采用。但这种工艺也有一定的局限性，一般刻蚀角度较为垂直(通过该种刻蚀方式，一次形成腔体1，该腔体1的腔壁为竖直面11，如图1a)，或者形成底部略大于顶部的倒梯形形貌(通过该种刻蚀方式，一次形成倒梯形腔体2，该腔体2的腔壁21为斜面，如1b)，或者形成顶部略大于底部的梯形形貌(通过该种刻蚀方式，一次形成正梯形腔体3，该腔体3的腔壁31为斜面，如1c)。另外，此种结构使用效率低，所制作形成的芯片体积较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于微机电系统芯片的基片，通过使用该用于微机电系统芯片的基片所制作形成的芯片可增加芯片在三维方向堆叠的密度，减短芯片之间的互连线，有助于减小芯片的尺寸等。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于微机电系统芯片的基片，包括具有上表面和下表面的基片本体及形成在所述基片本体内的至少一个腔体，每个所述腔体包括呈上下设置的上子腔部和下子腔部，所述上子腔部和下子腔部连通，所述上子腔体自所述基片本体的上表面向下延伸形成；所述上子腔部所围设形成的形状和/或尺寸与所述下子腔部所围设形成的形状和/或尺寸不同；于所述基片本体的下表面上，所述上子腔部的正投影面积大于所述下子腔部的正投影面积。进一步地，所述上子腔部的中轴线与下子腔部的中轴线重叠。进一步地，所述上子腔部为倒圆台型结构，所述下子腔部为圆柱型。本专利技术还提供了一种微机电系统芯片，包括上述用于微机电系统芯片的基片。本专利技术还提供了一种用于微机电系统芯片的基片的制备方法，包括如下步骤：S1：提供基片本体，该基片本体具有相对设置的上表面和下表面；S2：在所述基片本体的上表面上形成上子腔部；S3：于所述子腔部的下方形成下子腔部；所述形成的下子腔体和上子腔体连通；于所述基片本体的下表面上，所述上子腔部的正投影面积大于所述下子腔部的正投影面积；所述上子腔部所围设形成的形状和/或尺寸与所述下子腔部所围设形成的形状和/或尺寸不同。进一步地，所述步骤S2具体包括：S21：在所述基片本体的上表面涂覆光刻胶；S22：对涂覆的光刻胶进行曝光、显影，以形成第一光刻胶掩膜图形；S23：根据第一光刻胶掩膜图形刻蚀基片本体以形成上子腔部；S24：去除光刻胶；进一步地，所述步骤S21还包括：在所述基片本体的下表面形成刻蚀停止层。进一步地，所述步骤S3具体包括：S31：在步骤S2所形成的上子腔部内涂覆底部抗反射涂层；S32：在形成的底部抗反射涂层的表面涂覆光刻胶；S33：对涂覆的光刻胶进行曝光、显影，以形成第二光刻胶掩膜图形；S34：根据第一光刻胶掩膜图形刻蚀抗反射涂层和上子腔部下方的部分基片本体以形成下子腔部；S35：去除光刻胶、底部抗反射涂层。进一步地，所述步骤S2所形成的上子腔部的中轴线与所述步骤S3所形成的下子腔部的中轴线重叠。进一步地，所述上腔部和下子腔部组合形成腔体，所述上子腔部为倒圆台型结构，所述下子腔部为圆柱型。本专利技术的有益效果在于：由于本专利技术的用于微机电系统芯片的基片的腔体由呈上下设置并连通的上子腔部和下子腔部组成，该上子腔部所围设形成的形状和/或尺寸与下子腔部所围设形成的形状和/或尺寸不同，且该上子腔部的正投影面积大于下子腔部的正投影面积，从而使应用该用于微机电系统芯片的基片所制作的芯片增加了芯片在三维方向堆叠的密度，减短了芯片之间的互连线，有助于减小芯片的尺寸；相对现有技术，可更有效地实现3D芯片层叠，可制造出结构更复杂、性能更强大、更具成本效率的微机电系统芯片。本专利技术的用于微机电系统芯片的基片的制备方法可满足设计多样性的需要，延伸性强，可应用到硅通孔刻蚀、深硅孔刻蚀、深沟槽梳齿刻蚀等结构上。通过将此种方法所制得的用于微机电系统芯片的基片40应用到微机电系统芯片上后，可增加微机电系统芯片在三维方向堆叠的密度，减短芯片之间的互连线，减小芯片的尺寸；相对现有技术，可更有效地实现3D芯片层叠，制造出结构更复杂、性能更强大、更具成本效率的芯片和微机电系统芯片。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1a至图1c为三种现有技术的用于微机电系统芯片的基片的结构示意图；图2是本专利技术一实施例所示的用于微机电系统芯片的基片的结构示意图；图3为深沟槽梳齿的用于微机电系统芯片的基片；图4为本专利技术另一实施例所示的用于微机电系统芯片的基片的结构示意图；图5是本专利技术一实施例所示的用于微机电系统芯片的基片的制备方法的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术的微机电系统芯片包括用于微机电系统芯片的基片，请参见图2，本专利技术一较佳实施例所示的一种用于微机电系统芯片的基片40包括具有上表面41a和下表面41b的基片本体41及形成在所述基片本体41内的至少一个腔体42。每个所述腔体42包括呈上下设置的上子腔部421和下子腔部422，所述上子腔部421和下子腔部422连通，所述上子腔体42自所述基片本体41的上表面41a向下延伸形成，所述上子腔部421所围设形成的形状与所述下子腔部422所围设形成的形状不同。于所述基片本体41的下表面41b上，所述上子腔部421的正投影面积大于所述下子腔部422的正投影面积。在本实施例中，所述基片本体41可以采用硅基片(Si)。所述基片本体42的下表面41b上设置有一层刻蚀停止层，该刻蚀停止层为二氧化硅(SiO2)。本实施例的腔体42为硅通孔结构。由于该用于微机电系统芯片的基片40的腔体42包括呈上下设置并连通的上子腔部421和下子腔部422，该上子腔部421所围设形成的形状与下子腔部422所围设形成的形状不同，且该上子腔部421的正投影面积大于下子腔部422的正投影面积，从而使应用该用于微机电系统芯片的基片40所制作的芯片增加了芯片在三维方向堆叠的密度，减短了芯片之间的互连线，有助于减小芯片的尺寸；相对现有技术，可更有效地实现3D芯片层叠，可制造出结构更复杂、性能更强大、更具成本效率的微机电系统芯片。诚然，在扩展应用时，该腔体42的结构还可以深硅孔、深沟槽梳齿(如图3)等其他结构。所述上子腔部421、下腔体42可以是圆柱型、多边型、倒圆台型结构中的任意一种，其中，为了便于制造，该多边型设置为正棱柱型。于所述基片本体41的下表面41b上，该上子腔部421的正投影覆盖下子腔部422的正投影。在本实施例中，所述上子腔部42本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微机电系统芯片的基片，其特征在于：包括具有上表面和下表面的基片本体及形成在所述基片本体内的至少一个腔体，每个所述腔体包括呈上下设置的上子腔部和下子腔部，所述上子腔部和下子腔部连通，所述上子腔体自所述基片本体的上表面向下延伸形成；所述上子腔部所围设形成的形状和/或尺寸与所述下子腔部所围设形成的形状和/或尺寸不同；于所述基片本体的下表面上，所述上子腔部的正投影面积大于所述下子腔部的正投影面积。

【技术特征摘要】
1.一种用于微机电系统芯片的基片，其特征在于：包括具有上表面和下表面的基片本体及形成在所述基片本体内的至少一个腔体，每个所述腔体包括呈上下设置的上子腔部和下子腔部，所述上子腔部和下子腔部连通，所述上子腔体自所述基片本体的上表面向下延伸形成；所述上子腔部所围设形成的形状和/或尺寸与所述下子腔部所围设形成的形状和/或尺寸不同；于所述基片本体的下表面上，所述上子腔部的正投影面积大于所述下子腔部的正投影面积。2.如权利要求1所述的用于微机电系统芯片的基片，其特征在于，所述上子腔部的中轴线与下子腔部的中轴线重叠。3.如权利要求1或2所述的用于微机电系统芯片的基片，其特征在于，所述上子腔部为倒圆台型结构，所述下子腔部为圆柱型。4.一种微机电系统芯片，其特征在于，包括如权利要求1至6项中任意一项所述的用于微机电系统芯片的基片。5.一种用于微机电系统芯片的基片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：S1：提供基片本体，该基片本体具有相对设置的上表面和下表面；S2：在所述基片本体的上表面上形成上子腔部；S3：于所述子腔部的下方形成下子腔部；所述形成的下子腔体和上子腔体连通；于所述基片本体的下表面上，所述上子腔部的正投影面积大于所述下子腔部的正投影面积；所述上子腔部所围设形成的形状和/或尺寸与所述下子腔部所围设形成的形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全宝，
申请(专利权)人：苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32