用于制造具有黑色表面的微电子器件的工艺和微电子器件制造技术

公开了用于制造具有黑色表面的微电子器件的工艺和微电子器件。一种用于制造黑硅表面的工艺，该工艺包括多个粗糙化循环，每个粗糙化循环包括：在硅体的区域上沉积非平面聚合物层；以及以非单向方式对该聚合物层和该硅体的该区域进行等离子体蚀刻，并以非均匀方式去除该硅体的该区域的不大于10nm的表面部分。

Technology and microelectronic devices for making microelectronic devices with a black surface

The process and microelectronic devices for the manufacture of microelectronic devices with black surfaces are disclosed. A process for manufacturing the black silicon surface, the process comprises a plurality of roughening cycles, each cycle comprises depositing a roughened non planar polymer layer in silicon area; and the non unidirectional mode in this area of the polymer layer and the silicon body of plasma etching, and to remove the non uniformly the silicon body in this region of the surface is not greater than 10nm.

【技术实现步骤摘要】
用于制造具有黑色表面的微电子器件的工艺和微电子器件
本专利技术涉及一种用于制造具备黑色表面的微电子器件的工艺，并且涉及一种相应的微电子器件。
技术介绍
众所周知，一些类型的电子器件(如MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)器件)具有期望尽可能多地减少光的入射和/或反射的黑色空腔。这适用于例如在小型化投影仪模块(所谓的微微投影仪)中所使用的MEMS微反射镜，该MEMS微反射镜能够在一定距离处投影图像或产生期望的光图案。MEMS微反射镜通常包括悬挂在对应空腔上方的一个或多个反射镜元件，并且从将是可移动的半导体材料本体开始制造，所述本体通常具有倾斜或旋转运动，用于以期望的方式引导入射光束。例如，图1是微微投影仪的示意性表示，其中光源1(诸如激光源)产生光束2(通常由三个单色光束形成，每个基本颜色一个单色光束)，该光束通过仅示意性表示的光学系统3被微反射镜8偏转，此处的微反射镜由一对反射镜元件5、6形成。第一反射镜元件5例如可以是水平反射镜元件，该第一反射镜元件围绕第一轴A旋转并且生成快速水平扫描，并且第二反射镜元件6可以例如是竖直反射镜元件，该第二反射镜元件围绕横向于(特别是垂直于)第一轴线A的第二轴线B旋转，并且生成通常为锯齿型的慢竖直扫描。将这两个MEMS反射镜元件5、6的运动进行组合使得光束2执行完全的二维扫描运动并且一旦被投影到投影屏幕7上就会在其上生成二维图像。例如在WO2010/067354中对这类系统进行了描述。图1的系统的变体包括二维类型的单个反射镜元件，该反射镜元件可同时围绕水平轴B和竖直轴A旋转，以便生成与图1相同的扫描图案。MEMS微反射镜的另一应用是3D手势识别系统。这些系统通常使用微微投影仪和图像采集装置(如相机)。这里的光束可以在可见范围内、在不可见范围内，或者可以具有任何有用的频率。该微微投影仪可以与图1的微微投影仪相似，并且由微反射镜8偏转的光束2用于在两个方向上将对象进行扫描。例如，该微微投影仪可以在物体上投射小的带区。物体的任何可能的突出区域或凹陷区域(归因于其深度)在由相机检测到的光线中产生变形，这可以由用于检测第三维度的合适的电子设备进行处理。在这两种情况下，利用所考虑的技术，通过致动系统控制反射镜元件的旋转，该致动系统目前是静电类型、磁性类型或压电类型的。反射镜元件5、6可以具有图2所示的结构并且使用压电致动系统。这里，半导体材料(诸如硅)的芯片10包括结构层11，该结构层在具有空腔16的衬底13之上延伸(图3)。结构层11形成振荡元件14，该振荡元件布置在空腔16之上并且承载反射表面12。两个支撑臂15在振荡元件14的相对侧上延伸并且界定出振荡元件14的旋转轴线(例如，竖直反射镜元件6的旋转轴线B)。支撑臂15通过扭转弹簧18连接到相对于基底13固定的固定外围部分17。由于致动组件20扭转弹簧18使得支撑臂15能够围绕轴线B旋转，从而形成静电类型的驱动结构。每个致动组件20因此包括面向固定电极22的移动电极21。详细地，移动电极21相对于支撑臂15被固定，并且相对于固定电极22成叉指状，以便生成电容耦合。固定电极22由相对于芯片10的衬底13所固定的固定外围部分17承载。给定电极21，22的布置，驱动结构也被定义为“梳式驱动结构”。以一种已知方式，通过在移动电极21与固定电极22之间施加合适的电压，可以在它们之间生成吸力或斥力，以便引起移动电极21相对于固定电极22的旋转、支撑臂15围绕轴线B的旋转、以及因此振荡元件14的所导致的受控旋转。为此，如图3所示，在固定外围区域17上形成接触区域25用于电连接或偏置这些固定和/或移动区域。在所示的实施例中，在结构层11中形成：振荡元件14；支撑臂15；扭转弹簧18；移动和固定电极21、22；以及固定外围部分17，并且衬底13在顶部处封闭空腔16。在反射镜元件5、6中，无论是单向型还是二维型，都可能出现寄生反射率，即由空腔16产生的不期望的光的反射。事实上，考虑到振荡元件14的典型尺寸(例如，具有从1mm至10mm的直径)、空腔16的使能进行空腔振荡的尺寸(例如，具有100μm至350μm的深度)以及光学组件的公差，指向反射镜元件5、6的光的一部分可能会穿透到空腔16中。相对于被反射表面12正确反射的光束(也称为“杂散光”)，这种在一些特性上被延迟或修改的光可能使得投影受到甚至相当大的干扰，从而使其性能恶化。为了尽可能地防止或降低寄生反射率，已经提出了对空腔16的内表面进行处理，使得当该空腔在光学显微反射镜下观察时表现为黑色空腔。特别地，经常期望具有小于10％的寄生反射率。可以在对衬底13进行蚀刻以形成空腔16之后执行这种处理，以增加其壁的粗糙度。例如，图4至图7示出了用于形成和黑化空腔16的可能工艺的连续步骤。图4示出了半导体材料(例如硅)本体20，该本体在顶表面20A上具有顶表面20A以及导电材料的接触点或接触焊盘21，用于例如将本体20接地。本体20(例如，以本领域技术人员已知的方式在切割成单个器件之后被设计用于形成图3的衬底13的晶片)以及触点或接触焊盘21涂覆有绝缘层22，例如热氧化物。将绝缘层22从顶表面20A将要形成空腔的地方移除。介电材料层23(例如沉积的氧化硅或氮化物)在顶表面20A之上以及绝缘层22(在存在的情况下)之上延伸，以便在对硅进行蚀刻期间保护触点或接触焊盘21，并防止在硅中形成裂纹。图5示出了对电介质层23进行光刻掩模和蚀刻之后的本体20、以及用于形成空腔16的本体20。空腔16通常是使用两种分开的蚀刻来形成的，以便首先去除电介质层23，然后去除本体20。在不同的设备中使用不同的气体进行这两种蚀刻，通常作为干法等离子体蚀刻。由于介电层23具有用于触点或接触焊盘21的保护功能，所以在蚀刻之前，掩模抗蚀剂(未示出)要经历固化步骤。然后(图6)，对空腔16进行黑化。例如，为此，可以使用湿法蚀刻，该湿法蚀刻使用包括80％的H2SO4、10％的HNO3以及10％的HF的酸性化学物。以这种方式，空腔16的侧壁16A和底部16B具有不规则结构。蚀刻也会横向地起作用，在电介质层23的边缘下方形成硅的突出部分24。这些突出部分24(也称为“屋顶”)可以具有甚至20-30μm的长度，并且是不利的，因为它们可能具有引起缺陷的裂纹。最后(图7)，通过毯式干法蚀刻去除介电层23，并且清洁本体20。然后，执行接合另一本体并可能地对该本体进行薄化以形成结构层11的后续步骤(未示出)，对其进行界定以形成振荡元件14以及以上描述的其它结构，以已知的方式切割晶片等。所描述的工艺成本高并且复杂，因为该工艺需要用于以下各项的大量步骤：对介电层23进行沉积；对腔体16的壁和底部进行湿法蚀刻；去除电介质层23；以及除了对硅进行蚀刻以便形成空腔16之外还要进行最终清洁。进一步地，这是至关重要的，因为在突出部分24中可能形成裂纹，这可能导致可能脱离并阻碍振荡元件14的运动的部分。用于不同应用的其它对硅区域的表面进行黑化的工艺也是已知的；例如，论文“BlackSiliconformationusingdryetchingforsolarcellsapplications(用于太阳能电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成黑硅表面的工艺，所述工艺包括多个粗糙化循环，每个粗糙化循环包括：在硅体的区域上沉积非平面聚合物层；以及以非单向方式对所述聚合物层和所述硅体的所述区域进行等离子体蚀刻，并且以非均匀方式去除所述硅体的所述区域的表面部分。

【技术特征摘要】
2016.09.26 IT 1020160000963641.一种用于形成黑硅表面的工艺，所述工艺包括多个粗糙化循环，每个粗糙化循环包括：在硅体的区域上沉积非平面聚合物层；以及以非单向方式对所述聚合物层和所述硅体的所述区域进行等离子体蚀刻，并且以非均匀方式去除所述硅体的所述区域的表面部分。2.根据权利要求1所述的工艺，其中，蚀刻包括去除所述硅体的所述区域的不大于10nm的表面部分。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，使用C4F8等离子体进行沉积，并且使用C4F8和SF6等离子体进行蚀刻。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的工艺，其中，蚀刻包括供应SF6的第一流以及供应C4F8的第二流，其中，所述第一流与所述第二流之间的比率大约为1.5±20％。5.根据权利要求4所述的工艺，其中，蚀刻包括还供应C和/或O2。6.根据权利要求4或5所述的工艺，其中，沉积包括供应C4F8的第三流，所述第三流大于所述第二流。7.根据权利要求6所述的工艺，其中，所述第三流与所述第二流之间的比率小于1.5。8.根据权利要求6或7所述的工艺，其中，所述第一流为650sccm，所述第二流为400sccm，并且所述第三流为425sccm。9.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，在沉积时间内进行沉积，并且在蚀刻时间内进行蚀刻，可能除了第一粗糙化循环之外，所述沉积时间与所述蚀刻时间之间的比率包括在大约0.25与0.4之间，例如大约为0.35。10.根据权利要求9所述的工艺，其中，在第一循环中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·索玛彻尼，P·佩特鲁扎，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT