MEMS器件及其制造方法技术

本申请公开了一种MEMS器件及其制造方法。该制造方法包括：在衬底上形成停止层；在停止层上形成结构层；以及将结构层图案化，从而形成具有倾斜侧壁的开口，其中，所述结构层的厚度大于等于预设值，形成所述结构层的步骤包括：利用等离子体增强化学气相沉积法在所述停止层上依次沉积多层二氧化硅，使MEMS器件具有足够的灵敏度以接收磁信号。本发明专利技术的有益效果是：在厚结构层中制作出具有倾斜侧壁的开口，且倾斜侧壁呈平直状，倾斜角度在30至60度之间，为在倾斜侧壁上制作其他结构提供了条件。

MEMS Devices and Their Manufacturing Method

This application discloses a kind of MEMS device and its manufacturing method. The manufacturing method includes: forming a stop layer on the substrate; forming a structure layer on the stop layer; and patterning the structure layer to form an opening with an inclined sidewall, in which the thickness of the structure layer is greater than or equal to the preset value. The steps for forming the structure layer include: depositing multi-layer dioxide on the stop layer sequentially by plasma enhanced chemical vapor deposition method. Silicon, so that the MEMS devices have sufficient sensitivity to receive magnetic signals. The invention has the beneficial effect that an opening with an inclined side wall is made in a thick structure layer, and the inclined side wall is flat, and the inclined angle is between 30 and 60 degrees, thus providing conditions for making other structures on the inclined side wall.

【技术实现步骤摘要】
MEMS器件及其制造方法
本公开涉及半导体
，更具体地，涉及一种MEMS器件及其制造方法。
技术介绍
微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem,MEMS)是利用集成电路制造技术和微加工技术把微结构、微传感器、微执行器、控制处理电路，甚至接口电路、通信电路和电源等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统。微机电系统的出现使芯片的概念远超越了以处理电信号为目的的集成电路，微机电系统的功能已经扩展到了机、光、热、电、化学、生物等领域。与传统的机电系统相比，微机电系统实现了信息系统的微型化、智能化以及集成化，并且提高了性能、降低了功耗和成本。二氧化硅是一种在集成电路与微机电系统中都非常重要的薄膜材料，其具有优异的绝缘性能与隔离性能。在集成电路中通常作为绝缘层或保护层使用。在微机电系统中，二氧化硅还可作为牺牲层材料以及隔离介质层。二氧化硅薄膜的图形化一般采用薄膜淀积、光刻、刻蚀的工艺流程实现。淀积的方法有很多，化学气相淀积与热氧化是比较常用的方法，可根据需要制备密度与厚度不同的二氧化硅薄膜。采用光刻与刻蚀工艺把淀积形成的二氧化硅薄膜图形化，光刻负责图形转移，刻蚀将最终图形形成在二氧化硅膜上。二氧化硅的刻蚀通常采用干法刻蚀来实现。干法刻蚀技术通过物理作用和化学作用相结合的办法去除了刻蚀薄膜，由于刻蚀速度快，各向异性高，因此形成的侧壁形貌较为陡直，侧壁角度通常为80°至90°。在微机电系统中，往往需要在二氧化硅的侧壁上制作其他结构，这就需要尽可能的将二氧化硅的侧壁倾角做小，侧壁角度需在30°至60°左右才可在侧壁上制作其他结构。然而干法刻蚀二氧化硅因各向异性高，无法将侧壁角度减小到30°至60°。业内有采用高温约200℃烘烤的方法先将掩膜光刻胶加热使胶的侧壁倾斜，再利用干法刻蚀制备出侧壁角度约50°左右的二氧化硅结构。然而，此方法需要准备特定的高温烘箱，且需要先将光刻胶减薄至约0.5μm烘烤，形成的具有倾斜侧壁二氧化硅的厚度一般在2μm以下，无法使二氧化硅倾斜侧壁结构的厚度达到5μm甚至更大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种MEMS器件及其制造方法，在厚结构层中制作出具有倾斜侧壁的开口，为在倾斜侧壁上制作其他结构提供了条件。根据本专利技术的一方面，提供了一种MEMS器件的制造方法，包括：在衬底上形成停止层；在所述停止层上形成结构层；以及将所述结构层图案化，从而形成具有倾斜侧壁的开口，其中所述结构层的厚度大于等于预设值，形成所述结构层的步骤包括：利用等离子体增强化学气相沉积法在所述停止层上依次沉积多层二氧化硅。优选地，每层所述二氧化硅的厚度相等，所述结构层为稀疏层。优选地，所述多层二氧化硅的层数包括2-7层，每层所述二氧化硅的厚度包括1-2μm。优选地，形成所述结构层的工艺温度小于或等于400℃。优选地，图案化所述结构层的步骤包括：采用各向同性刻蚀法对所述结构层进行刻蚀，当刻蚀在到达所述停止层时停止。优选地，所述各向同性刻蚀法包括利用湿法腐蚀液对所述结构层进行刻蚀。优选地，所述湿法腐蚀液的成分包括：水、氟化铵以及氢氟酸，比例包括10:4:1至10:6:1。优选地，形成所述开口的工艺温度包括室温至50℃；形成所述开口的工艺时间大于或等于5min。优选地，形成所述停止层的步骤包括利用等离子体增强化学气相沉积法在所述衬底上形成所述停止层，所述停止层的厚度范围包括500至优选地，在图案化所述结构层之前，还包括：在所述结构层上涂布光致抗蚀剂；以及利用所述光致抗蚀剂形成刻蚀窗口。优选地，所述光致抗蚀剂的厚度大于或等于2μm。优选地，形成所述刻蚀窗口的步骤包括：对所述光致抗蚀剂进行曝光、显影处理，从而形成所述刻蚀窗口；去除所述刻蚀窗口处剩余的所述光致抗蚀剂；以及烘烤所述光致抗蚀剂。优选地，采用等离子去胶机去除所述刻蚀窗口处剩余的所述光致抗蚀剂，去除所述刻蚀窗口处剩余的所述光致抗蚀剂所用的时间包括5至15min，去除所述刻蚀窗口处剩余的所述光致抗蚀剂所用的功率包括50至350W，去除所述刻蚀窗口处剩余的所述光致抗蚀剂的厚度包括500至优选地，烘烤所述光致抗蚀剂的时间包括15至60min，烘烤所述光致抗蚀剂的温度包括80℃至120℃。优选地，所述倾斜侧壁的倾斜角度包括30°至60°。优选地，根据所述倾斜侧壁的倾斜角度设置所述结构层密度的梯度分布。优选地，所述倾斜侧壁呈平直状。优选地，所述预设值为5微米。根据本专利技术的另一方面，提供了一种MEMS器件，包括：衬底；停止层，位于所述衬底上；结构层，位于所述停止层上，其具有倾斜侧壁的开口；其中所述结构层的厚度大于等于预设值，所述结构层包括：在所述停止层上依次沉积的多层二氧化硅。优选地，每层所述二氧化硅的厚度相等，所述结构层为稀疏层。优选地，所述多层二氧化硅的层数包括2-7层，每层所述二氧化硅的厚度包括1-2μm。优选地，所述停止层的厚度范围包括500至优选地，其中，所述倾斜侧壁的倾斜角度包括30°至60°。优选地，根据所述倾斜侧壁的倾斜角度设置所述结构层密度的梯度分布。优选地，所述倾斜侧壁呈平直状。优选地，所述预设值为5微米。根据本专利技术提供的MEMS器件及其制造方法，在厚结构层中制作出具有倾斜侧壁的开口，且倾斜侧壁呈平直状，倾斜角度在30至60度之间，为在倾斜侧壁上制作其他结构提供了条件，与现有技术相比：本专利技术使用了PECVD方法制作厚结构层(5um以上)，未使用现有的炉管热氧化的方法生长，进而在结构层上利用光刻以及湿法腐蚀设备制作小于现有80-90°的倾斜角的倾斜侧壁，使得在微机电系统中在厚结构层侧壁上制作图形成为可能，如地磁传感器Z轴方向需要在侧壁制作磁阻层，使MEMS器件具有足够的灵敏度以接收磁信号；在结构层上形成开口后，对光致抗蚀剂进行常规烘烤，以将光致抗蚀剂固化避免其脱落，不需要额外准备200℃高温烘箱，操作简单高效；同时，仅依靠调整热氧生长、腐蚀等工艺参数就能够得到具有平直倾斜侧壁的结构层，节省了成本，而且本专利技术提供的制造方法十分简捷，可以作为量产的工艺手段。此外，本专利技术的MEMS器件及其制造方法根据倾斜侧壁的倾斜角度设置结构层的密度的梯度分布，从而更加精确地控制了倾斜侧壁的倾斜角度。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出了本专利技术实施例的MEMS器件的截面示意图；图2示出了本专利技术实施例的MEMS器件的制造方法的流程图；图3至图7示出了图2的MEMS器件在制作过程中的截面示意图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。本专利技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。图1示出了本专利技术实施例的MEMS器件的截面示意图。如图1所示，本专利技术实施例的MEMS器件包括：衬底100、停止层110以及结构层120，其中，结构层120具有开口121，结构层120本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS器件的制造方法，包括：在衬底上形成停止层；在所述停止层上形成结构层；以及将所述结构层图案化，从而形成具有倾斜侧壁的开口，其中所述结构层的厚度大于等于预设值，形成所述结构层的步骤包括：利用等离子体增强化学气相沉积法在所述停止层上依次沉积多层二氧化硅。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件的制造方法，包括：在衬底上形成停止层；在所述停止层上形成结构层；以及将所述结构层图案化，从而形成具有倾斜侧壁的开口，其中所述结构层的厚度大于等于预设值，形成所述结构层的步骤包括：利用等离子体增强化学气相沉积法在所述停止层上依次沉积多层二氧化硅。2.根据权利要求1所述的方法，其中，每层所述二氧化硅的厚度相等，所述结构层为稀疏层。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多层二氧化硅的层数包括2-7层，每层所述二氧化硅的厚度包括1-2μm。4.根据权利要求3所述的方法，其中，形成所述结构层的工艺温度小于或等于400℃。5.根据权利要求1所述的方法，其中，图案化所述结构层的步骤包括：采用各向同性刻蚀法对所述结构层进行刻蚀，当刻蚀在到达所述停止层时停止。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述各向同性刻蚀法包括利用湿法腐蚀液对所述结构层进行刻蚀。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述湿法腐蚀液的成分包括：水、氟化铵以及氢氟酸，比例包括10:4:1至10:6:1。8.根据权利要求6所述的方法，其中，形成所述开口的工艺温度包括室温至50℃；形成所述开口的工艺时间大于或等于5min。9.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述停止层的步骤包括利用等离子体增强化学气相沉积法在所述衬底上形成所述停止层，所述停止层的厚度范围包括500至10.根据权利要求1所述的方法，在图案化所述结构层之前，还包括：在所述结构层上涂布光致抗蚀剂；以及利用所述光致抗蚀剂形成刻蚀窗口。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述光致抗蚀剂的厚度大于或等于2μm。12.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述刻蚀窗口的步骤包括：对所述光致抗蚀剂进行曝光、显影处理，从而形成所述刻蚀窗口；去除所述刻蚀窗口处剩余的所述光致抗蚀剂；以及烘烤所述光致抗蚀剂。13.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，闻永祥，刘琛，张旭，
申请(专利权)人：杭州士兰集成电路有限公司，杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33