隐藏铰链微机电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种微机电装置的制造方法，所述方法包括：通过从基板除去材料而在所述基板中界定至少一个隐藏支撑；将所述至少一个隐藏支撑贴附到包括至少一个致动电极的晶片，所述致动电极能致动所述基板的至少一部分，其中所述基板的旋转轴基本垂直于所述隐藏支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体而言涉及一种形成集成装置例如半导体装置的技术，且具体 而言涉及一种具有隐藏铰链的微镜的制造方法及包括这样的微镜的空间光 调制器。
技术介绍
在当前技术中制造美国专利4566935、美国专利4710732、美国专利 4956619的微镜型的空间光调制器(SLM )是公知的。通常采用制造集成装 置例如微镜SLM的两个主要原理。制造完成状态的集成电路(IC),然后在所述IC上制造微镜。该微镜建 立在IC晶片上。此方法的优点在于可以使用所谓的IC代工厂，这代表非常 高效的电子器件晶片制造。缺点在于材料和可用于制造微镜的方法的选择非 常受限，因为存在约400。C的温度上限，在该温度以上电子器件将被破坏。 这使得制造具有最佳性能的微镜更加困难。建立微镜SLM的另 一方法是在制造IC工艺的末尾，可以在同 一晶片上 开始微镜的制造。此方法的优点在于材料、制造具有良好性能微镜的方法和 温度的选择具有较大自由度。缺点在于不能在标准IC代工厂制造该IC晶片， 因为它们在制造工艺上具有非常严格的要求，以便能在工艺中保持质量。建立微镜SLM的再一方法是在第一晶片上制造IC和在第二晶片上制造 微镜阵列。所述第一和第二晶片可以通过结合方法彼此贴附。此方法的一个 问题是对所述第一和第二晶片之间对准的严格要求，不对准可能影响一个或 几个像素的功能。由于铝的良好光学性能，SLM中的獨t镜可以由铝制成。然而，使用由铝 制成的反射镜具有一些缺点，例如镜可能不能完全平坦；镜高度可能在镜 之间有所不同；镜在倾斜时可能弯折；镜在倾斜时可能下垂；镜可能具有彼 此不同的预偏转(predeflection);铰链可能具有滞弹性(anelastic)性能。因此，本领域需要微电子/机械/光学集成装置的改进制造方法。
技术实现思路
考虑到上述背景，制造集成装置例如微镜SLM的方法对于该装置的性能是关键的。因此，本专利技术的目的是提供一种集成装置的改进的制造方法和/或设计， 其克服或至少减少上述问题。在示范性实施例中，本专利技术提供了 一种制造微机电MEMS装置的方法， 该方法包括通过从基板除去材料而在所述基板中界定至少一个隐藏支撑； 将所述至少一个隐藏支撑贴附到包括至少 一个致动电极(actuation electrode) 的晶片，所述致动电极能致动所述基板的至少一部分，其中所述基板的旋转 轴基本垂直于所述隐藏支撑。在另一示范性实施例中，本专利技术提供了一种微机电装置，该装置包括具 有至少一个反射表面的基板；至少一个隐藏支撑，由与所述基板相同的材料 形成；设置在所述晶片上能致动所述反射表面的至少一个致动电极，其中所 述晶片连接到所述基板且所述反射表面的旋转轴基本垂直于所述隐藏支撑。附图说明为了对本专利技术及其优点的更完整的理解，通过下面结合附图的描述提供 了参考，在附图中图1-20按照连续顺序示出了根据本专利技术制造具有隐藏铰链的微镜的工 艺步骤的示范性实施例；图21示出了根据本专利技术的微镜的示范性实施例的3D视图22-32示出了本专利技术的微机电装置的专利技术制造工艺的另 一示范性实施 例；以及图33 -40示出了根据本专利技术的工艺步骤的示范性实施例的掩模图案， 其中虛线为剖面线。具体实施例方式为了此申请的目的，术语"晶片"和"基板"可互换地使用，它们之间 的差别仅在于其尺度。根据本专利技术的方法特别适用于制造微镜空间光调制器。然而，其可以应用于多种微机电装置、热探测器和非热探测器装置例如量子阱探测器、热电(pyroelectric)探测器、测辐射热仪等，但不限于此。当不能在具有另一结 构(例如转向(steering)电子装置)的基板上直接处理/构图/沉积一结构(例 如微镜阵列)时，本专利技术特别适用。例如，如杲设置在所述基板上的结构对 于将在其上提供的结构的处理的工艺温度敏感，或者当该基板是多晶体且在 该基板上生长的元件必须是单晶时，情况如此。图1示意性地示出了根据形成具有隐藏铰链的MEMS装置的本专利技术的 示范性实施例的第一工艺步骤。隐藏铰链是当从上面例如顶部观察MEMS 装置时被所述MEMS装置中的反射表面隐藏了的铰链。开始材料是晶片 130，其由单晶硅或SOI (绝缘体上硅)制成。在所述晶片130顶上设置有 例如氧化硅的掩模材料层120。所述掩模材料层120可以被抗蚀剂膜110至 少部分覆盖。在所述第 一 工艺步骤中，可以采用标准光刻工艺在掩模材料120 中界定铰链140。可以是CF4的反应离子蚀刻RIE可以用于除去抗蚀剂膜110 和下面的掩模材料120的暴露区域。在基板130中铰链的界定可以通过使用深反应离子蚀刻(DRIE)而进 行(图2 )。在所述基板130中界定铰链之前，抗蚀剂膜110可以在抗蚀剂移 除器中被除去。在基板130中的铰链界定之前，所述基板可以浸在2%的HF 中。DRIE可以是公知的Bosch工艺。最简化的工艺仅包括各向异性DRIE 蚀刻，之后跟随各向同性RIE以形成铰链。在所述基板130中的铰链界定之 前，氧化硅层150可以设置在所述基板130相对于界定所述铰链处的相对侧， 作为选择，所述氧化硅层150可以在基板130中的所述铰链界定之后设置在 所述相对侧。在下面的步骤中，可以进行对处理过的表面的钝化(图2)。可以进行干 氧化以释放局域氧化期间在硅中的应力(在图3中未示出)。所述氧化是可 选的以提高精度并减少表面粗糙。可以进行氮化硅的PECVD(等离子增强 化学气相沉积)以作为后续LOCOS (硅的局域氧化)步骤中的氧化屏障。 可以进行作为蚀刻保护的氧化硅170的PECVD，作为后续DRIE步骤中的 保护。在图4中，除去了水平表面上的钝化层(氮化硅160和氧化硅170),并 界定了基板130中铰链的长度。钝化层可以通过高方向性(低压和高射频功 率)的RIE方法除去。基板130的露出的表面可以通过DRIE (Bosch工艺)的方法蚀刻，从而界定所述铰链的所述长度。在下面的步骤中，如图5所示，进行热氧化以界定铰链的宽度。LOCOS 可以用于把铰链中的基板130的部分转变为氧化硅180。在图6中，除去了钝化层和掩模材料并进行基板的平坦化。钝化层160、 170、 180和掩模材料120可以在BOE (緩沖氧化蚀刻)中被蚀刻掉。聚酰 亚胺(PI) 190可以旋转施加在基板130顶部以填充其中的腔。可以使用减 小的压力或真空以确保所述PI将填充所述腔。所述PI可以在提高的温度下被硬化。可以用02等离子体除去不希望的PI。掩模材料200沉积在所述基板130顶部上(图7 )。所述掩模材料可以是 铝且可以通过蒸发进行沉积。在所述掩模材料顶部上，可以提供抗蚀剂膜。标准光刻可以在基板130 中界定区域220，在该处将界定镜分离沟槽(见图8)。在暴露的抗蚀剂下面 的铝可以通过R正(SiCL4/Cl2)除去。还可以通过使用具有沟槽(通常填充 有氧化物)的SOI晶片而将分离沟槽作为电子设备的沟槽隔离的第一步骤形 成。未暴露的抗蚀剂膜可以通过丙酮除去。在掩模材料200和所述释放的基 板130的顶部上，提供氧化硅层(见图9)。所述层可以通过PECVD方法提供。在所述氧化硅层230顶部上，提供抗蚀剂层245。标准光刻可以在掩模 材料230 (氧化硅)中限定镜分离沟槽240和电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电装置的制造方法，所述方法包括：　　　　通过从基板除去材料而在所述基板中界定至少一个隐藏支撑；　　　　将所述至少一个隐藏支撑贴附到包括至少一个致动电极的晶片，所述致动电极能致动所述基板的至少一部分，　　　　其中所述基板的旋转轴基本垂直于所述隐藏支撑。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得伊诺克森，马丁布林格，
申请(专利权)人：麦克罗尼克激光系统公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]