薄膜型装置及其制作方法制造方法及图纸

一种薄膜型装置及其制作方法，包括下列步骤：在一衬底的上表面形成一底层；在此底层开设第一蚀刻窗；形成牺牲层充填第一蚀刻窗；形成一结构层覆盖牺牲层表面；在结构层开设第二蚀刻窗；最后经由第二蚀刻窗对牺牲层及衬底进行蚀刻，使得第二蚀刻窗连通第一蚀刻窗，并且形成一坑穴深入衬底内，导致结构层在坑穴上方形成一悬浮区域，而与衬底之间形成隔离。利用本发明专利技术制作的薄膜型装置能获得较大面积的悬浮区域，并可避免悬浮区域与底层发生粘附，有较高的可靠度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是关于采用牺牲层制作薄膜型装置的方法及其构造。薄膜型装置，例如热电堆(Thermopile)元件、电阻型温度感测器(Bolometer)、压力感测器、流量计以及气体感测器等等，其制作方法可大致分为正面蚀刻制作过程(Frontside Etching Process)以及背面蚀刻制作过程(Backside Etching Process)，后者的缺点在于需要特殊的对准曝光机台，而传统以前的制作薄膜型装置的流程是如附图说明图1所示，首先在一衬底12上表面依序形成底层13与结构层14，接着形成一蚀刻窗16贯穿结构层14与底层13，使衬底12表面露出部分区域，然后再由此蚀刻窗16对衬底12进行非等向性蚀刻(anisotropic etching)，使衬底12形成一坑穴(pit)18，以致于底层13与结构层14一并形成一悬浮区域19，与衬底12之间形成隔离。然而，这种制作方法所得到的悬浮区域19可用的面积比例小，为改善此一缺点，一种新的制作方法被提出，请参阅图2，其是在衬底22上表面形成底层23后，在底层23表面形成一牺牲层24，然后再形成结构层26复盖牺牲层24表面，接着便在结构层26开设一蚀刻窗28，并由蚀刻窗28进行蚀刻将牺牲层24除去，使结构层26与底层23之间形成一间隙(gap)29，导致结构层26形成一悬浮区域262，与底层23之间形成隔离。这种制作方法获得的悬浮区域262的面积虽然较大，但由于结构层6下垂导致悬浮区域62与底层23粘附(sticking)。因此，有必要针对薄膜型装置的制作方法再加以改进，以求完善。本专利技术的主要目的是提供一种，能够增加其悬浮区域的面积。本专利技术的次一目的是提供一种，能够解决其悬浮区域与底层粘附的难题，提高可靠度。本专利技术的薄膜型装置是这样实现的其包括一衬底，其具有一上表面；一坑穴，从该衬底的上表面深入该衬底内；底层形成于该衬底的上表面；结构层形成于该底层上，该结构层并具有一区域悬浮于该坑穴上方，其中，该底层具有一部分贴附于该结构层的悬浮区域下方而形成一补强结构，该补强结构的面积小于或大于该悬浮区域的面积；以及一蚀刻窗，贯穿该底层及该结构层而连通该坑穴。其中该衬底为硅。其中该结构层包含热电堆元件、热阻型温度感测元件、压力感测元件、流量感测元件、气体感测元件或电子元件。其中该结构层包括一层或多层的介电质、半导体材料、金属材料、金属氧化物、金属氮化物或金属硅化物。其中该底层包含热电堆元件、热阻型温度感测元件、压力感测元件、流量感测元件、气体感测元件或电子元件。其中该底层包含一层或多层的介电质、半导体材料、金属材料、金属氧化物、金属氮化物或金属硅化物。本专利技术的薄膜型装置也可以是这样实现的包括一衬底；底层，形成于该衬底的上表面，该底层开设有第一蚀刻窗；一坑穴，从该第一蚀刻窗深入该衬底内；结构层形成于该底层上，该结构层并具有一区域悬浮于该坑穴上方，且该悬浮区域下表面邻接该坑穴，而与该底层及该衬底之间形成隔离；以及第二蚀刻窗，贯穿该结构层而连通该坑穴。其中该衬底为硅。其中该结构层包含热电堆元件、热阻型温度感测元件、压力感测元件、流量感测元件、气体感测元件或电子元件。其中该结构层包括一层或多层的介电质、半导体材料、金属材料、金属氧化物、金属氮化物或金属硅化物。其中该底层包含热电堆元件、热阻型温度感测元件、压力感测元件、流量感测元件、气体感测元件或电子元件。其中该底层包含一层或多层的介电质、半导体材料、金属材料、金属氧化物、金属氮化物或金属硅化物。本专利技术的薄膜型装置的制作方法是这样实现的包括下列步骤提供一衬底；在该衬底的上表面形成底层；在该底层开设第一蚀刻窗；形成牺牲层充填该第一蚀刻窗；形成结构层于该底层及该牺牲层表面；在该结构层开设第二蚀刻窗，使该牺牲层露出一部分；以及经由该第二蚀刻窗对牺牲层及该衬底进行蚀刻。本专利技术的薄膜型装置的制作方法也可以是这样实现的包括下列步骤提供一衬底；在该衬底的上表面形成底层；在该底层开设第一蚀刻窗，以致于该底层被第一蚀刻窗定义出至少一保留区域；形成牺牲层充填该第一蚀刻窗；形成结构层于该牺牲层及该保留区域的表面；在该结构层开设第二蚀刻窗，使该牺牲层露出一部分；以及经由该第二蚀刻窗对该牺牲层及衬底进行蚀刻。本专利技术所揭示的一种薄膜型装置的制作方法是在衬底上表面形成底层后，先在底层开设第一蚀刻窗，并形成牺牲层充填第一蚀刻窗；接着形成结构层复盖牺牲层表面，并在结构层开设第二蚀刻窗。最后经由第二蚀刻窗对牺牲层及衬底进行蚀刻，使得第二蚀刻窗连通第一蚀刻窗，并且形成一坑穴深入衬底内，导致结构层在坑穴上方形成一悬浮区域，而与衬底之间形成隔离。下面配合附图详细说明本专利技术的特征及内容。图1是传统以正面蚀刻制作过程制作薄膜型装置的流程图。图2是传统技艺中采用牺牲层制作薄膜型装置的流程图。图3是本专利技术的一实施例的流程图。图4是本专利技术的另一实施例的流程图。图3为本专利技术一实施例的流程图。首先，在衬底32上表面形成底层33。接着在底层33开设第一蚀刻窗34，并形成牺牲层36，例如多晶硅或氧化硅，充填第一蚀刻窗34。完成制作牺牲层36之后，形成结构层37复盖于其表面，并且在结构层37开设第二蚀刻窗38，使牺牲层36表面的一部分露出，其中，底层33与结构层37为单层或者多层材料所组成，例如介电质、半导体元件、金属材料、金属氧化物、金属氮化物或金属硅化物，其内包含有电子元件，例如热电堆元件、热阻型温度感测元件、压力感测元件、流量感测元件、气体感测元件或电子元件。然后经由第二蚀刻窗38对于牺牲层36及衬底32进行蚀刻，而形成一坑穴39，由第一蚀刻窗34深入至衬底32内，并且第二蚀刻窗38连通坑穴39，导致结构层37在坑穴39上方形成一悬浮区域372，且悬浮区域372下表面邻接坑穴39，两者之间并不存在其他介面，即悬浮区域372与底层33及衬底32之间均形成隔离。以图3所示的流程制作薄膜型装置能够得到较大面积的悬浮区域372。由于悬浮区域372下方不存在底层33，且坑穴39使得悬浮区域372与衬底32之间具有一适当的高度，因此悬浮区域372不会与底层33或衬底32发生粘附，对于薄膜型装置的可靠度可获得有效的提高。图4提供本专利技术另一实施例的流程图，其与图3所示的流程大致相同。首先在衬底42表面形成底层43，并在底层43开设第一蚀刻窗44，以致在底层43被第一蚀刻窗44定义出一保留区域432；接着形成牺牲层46充填第一蚀刻窗44，再在牺牲层46及保留区域432的表面形成结构层47，并在结构层47开设第二蚀刻窗48，经由第二蚀刻窗48对牺牲层46及衬底42进行蚀刻，使得衬底42形成一坑穴49，从衬底42的上表面深入至衬底42内，并且第二蚀刻窗48贯穿底层43而连通坑穴49，以致于结构层47形成悬浮区域472，且悬浮区域472的下表面贴附保留区域432。其中，形成保留区域432能够提供悬浮区域472应力补偿，前者的面积可以是小于或者大于后者的面积，用以避免悬浮区域472破裂。在不同的实施例中，可以在衬底、底层或结构层中制作电子电路，此为熟悉薄膜型装置的人士所熟知，在此不再详述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜型装置，其特征在于：包括：一衬底，其具有一上表面；一坑穴，从该衬底的上表面深入该衬底内；底层形成于该衬底的上表面；结构层形成于该底层上，该结构层并具有一区域悬浮于该坑穴上方，其中，该底层具有一部分贴附于该结构层的悬浮区域下方而形成一补强结构，该补强结构的面积小于或大于该悬浮区域的面积；以及一蚀刻窗，贯穿该底层及该结构层而连通该坑穴。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜型装置，其特征在于包括一衬底，其具有一上表面；一坑穴，从该衬底的上表面深入该衬底内；底层形成于该衬底的上表面；结构层形成于该底层上，该结构层并具有一区域悬浮于该坑穴上方，其中，该底层具有一部分贴附于该结构层的悬浮区域下方而形成一补强结构，该补强结构的面积小于或大于该悬浮区域的面积；以及一蚀刻窗，贯穿该底层及该结构层而连通该坑穴。2.如权利要求1所述的薄膜型装置，其特征在于其中该衬底为硅。3.如权利要求1所述的薄膜型装置，其特征在于其中该结构层包含热电堆元件、热阻型温度感测元件、压力感测元件、流量感测元件、气体感测元件或电子元件。4.如权利要求1所述的薄膜型装置，其特征在于其中该结构层包括一层或多层的介电质、半导体材料、金属材料、金属氧化物、金属氮化物或金属硅化物。5.如权利要求1所述的薄膜型装置，其特征在于其中该底层包含热电堆元件、热阻型温度感测元件、压力感测元件、流量感测元件、气体感测元件或电子元件。6.如权利要求1所述的薄膜型装置，其特征在于其中该底层包含一层或多层的介电质、半导体材料、金属材料、金属氧化物、金属氮化物或金属硅化物。7.一种薄膜型装置，其特征在于其包括一衬底；底层，形成于该衬底的上表面，该底层开设有第一蚀刻窗；一坑穴，从该第一蚀刻窗深入该衬底内；结构层形成在该底层上，该结构层并具有一区域悬浮于该坑穴上方，且该悬浮区域下表面邻接该坑穴，而与该底层及该衬底之间形成隔离；以及第二蚀刻窗，贯穿该结...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈志雄，陈忠男，
申请(专利权)人：光磊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]