[發明專利]MEMS器件的形成方法

有效

• 申請號: 201410521986.7
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105439081B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 阮炯明;張冬平
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體涉及一種MEMS器件的形成方法。

背景技術

微機電系統(Micro-Electro-Mechanical-Systems，簡稱MEMS)是利用微細加工技術在芯片上集成傳感器、執行器、處理控制電路的微型系統。

一些MEMS器件內形成有空腔，并在空腔上方形成一端懸空的懸臂粱，所述懸臂梁的另一端固定在半導體基底上，且連接其他元器件。使用過程中，通過懸臂梁上下振動與所述半導體基底內的元氣件出現電學特性響應，以傳遞信號。

現有的MEMS器件制備工藝包括：

參考圖1所示，在半導體基底10上形成第一犧牲層11，在所述第一犧牲層上形成懸臂材料層(圖中未顯示)，在刻蝕在所述懸臂材料層形成懸臂梁12后，在所述懸臂梁12上形成器件層13；之后在所述器件層13上形成第一掩模層14，以所述第一掩模層14為掩模繼續刻蝕所述懸臂梁12和第一犧牲層11至露出半導體基底，形成多個開口15，從而將半導體基底劃分成各個功能區域；

接著參考圖2，在所述第一掩模層14上，以及各個開口15的側壁和底部形成第二犧牲層16；

參考圖3，并在所述第二犧牲層16上形成第二掩模層17，并去除開口15底部的第二犧牲層16，以及附著于部分開口15側壁的第二犧牲層16，所述開口15后續用于形成空腔。

在MEMS器件后續的制備工藝中，會在所述半導體基底10的第二犧牲層16上形成其余MEMS結構，或是在所述第二犧牲層16上覆蓋其他半導體基底；之后，去除所述第一犧牲層11和第二犧牲層16，形成MEMS器件的空腔，且使所述懸臂梁12的一端懸空。MEMS器件使用過程中，通過所述懸臂梁懸空端的振動以產生信號。

但在實際制備過程中，上述MEMS器件的性能較差，不符合MEMS器件的性能要求，成品率低。

為此，如何提高MEMS器件的性能和成品率是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種MEMS器件的形成方法，從而提高MEMS器件的性能以及成品率。

為解決上述問題，本發明提供一種MEMS器件的形成方法，包括：

提供半導體基底；

在所述半導體基底上形成第一犧牲層：

在所述第一犧牲層上形成阻擋層；

在所述阻擋層上形成懸臂梁層；

以所述阻擋層為停止層，在所述懸臂梁層中形成凹槽；

在所述懸臂梁層上形成第二犧牲層，所述第二犧牲層覆蓋所述懸臂梁層，以及所述凹槽的側壁和底部；

在所述第二犧牲層上形成掩模層，所述掩模層露出所述凹槽；

以所述掩模層為掩模，去除所述凹槽底部的第二犧牲層；

再以所述掩模層為掩模，去除所述凹槽底部的阻擋層和第一犧牲層，露出所述半導體基底。

可選地，所述第二犧牲層的厚度在100nm～300nm的范圍內。

可選地，所述第一犧牲層和第二犧牲層的材料相同。

可選地，所述第一犧牲層和第二犧牲層的材料為鍺，所述懸臂梁層的材料為鍺硅材料。

可選地，所述阻擋層的材料為氧化硅。

可選地，所述阻擋層的厚度為20～100納米。

可選地，所述掩模層為光刻膠層。

可選地，在所述懸臂梁層中形成凹槽的步驟包括：在所述懸臂梁層中形成多個所述凹槽；

在所述第二犧牲層上形成掩模層的步驟包括：所述掩模層還覆蓋凹槽部分側壁上的所述第二犧牲層；

以所述掩模層為掩模，去除所述凹槽底部的阻擋層和第一犧牲層，露出所述半導體基底的步驟還包括：去除位于凹槽側壁上的未覆蓋掩模層的第二犧牲層。

可選地，以所述掩模層為掩模，去除所述凹槽底部的第二犧牲層的步驟包括：采用各向同性刻蝕工藝去除所述凹槽底部的第二犧牲層。

可選地，以所述掩模層為掩模，去除所述凹槽底部的阻擋層和第一犧牲層，露出所述半導體基底的步驟包括：采用各向異性刻蝕工藝去除所述凹槽底部的阻擋層和第一犧牲層。

可選地，所述各向異性刻蝕工藝為干法刻蝕工藝。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：