[發(fā)明專利]一種全硅MEMS器件結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410535339.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104355286A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何凱旋;郭群英;黃斌;王鵬;陳博;陳璞;王文婧;劉磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東光電集成器件研究所
• 主分類號(hào): B81B7/02
• 分類號(hào): B81B7/02;B81C1/00;B81C3/00
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所 34113
• 代理人: 楊晉弘

1.一種全硅MEMS器件，由襯底SOI硅片(17)、結(jié)構(gòu)層硅片(10)及蓋帽SOI硅片(16)經(jīng)硅硅直接鍵合后組成，其中襯底SOI硅片(17)包含襯底層(15)、埋氧層(12)及頂層硅(11)，蓋帽SOI硅片(16)包含襯底層(8)、埋氧層(4)及頂層硅(6)，其特征在于：

結(jié)構(gòu)層硅片(10)及蓋帽SOI硅片的頂層硅(6)采用N型或P型低阻硅，典型電阻率0.001Ω·cm~0.1Ω·cm；

蓋帽SOI硅片的頂層硅(6)制成電互聯(lián)線，通過(guò)鍵合面(5)與結(jié)構(gòu)層硅進(jìn)行硅硅直接鍵合，將該處結(jié)構(gòu)層的電信號(hào)通過(guò)電互聯(lián)線引出到蓋帽SOI硅片中的硅電極(9)，與設(shè)置在硅電極(9)上的壓焊點(diǎn)(3)電學(xué)連接，硅電極(9)與結(jié)構(gòu)層硅硅直接鍵合；

結(jié)構(gòu)層(10)刻通區(qū)域(13)，與襯底SOI硅片裸露的襯底層(15)中的淺槽(14)相對(duì)應(yīng)。

2.一種全硅MEMS器件的制造方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）襯底結(jié)構(gòu)制作：襯底采用SOI硅片，利用光刻技術(shù)、ICP深槽刻蝕技術(shù)在襯底SOI硅片上形成鍵合錨點(diǎn)，并腐蝕裸露的埋氧層；

（2）結(jié)構(gòu)層制作：結(jié)構(gòu)層SOI硅片頂層硅采用N型或P型低阻硅，典型電阻率0.001Ω·cm~0.1Ω·cm，利用硅硅直接鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)襯底SOI硅片與結(jié)構(gòu)層SOI硅片鍵合；

鍵合后利用減薄機(jī)或化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)將結(jié)構(gòu)層SOI硅片襯底硅去除，隨后將結(jié)構(gòu)層SOI硅片埋氧層腐蝕掉，最后利用光刻技術(shù)、ICP深槽刻蝕技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放刻蝕，刻蝕后形成可動(dòng)結(jié)構(gòu)；

（3）蓋帽制作：蓋帽SOI硅片頂層硅采用N型或P型低阻硅，典型電阻率0.001Ω·cm~0.1Ω·cm，首先利用光刻、ICP深槽刻蝕技術(shù)形成淺腔，保證可動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間，再利用光刻、ICP深槽刻蝕技術(shù)形成隔離開(kāi)的體硅電互聯(lián)引線，電互聯(lián)線之間的區(qū)域刻蝕至埋氧層，保證電互聯(lián)線間電隔離；

（4）蓋帽SOI硅片與結(jié)構(gòu)層硅片鍵合：利用硅硅直接鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)蓋帽SOI硅片與結(jié)構(gòu)層硅片的鍵合；

（5）引線孔制作：分別利用光刻、ICP深槽刻蝕技術(shù)對(duì)壓焊點(diǎn)排列區(qū)域進(jìn)行深槽刻蝕及引線孔刻蝕，并腐蝕引線孔埋氧層，露出壓焊硅電極；

（6）壓焊點(diǎn)金屬化：利用磁控濺射形成金屬膜，利用光刻、金屬腐蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)壓焊點(diǎn)金屬圖形化。