[發明專利]一種基于SOI-MEMS的溫控隔振平臺加工方法

有效

• 申請號: 201710857320.2
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107659283B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 劉炎
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/02;H03H9/24
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

1.一種基于SOI-MEMS的溫控隔振平臺加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選取SOI硅片，該SOI硅片上部的頂硅層(101)用于加工隔振懸臂結構，下部的基底層(103)用于加工錨定結構，中部的二氧化硅埋氧層(102)用于實現頂硅層和基底層的隔離；使所述頂硅層進行外延生長，形成與頂硅層晶體結構相同的硅外延生長層(104)，在所述硅外延生長層的表面形成第一絕緣層(105)；

(2)在所述第一絕緣層(105)的表面制備加熱單元(21)、第一焊盤(23)、溫度傳感單元(24)、第二焊盤(26)、所述加熱單元(21)與第一焊盤(23)之間的第一互連導線(22)以及所述溫度傳感單元(24)與第二焊盤(26)之間的第二互連導線(25)；

(3)在已制備加熱單元(21)、第一焊盤(23)、溫度傳感單元(24)、第二焊盤(26)、第一互連導線(22)和第二互連導線(25)的所述第一絕緣層(105)上制備第二絕緣層(115)，然后在該第二絕緣層(115)上制備MEMS振蕩器結合焊盤(31)、第三焊盤(33)以及所述MEMS振蕩器結合焊盤(31)與第三焊盤(33)之間的輸出互連導線(32)；

(4)根據隔振懸臂結構的加工圖案刻蝕第二絕緣層(115)和第一絕緣層(105)以形成溝槽(117)，并根據錨定結構的加工圖案刻蝕所述基底層(103)以獲得所需的錨定結構，然后刻蝕硅外延生長層(104)使其與所述溝槽(117)導通，最后刻蝕二氧化硅埋氧層(102)，以此制備獲得所需的溫控隔振平臺。

2.如權利要求1所述的基于SOI-MEMS的溫控隔振平臺加工方法，其特征在于，所述步驟(2)包括如下子步驟：

(21)在所述第一絕緣層(105)的上表面制備第一光刻膠層(106)，根據所述加熱單元(21)和溫度傳感單元(24)的圖案刻蝕所述第一光刻膠層(106)形成光刻膠溝槽，在所述第一光刻膠層(106)上制備第一金屬薄膜層，然后剝離所述第一光刻膠層(106)及其上的第一金屬薄膜層，保留填充在所述光刻膠溝槽中的第一金屬薄膜層，以制備獲得加熱單元(21)和溫度傳感單元(24)；

(22)在所述第一絕緣層(105)的上表面制備第二光刻膠層(114)，根據所述第一焊盤(23)、第二焊盤(26)、所述加熱單元(21)與第一焊盤(23)之間的第一互連導線(22)以及所述溫度傳感單元(24)與第二焊盤(26)之間的第二互連導線(25)的圖案刻蝕所述第二光刻膠層(114)形成光刻膠溝槽，在所述第二光刻膠層(114)上制備第二金屬薄膜層，然后剝離所述第二光刻膠層(114)及其上的第二金屬薄膜層，保留填充在光刻膠溝槽中的第二金屬薄膜層，以制備獲得第一焊盤(23)、第二焊盤(26)、第一互連導線(22)和第二互連導線(25)。

3.如權利要求1或2所述的基于SOI-MEMS的溫控隔振平臺加工方法，其特征在于，所述步驟(3)包括如下子步驟：

(31)在已制備加熱單元(21)、第一焊盤(23)、溫度傳感單元(24)、第二焊盤(26)、第一互連導線(22)和第二互連導線(25)的所述第一絕緣層(105)上制備第二絕緣層(115)；

(32)在所述第二絕緣層(115)的上表面制備第三光刻膠層，根據所述MEMS振蕩器結合焊盤(31)、第三焊盤(33)以及兩者之間的輸出互連導線(32)的圖案刻蝕所述第三光刻膠層以形成光刻膠溝槽，在所述第三光刻膠層上制備第三金屬薄膜層，然后剝離所述第三光刻膠層及其上的第三金屬薄膜層，保留填充在光刻膠溝槽中的第三金屬薄膜層，以制備獲得MEMS振蕩器結合焊盤(31)、第三焊盤(33)以及兩者之間的輸出互連導線(32)。

4.如權利要求2所述的基于SOI-MEMS的溫控隔振平臺加工方法，其特征在于，所述第一金屬薄膜層為鉑金薄膜層，所述第二金屬薄膜層和第三金屬薄膜層為黃金薄膜層。

5.如權利要求2所述的基于SOI-MEMS的溫控隔振平臺加工方法，其特征在于，所有光刻膠溝槽為頂部開口尺寸小于底部尺寸的凹槽。