[發明專利]一種微懸臂梁的制備方法

在審

• 申請號: 202011622766.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112744782A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 高陽;李春勇;舒凱;仇伯倉;柯毛龍;徐化勇;馮歐
• 申請（專利權）人: 江西銘德半導體科技有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 彭琰

本發明提供一種微懸臂梁的制備方法，包括：提供一襯底，并在襯底的上表面外延生長Al_XGa_1?XAs薄層；在Al_XGa_1?XAs薄層的上表面旋涂第一光刻膠，并通過第一光刻掩膜板對第一光刻膠進行曝光、顯影，得到光刻膠微懸臂梁圖形；以光刻膠微懸臂梁圖形為掩膜，對Al_XGa_1?XAs薄層和襯底進行刻蝕，并刻穿Al_XGa_1?XAs薄層且刻蝕部分襯底；將Al_XGa_1?XAs薄層氧化成Al₂O₃薄層；在Al₂O₃薄層和襯底的上表面旋涂第二光刻膠，并對二光刻膠層進行曝光、顯影，以在Al₂O₃薄層一側開設窗口；從窗口處側向選擇性腐蝕掉所述Al₂O₃薄層下部的部分襯底材料。本發明為微懸臂梁提供了一種新的可行制備方法和途徑，主要制備得到以Al₂O₃作為材料的微懸臂梁結構、并以GaAs材料作為襯底，有效提升微懸臂梁的性能和靈敏性。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，特別涉及一種微懸臂梁的制備方法。

背景技術

MEMS技術已經交叉融合了多種學科，涉及到微電子學、機械學、材料學、力學、聲學、光學、電子信息等學科。作為一項未來微技術集中發展的方向，是微電子和精密機械加工技術結合的產物。正在向微型化、低成本、輕量化、低能耗、高可靠性、高靈敏性等方向發展，由于其具有微型化的優勢，在化學、物理、生物測量、電子器械、汽車制造以及軍事領域等行業都有十分廣闊的發展前景。

在眾多MEMS傳感器的種類之中，微懸臂梁作為結構最簡單的產品之一，最初是作為原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)的探針。在一些如AFM、加速度傳感器和生化傳感器等需要檢測精度高、響應速度靈敏的領域中，微懸臂梁由于其成本低廉的優勢，逐漸形成市場化。

現有技術當中，目前普遍采用硅和其他硅基材料來制備微懸臂梁，并且基于硅和其他硅基材料的微懸臂梁制作工藝已經很成熟。但是，受限于硅材料性能不足，導致制備的微懸臂梁性能較差、且靈敏度較低。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種微懸臂梁的制備方法，以解決現有微懸臂梁性能差、靈敏度較低的技術問題。

本發明實施例提供一種微懸臂梁的制備方法，所述制備方法包括：

提供一襯底，并在所述襯底的上表面外延生長Al_XGa_1-XAs薄層；

在所述Al_XGa_1-XAs薄層的上表面旋涂第一光刻膠，并通過第一光刻掩膜板對所述第一光刻膠進行曝光、顯影，以將所述光刻掩膜板上的微懸臂梁圖形轉移到光刻膠表面，得到光刻膠微懸臂梁圖形；

以所述光刻膠微懸臂梁圖形為掩膜，對所述Al_XGa_1-XAs薄層和所述襯底進行刻蝕，并刻穿所述Al_XGa_1-XAs薄層且刻蝕部分所述襯底，刻蝕后去除剩余未被曝光、顯影的第一光刻膠；

將所述Al_XGa_1-XAs薄層氧化成Al₂O₃薄層；

在所述Al₂O₃薄層和所述襯底的上表面旋涂第二光刻膠，并通過第二光刻掩膜板對所述二光刻膠層進行曝光、顯影，以顯影掉所述Al₂O₃薄層一側的第二光刻膠，以在所述Al₂O₃薄層一側開設窗口；