[發明專利]一種MEMS器件復合金屬犧牲層的制備方法

在審

• 申請號: 202110262903.7
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113104806A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 徐亞新;趙飛;梁廣華;劉曉蘭;莊治學;龔孟磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了MEMS制造領域的一種MEMS器件復合金屬犧牲層的制備方法，主要包括底部圖形平坦化、多層金屬復合及圖形化等步驟。采用本發明的技術方案，可以實現極低間隙的犧牲層和觸點制備，并且控制精度高、觸點底部形貌好，從而提高MEMS器件的工藝一致性和成品率。

技術領域

本發明涉及MEMS器件制造領域，特別涉及一種低間距高平整度MEMS器件復合金屬犧牲層制備方法。

背景技術

隨著通信技術的發展，電子產品逐漸向小型化和多功能方向發展，MEMS(微電子機械系統)由于具有微型化、智能化、多功能、高集成度等一系列優點，在軍事與民用領域得到廣泛應用。

MEMS器件的制備過程包括通過氧化、沉積、光刻、電鍍、腐蝕等工藝在基板表面形成底層薄膜圖形，然后進行犧牲層的制備，再通過氧化、沉積、光刻、電鍍、腐蝕等工藝在犧牲層上形成上層圖形，最后通過犧牲層釋放工藝去除犧牲層獲得懸浮結構，完成MEMS器件中可動結構的制備。在整個MEMS器件制備流程中，犧牲層制備工藝是極其關鍵的一步，MEMS器件中懸浮結構的高度間距、平坦型、一致性主要受到犧牲層制備工藝的影響。目前常用的犧牲層技術由于底部金屬線條的起伏，難以實現低間距的同時保證平坦型，同時對于帶觸點結構懸浮結構，其觸點高度的一致性難以控制，最終影響MEMS器件的性能一致性和可靠性。在此背景下，本文發明了一種通過縫隙填充、異種金屬材料結合的方式實現低間距、高平整度、高一致性的MEMS犧牲層制備技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種實現低間距、高平整度、高一致性的MEMS懸浮結構的復合金屬犧牲層制備方法。

本發明采用的技術方案為：

一種MEMS器件復合金屬犧牲層制備方法，包括以下步驟：

(1)將需要做犧牲層的MEMS基板進行金屬膜層的濺射，其中濺射金屬的種類與MEMS基板上底層金屬的種類不同，濺射膜層厚度與MEMS基板上底層金屬圖形的厚度相同；

(2)在步驟(1)處理后的MEMS基板表面旋涂光刻膠，通過曝光和顯影，使光刻膠覆蓋懸浮結構下的非底層金屬區域，其他區域的濺射膜層裸露出來；

(3)將步驟(2)處理后的MEMS基板去除裸露的步驟1濺射的金屬膜層，刻蝕干凈后將MEMS基板取出進行去離子水噴淋清洗，并氮氣吹干，再去除MEMS基板表面的光刻膠，完成第一層犧牲層制備，實現底層金屬平坦化填充層；

(4)將步驟(3)處理后的MEMS基板進行金屬膜層的濺射，其中濺射金屬的種類與MEMS基板上底層金屬的種類不同，濺射膜層厚度為MEMS器件中觸點的間隙距離；

(5)在步驟(4)處理后的MEMS基板表面旋涂光刻膠，通過曝光和顯影裸露出懸浮結構錨區的金屬膜層，懸浮結構區域的濺射膜層實現光刻膠覆蓋；

(6)將步驟(5)處理后的MEMS基板去除裸露的步驟4濺射的金屬膜層，刻蝕干凈后將MEMS基板取出進行去離子水噴淋清洗，并氮氣吹干，再去除MEMS基板表面的光刻膠，完成第二層犧牲層制備；

(7)將步驟(6)處理后的MEMS基板進行金屬膜層的濺射，其中濺射金屬種類與步驟4的金屬膜層種類不同，濺射膜層厚度為懸浮結構中觸點的高度；

(8)在步驟(7)處理后的MEMS基板表面旋涂光刻膠，通過曝光和顯影裸露出懸浮結構錨區和觸點區域的金屬膜層，懸浮結構區域的濺射膜層實現光刻膠覆蓋；

(9)將步驟(8)處理后的MEMS基板去除裸露的步驟7濺射的金屬膜層，刻蝕干凈后將MEMS基板取出進行去離子水噴淋清洗，并氮氣吹干，再去除MEMS基板表面的光刻膠，完成第三層犧牲層制備；

完成MEMS器件復合金屬犧牲層的制備。