[發明專利]一種基于大馬士革工藝的MEMS開關犧牲層的制備方法

在審

• 申請號: 202110814293.7
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN114291784A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 王俊強;張世義;吳倩楠;余建剛;李孟委
• 申請（專利權）人: 中北大學南通智能光機電研究院;中北大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王海棟

本發明涉及一種基于大馬士革工藝的MEMS開關犧牲層的制備方法，包括步驟：S1、獲取晶圓；S2、在晶圓的表面沉積犧牲層，犧牲層的材料包括半導體材料；S3、刻蝕犧牲層，在共面波導上形成通孔；S4、在通孔中電鍍錨點材料，形成初始錨點；S5、對犧牲層和初始錨點進行拋光處理，形成目標錨點，目標錨點的表面與犧牲層表面平齊；S6、在犧牲層表面電鍍上電極，使得上電極與目標錨點接觸；S7、釋放犧牲層，形成MEMS開關的懸臂梁。該制備方法將大馬士革工藝引入到犧牲層的制備過程中，有效改善了MEMS犧牲層的平整度，提高了犧牲層的穩定性，降低了犧牲層的釋放時間，提高了生產效率，適用于MEMS開關的量產工作。

技術領域

本發明屬于半導體器件制備技術領域，具體涉及一種基于大馬士革工藝的MEMS開關犧牲層的制備方法。

背景技術

MEMS開關具有體積小、集成度高、性能良好的特點，可以與移項器、濾波器、衰減器等進行集成，構成具有智能化、多功能、可重構的MEMS器件，應用于航空航天、測試儀器、通信等領域中。犧牲層是實現MEMS開關懸臂梁制備的關鍵，犧牲層的平整度及厚度等因素將決定MEMS開關的插入損耗、隔離度及壽命，因此，犧牲層的制備是MEMS開關工藝中的一項關鍵技術。

目前，犧牲層一般采用光刻膠、聚酰亞胺(PI)等來進行制備。其中，光刻膠易溶于丙酮等有機溶劑，在后續懸臂梁制備過程中，不利于清洗工藝的進行，且光刻膠相較于其他材料犧牲層，穩定性較差；固化后的聚酰亞胺犧牲層性質穩定，不與酸、堿發生反應，但聚酰亞胺犧牲層采用干法釋放工藝，釋放周期較長。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于大馬士革工藝的MEMS開關犧牲層的制備方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種基于大馬士革工藝的MEMS開關犧牲層的制備方法，包括步驟：

S1、獲取晶圓，其中，所述晶圓表面制備有MEMS開關的共面波導；

S2、在所述晶圓的表面沉積犧牲層，所述犧牲層的材料包括半導體材料；

S3、刻蝕所述犧牲層，在所述共面波導上形成通孔；

S4、在所述通孔中電鍍錨點材料，形成初始錨點；

S5、對所述犧牲層和所述初始錨點進行拋光處理，形成目標錨點，所述目標錨點的表面與所述犧牲層表面平齊；

S6、在所述犧牲層表面電鍍上電極，使得所述上電極與所述目標錨點接觸；

S7、釋放所述犧牲層，形成所述MEMS開關的懸臂梁。

在本發明的一個實施例中，所述半導體材料包括二氧化硅、非晶硅、氮化硅中的一種或多種。

在本發明的一個實施例中，所述犧牲層的厚度大于所述目標錨點的厚度。

在本發明的一個實施例中，步驟S3包括：

S31、在所述犧牲層的表面進行通孔圖形化處理，形成通孔圖形區域；

S32、刻蝕所述通孔圖形區域的所述犧牲層，形成所述通孔。

在本發明的一個實施例中，步驟S4包括：

S41、在所述通孔和所述犧牲層表面制備第一種子層；

S42、在所述第一種子層表面進行錨點圖形化處理以露出所述通孔，形成錨點圖形區域；

S43、在所述錨點圖形區域進行電化學沉積并去除所述第一種子層，形成所述初始錨點。

在本發明的一個實施例中，所述初始錨點的厚度與所述通孔的厚度相等。

在本發明的一個實施例中，步驟S5包括：