[發(fā)明專利]一種MEMS傳感器的制作方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310491694.2
• 申請日: 2023-05-04
• 公開（公告）號: CN116621113A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 陶虎;李曉輝;秦楠
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 楊怡清

本發(fā)明提供一種MEMS傳感器的制作方法，包括：在硅片上沉積一層隔離層；利用多晶硅在隔離層上制作得到凸臺和腐蝕引線，作為犧牲層；在具有犧牲層的硅片上沉積一層低應力氮化硅，作為結構層和敏感膜片；刻蝕得到腐蝕釋放孔；使XeFsubgt;2/subgt;氣體透過腐蝕釋放孔對犧牲層進行腐蝕，在觀察到凸臺的顏色全部變化時停止腐蝕，將硅片清洗干凈并烘干；在腐蝕釋放孔處沉積氮化硅?二氧化硅?氮化硅多層材料，得到封堵層，來封堵所述腐蝕釋放孔。本發(fā)明的方法采用多晶硅填充作為犧牲層，并且采用XeFsubgt;2/subgt;對犧牲層進行腐蝕，速率更快更容易控制，而且也不會因腐蝕傳感器結構層等其他部分而導致器件損壞，提高了器件的成品率。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體器件技術領域，特別涉及一種MEMS傳感器的制作方法。

背景技術

MEMS(Micro?Electro?Mechanical?Systems，微電子機械系統(tǒng))是利用集成電路制造技術和微加工技術把微結構、微傳感器、微執(zhí)行器、控制處理電路甚至接口、通信和電源等制造在一塊或多塊芯片上的微型集成系統(tǒng)。MEMS加工工藝包括：體硅微加工技術、表面硅微加工技術和特殊微加工技術，利用MEMS技術制作傳感器已廣泛用于各個領域。利用表面硅微加工技術制作例如壓阻式壓力傳感器、壓阻式加速度傳感器等時需要在結構層下方形成空腔，傳統(tǒng)的制作方式是利用二氧化硅或者摻雜二氧化硅作為犧牲層，接著刻蝕出腐蝕孔，并用一定濃度的氫氟酸對其進行腐蝕，最后用摻雜二氧化硅封堵腐蝕孔。腐蝕過程漫長且對器件的結構層以及器件暴露的其他部位均會產(chǎn)生腐蝕，如果腐蝕時間過長則存在徹底損壞器件的可能性，從而導致工藝失敗。同時只用一種物質封堵腐蝕孔氣密性能較差。這樣就降低了器件成品率，不利于生產(chǎn)成本的降低和制作效率的提高。

由此可見，需要提出一種新的制作方法，以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種MEMS傳感器的制作方法，以提高成品率，并且使得器件性能的穩(wěn)定性保持得更久。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種MEMS傳感器的制作方法，包括：

S1：在硅片上沉積一層隔離層；

S2：利用多晶硅在所述隔離層上制作得到凸臺和與所述凸臺鄰接的腐蝕引線，作為犧牲層，從而得到具有犧牲層的硅片；

S3：在具有犧牲層的硅片上沉積一層低應力氮化硅，作為結構層和敏感膜片；

S4：對所述腐蝕引線上方的結構層進行光刻和刻蝕，得到腐蝕釋放孔；

S5：將硅片放置在XeF₂氣體氛圍中，使得XeF₂氣體透過腐蝕釋放孔對犧牲層進行腐蝕，同時觀察結構層下方的凸臺的顏色是否發(fā)生變化，在觀察到凸臺的顏色全部變化時停止腐蝕，將硅片清洗干凈并烘干；

S6：在腐蝕釋放孔處沉積氮化硅-二氧化硅-氮化硅多層材料，得到封堵層，來封堵所述腐蝕釋放孔。

所述步驟S2具體包括：

S21：在所述隔離層上沉積一層多晶硅，并對其進行光刻和刻蝕，以使其圖形化并形成凸臺；

S22：在所述隔離層上再次沉積一層多晶硅，并對其進行光刻和刻蝕，以使其圖形化并形成腐蝕引線。

在所述步驟S3之后，還包括步驟S3’：在所述敏感膜片上制作基于敏感膜片形變而變化的敏感器件。

所述MEMS傳感器是壓阻式壓力傳感器、壓阻式加速度傳感器，且所述敏感器件為壓敏電阻；或者所述MEMS傳感器是熱電阻式氣體傳感器、或熱電阻式濕度傳感器，且所述敏感器件為熱敏電阻。

所述敏感器件為壓敏電阻，所述步驟S3’具體包括：