MEMS电极结构及其制造方法与流程

文档序号:16541569发布日期:2019-01-08 20:27
MEMS电极结构及其制造方法与流程

本发明涉及半导体集成电路制造领域,特别是涉及一种MEMS电极结构。本发明还涉及一种MEMS电极结构的制造方法。



背景技术:

如图1A至图1E所示,是现有MEMS电极结构的制造方法各步骤中的器件结构图;现有MEMS电极结构的制造方法包括如下步骤:

步骤一、如图1A所示,提供一表面平坦的半导体衬底101;如图1B所示,在所述半导体衬底101的表面形成非晶硅层102。

步骤二、如图1C所示,采用光刻加刻蚀工艺对所述非晶硅层102进行图形化形成非晶硅图形层102;可以看出,非晶硅图形层102具有台阶结构。非晶硅图形层102是所述非晶硅层102图形化之后的结构,都采用标记102表示。

步骤三、如图1D所述,形成TiN层103,TiN层103覆盖在所述非晶硅图形层102的表面以及所述非晶硅图形层102外的所述半导体衬底101的表面。在虚线圈104所示位置处所述TiN层103需要覆盖在所述台阶结构上。

步骤四、采用光刻加刻蚀工艺对所述TiN层103进行图形化形成TiN图形层103。TiN图形层103是TiN层103图形化之后的结构,都采用标记103表示。电极结构由所述非晶硅图形层102和位于所述非晶硅图形结构102表面上的所述TiN图形层103叠加而成。

TiN层103的刻蚀通常采用到湿法刻蚀,由于所述台阶结构的存在,在所述TiN层103的湿法刻蚀中容易产生刻蚀残留以及光刻胶剥离等问题。

MEMS的主体结构形成于所述半导体衬底101中,所述MEMS的主体结构通过所述电极结构和外部电路实现电连接。所述MEMS的主体结构通常是在所述电极结构形成之后对所述半导体衬底进行刻蚀形成。所述半导体衬底通常采用硅衬底。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种MEMS电极结构,能防止电极结构的图形化的刻蚀过程中产生刻蚀残留以及光刻胶剥离,提高产品的质量。为此,本发明还提供一种MEMS电极结构的制造方法。

为解决上述技术问题,本发明提供的MEMS电极结构由TiN图形层和非晶硅图形层叠加而成。

所述TiN图形层形成于平坦的半导体衬底表面。

所述非晶硅图形层叠加在所述TiN图形层的表面并部分延伸到所述TiN图形层外的所述半导体衬底表面。

所述非晶硅图形层具有台阶结构,通过将所述TiN图形层位于所述非晶硅图形层的底部来防止所述台阶结构对所述TiN图形层的刻蚀的不利影响。

进一步的改进是,MEMS的主体结构形成于所述半导体衬底中,所述MEMS的主体结构通过所述电极结构和外部电路实现电连接。

进一步的改进是,所述半导体衬底为硅衬底。

为解决上述技术问题,本发明提供的MEMS电极结构的制造方法包括如下步骤:

步骤一、在表面平坦的半导体衬底表面形成TiN层。

步骤二、采用光刻加刻蚀工艺对所述TiN层进行图形化形成TiN图形层。

步骤三、形成非晶硅层。

步骤四、采用光刻加刻蚀工艺对所述非晶硅层进行图形化形成非晶硅图形层;电极结构由所述TiN图形层和所述非晶硅图形层叠加而成。

所述非晶硅图形层叠加在所述TiN图形层的表面并部分延伸到所述TiN图形层外的所述半导体衬底表面。

所述非晶硅图形层具有台阶结构,通过将所述TiN图形层位于所述非晶硅图形层的底部来防止所述台阶结构对所述TiN图形层的刻蚀的不利影响。

进一步的改进是,步骤二中采用湿法刻蚀工艺对所述TiN层进行图形化的刻蚀。

进一步的改进是,步骤四中采用干法刻蚀工艺对所述非晶硅层进行图形化的刻蚀。

进一步的改进是,步骤四完成之后还包括在所述半导体衬底中形成MEMS的主体结构的步骤,所述MEMS的主体结构通过所述电极结构和外部电路实现电连接。

进一步的改进是,所述半导体衬底为硅衬底。

本发明对MEMS电极结构做了特别的设计,和现有技术相比,本发明主要是将电极结构中的TiN图形层和非晶硅图形层的叠加关系做了改变,将TiN图形层放置在非晶硅图形层的底部,且TiN图形层是直接设置在表面平坦的半导体衬底表面,这样就能避免现有技术中TiN层会覆盖非晶硅图形层的台阶结构所产生的缺陷,即能避免台阶结构对TiN图形层的刻蚀产生不利影响,这些不利影响包括形成刻蚀残留以及光刻胶剥离,所以本发明能防止电极结构的图形化的刻蚀过程中产生刻蚀残留以及光刻胶剥离,提高产品的质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

图1A-图1E是现有MEMS电极结构的制造方法各步骤中的器件结构图;

图2是本发明实施例MEMS电极结构的器件结构图;

图3A-图3D是本发明实施例MEMS电极结构的制造方法各步骤中的器件结构图。

具体实施方式

如图2所示,是本发明实施例MEMS电极结构的器件结构图,本发明实施例MEMS电极结构由TiN图形层2和非晶硅图形层3叠加而成。

所述TiN图形层2形成于平坦的半导体衬底1表面。

所述非晶硅图形层3叠加在所述TiN图形层2的表面并部分延伸到所述TiN图形层2外的所述半导体衬底1表面。

所述非晶硅图形层3具有台阶结构,通过将所述TiN图形层2位于所述非晶硅图形层3的底部来防止所述台阶结构对所述TiN图形层2的刻蚀的不利影响。

本发明实施例中,MEMS的主体结构形成于所述半导体衬底1中,所述MEMS的主体结构通过所述电极结构和外部电路实现电连接。

所述半导体衬底1为硅衬底。

本发明实施例对MEMS电极结构做了特别的设计,和现有技术相比,本发明实施例主要是将电极结构中的TiN图形层2和非晶硅图形层3的叠加关系做了改变,将TiN图形层2放置在非晶硅图形层3的底部,且TiN图形层2是直接设置在表面平坦的半导体衬底1表面,这样就能避免现有技术中TiN层2会覆盖非晶硅图形层3的台阶结构所产生的缺陷,即能避免台阶结构对TiN图形层2的刻蚀产生不利影响,这些不利影响包括形成刻蚀残留以及光刻胶剥离,所以本发明实施例能防止电极结构的图形化的刻蚀过程中产生刻蚀残留以及光刻胶剥离,提高产品的质量。

如图3A至图3D所示,是本发明实施例MEMS电极结构的制造方法各步骤中的器件结构图,本发明实施例MEMS电极结构的制造方法包括如下步骤:

步骤一、如图3A所示,提供表面平坦的半导体衬底1。如图3B所示,在所述半导体衬底1表面形成TiN层2。

步骤二、如图3C所示,采用光刻加刻蚀工艺对所述TiN层2进行图形化形成TiN图形层2。TiN图形层2是TiN层2图形化之后的结构,都采用标记2表示。

本发明实施例方法中,采用湿法刻蚀工艺对所述TiN层2进行图形化的刻蚀。所述TiN图形层2形成之后需要去除光刻胶。

步骤三、如图3C所示,形成非晶硅层3。

步骤四、采用光刻加刻蚀工艺对所述非晶硅层3进行图形化形成非晶硅图形层3;电极结构由所述TiN图形层2和所述非晶硅图形层3叠加而成。非晶硅图形层3是所述非晶硅层3图形化之后的结构,都采用标记3表示。

所述非晶硅图形层3叠加在所述TiN图形层2的表面并部分延伸到所述TiN图形层2外的所述半导体衬底1表面。

所述非晶硅图形层3具有台阶结构,通过将所述TiN图形层2位于所述非晶硅图形层3的底部来防止所述台阶结构对所述TiN图形层2的刻蚀的不利影响。

本发明实施例方法中,采用干法刻蚀工艺对所述非晶硅层3进行图形化的刻蚀。

步骤四完成之后还包括在所述半导体衬底1中形成MEMS的主体结构的步骤,所述MEMS的主体结构通过所述电极结构和外部电路实现电连接。

本发明实施例方法中,所述半导体衬底1为硅衬底。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。

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