Mems器件制造方法_2

文档序号:9239509阅读:来源:国知局
构中,牺牲层16的厚度可在0.5至5 ym的范围内选择。只是,另一实施例中可不局限于这种范围而选择牺牲层16的厚度。
[0030]选择性地,牺牲层16上可形成绝缘支持层17。例如,可利用CVD法而以氧化膜形成绝缘支持层17。
[0031]参照图3,根据一次光刻工艺而图案化绝缘支持层17及牺牲层16而能够同时形成具有多个导通孔19的牺牲层16d及绝缘支持层17a。例如,多个导通孔19利用光刻而形成光刻胶图案,将该光刻胶图案为蚀刻保护膜而同时蚀刻形成绝缘支持层17及牺牲层16。例如,多个导通孔19可形成为露出多个下部电极14b,之后可将多个下部电极14b利用为与上部结构物连接的通道。若牺牲层16由有机物的聚酰亚胺构成,为了形成多个导通孔19,根据第I光刻工艺而蚀刻牺牲层16之后,要另外根据第2光刻工艺而蚀刻绝缘支持层17。这是因为根据所述第I光刻工艺而露出的聚酰亚胺中会发生释气(outgassing),在所述第2光刻工艺之前,还需要覆盖露出聚酰亚胺的部分的另外的工艺。但是,根据本发明的实施例中提供的制造方法,因牺牲层16由非晶碳薄膜构成,不会产生上述的释气的问题,因此,蚀刻工艺中无需防止非晶碳薄膜的露出,根据一次光刻工艺而一次性、同时蚀刻绝缘支持层17及牺牲层16。发明人不仅将牺牲层16从聚酰亚胺代替为非晶碳薄膜而防止了上述的水分再吸收、不良的阶梯覆盖、后续工艺中的不纯物等问题点,进而,利用非晶碳薄膜的特性而形成多个导通孔19的工艺中,将光刻工艺的次数从2次简化为I次而大大地节减了制造费用。
[0032]参照图4,形成多个金属锚21而能够通过多个导通孔19而与多个下部电极14b连接。例如,利用CVD法而在通过多个导通孔19露出的多个下部电极14b上形成金属层,通过图案化此而形成多个金属锚21。作为这种金属层,可以是钨(W)层等。这种多个金属锚21可利用空插件,将多个下部电极14b电气性地连接到上部结构物。
[0033]参照图5,可在牺牲层16d上形成上部结构物。例如,形成多个金属锚21的结果物上形成吸收层22,在吸收层22上形成传感器结构23。吸收层22可图案化为包括多个孔。例如,吸收层22可包括能够吸收红外线的金属。
[0034]传感器结构23可包括用于MEMS结构的多种传感器,例如红外线传感器、紫外线传感器、X线传感器、激光传感器等。例如,红外线传感器可包括电阻元件、热电偶等。包括电阻元件的辐射热测量计(bolometer)的情况为,电阻根据被吸收的红外线程度而变化的物质,例如非晶质硅胶、钒氧化物等。
[0035]参照图6,可在传感器结构23上形成第2绝缘支持层25。例如,第2绝缘支持层25可包括氧化膜。
[0036]然后,可形成贯通第2绝缘支持层25、传感器结构23、吸收层22及绝缘支持层17a的多个贯通孔27。例如,多个贯通孔27可利用光刻技术而形成光刻胶图案,以该光刻胶图案为蚀刻保护膜而蚀刻形成第2绝缘支持层25、传感器结构23、吸收层22及绝缘支持层17a。多个贯通孔27的个数考虑到牺牲层16d的蚀刻速度而能够从一个或其以上的范围适当地选择。多个贯通孔27的形状可变形为多种形状,可根据多个贯通孔27而实现悬臂(cantilever)图案。
[0037]然后,通过这种多个贯通孔27消除牺牲层16d而限定空的空间C。这种空的空间C使红外线通过反射层14c反射而重新入射到传感器结构23,从而有助于提高红外线吸收效率。
[0038]例如,牺牲层16d为非晶碳薄膜时,可利用湿式蚀刻或干式蚀刻而蚀刻牺牲层16do只是,若利用湿式蚀刻,会发生静摩擦(stict1n),但干式蚀刻不会产生这种问题。例如,干式蚀刻可利用氧气O2等离子(Plasma)而实现。
[0039]这样形成的MEMS器件可包括下部结构物12及包括传感器结构23的上部结构物。下部结构物12与传感器结构23之间可具有消除牺牲层16、16d的空的空间C。传感器结构23可通过多个金属锚21而电气性地连接到多个下部电极14b。据此,传感器结构23与下部结构物12的逻辑回路如可读集成电路相互结构性地连接而构成MEMS器件。这种MEMS器件可包括多种传感器结构,例如红外线传感器、紫外线传感器、X线传感器、激光传感器等。
[0040]图7是概略性地图示根据本发明的另一实施例制造的MEMS器件的剖面图。
[0041]参照图7,第I基板12a内可形成下部电极14。下部电极14通过向第I导电型的第I基板12a内注入第2导电型的不纯物并对第I基板12a进行热处理而形成。这里,第I导电型及第2导电型可分别为η型及P型,或与此相反。并且,在变形实施例中,也可不在第I基板12a内形成下部电极14,而突出布置在在第I基板12a的上面。
[0042]第I基板12a的一部分之上可形成非晶碳薄膜图案16c。而且,第I基板12a的其余部分之上,不存在非晶碳薄膜图案16c。例如,非晶碳薄膜图案16c可形成为位于下部电极14的上部面与下部电极14的周边的第I基板12a的至少一部分露出。非晶碳薄膜图案16c上布置有第2基板18a及上部电极20。上部电极20可被布置到与下部电极14相对的位置。因此,下部电极14可被布置成根据上部电极20与非晶碳薄膜图案16c而隔离。当然,下部电极14与上部电极20之间可不夹杂非晶碳薄膜图案16c。
[0043]为了说明的便利,将上述的包括第I基板12a及/或下部电极14的结构物命名为下部结构物,将包括第2基板18a及/或上部电极20的结构物命名为上部结构物。这时,上部结构物及下部结构物可被布置为根据非晶碳薄膜图案16c而隔离。
[0044]如前所述,第I基板12a及非晶碳薄膜图案16c上,可布置上部结构物。上部结构物除了第2基板18a及上部电极20以外,还可包括焊接接合层24及包装覆盖层26。第2基板18a在MEMS器件中相当于器件层。器件层的厚度可被任意调整,可具有多种形态的结构。而且,第2基板18a可包括上部电极20,上部电极20在第2基板18a的既定的部位注入第2导电型的物质,对第2基板18a进行热处理而形成。上部电极20可形成于贯通非晶碳薄膜图案16c而与下部电极14相对的位置。
[0045]上部电极20与下部电极14的隔离距离相当于非晶碳薄膜图案16c的厚度dl。因此,上部电极20可形成为能够在下部电极14上变动其位置。
[0046]分别为导电性平板的上部电极20及下部电极14相互并排相对时,两个电极之间的电容可近似化为与两个电极之间的介质的电容率及相对的两个电极的面积成正比、与两个电极之间的隔离距离dl成反比的值。若两个电极相对地向上下及/或左右发生相对的移动,两个电极之间的间隔或重叠的面积会产生变化而导致静电容量变化。因此,若将这种静电容量的变化输出为电气性信号,能够测定两个电极之间的相对的位移。
[0047]第2基板18a上可布置包装覆盖层26。包装覆盖层26起到从外部保护MEMS器件的作用。包装覆盖层26的内部28可密封而维持真空。第2基板18a与包装覆盖层26之间可夹杂焊接接合层24。焊接接合层24可包括金、银、铜、锡、铟及硅胶中的至少一个以上。
[0048]进而,MEMS器件还包括贯通电极32,贯通第I基板12a及/或非晶碳薄膜图案16c而使下部电极14及/或上部电极20与外部电气性地连接,第I基板12a的下部面还包括导电性垫34,与贯通电极32电气性地连接。根据剖面方向,剖面图的图1中图示了上部电极20与第2基板18a分离,但实际上具有相互连接而支撑的结构,因此贯通电极32与上部电极20能够电气性地连接。贯通电极32有导电性物质构成,例如铜、钨及铝等物质。
[0049]例如,根据该实施例的MEMS器件可利用为陀螺仪传感器,但该实施例的范围并不限定于此。
[0050]图8至图11是概略性地图示根据本发明的另一实施例的MEMS器件的制造工艺的剖面图。
[0051]参照图8,首先准备第I基板12。第I基板12可以是硅衬底,可包括多种半导体物质,例如IV族半导体、II1-V族化合物半导体、或I1-VI族氧化物半导体。例如,IV族半导体除了
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1