微结构释放的方法及深硅刻蚀微结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子技术，涉及一种半导体加工技术，具体涉及一种微结构释放的方法及深硅刻蚀微结构。
【背景技术】
[0002]牺牲层释放技术是硅微加工制备MEMS器件的关键技术之一，牺牲层去除后，能释放表面硅工艺中的薄膜悬浮架构或形成空腔，如图1所示。在加速度器和陀螺仪等传感器件中，常用牺牲层释放技术获得活动结构以实现器件的性能。
[0003]牺牲层释放技术通常是采用结构为硅/ 二氧化硅/硅的SOI晶片(Silicon onInsulate，简称SOI)，由于刻蚀反应气体对二氧化硅的选择比高，刻蚀过程会在二氧化硅层停止，因此，利用二氧化硅作为深硅刻蚀的截止层。待完成硅结构的刻蚀后，再利用硅和二氧化硅的刻蚀速率不同，将底部二氧化硅刻蚀，从而达到结构释放的目的。
[0004]在批量生产工艺中，为避免湿法释放中因搅拌或粘连对器件的损伤，同时提高整片晶圆的均匀性、反应速率和效率高，通常以二氟化氙(XeF2)气体作为刻蚀反应气体，并以超临界二氧化碳气体作为运载气体对硅牺牲层进行释放。超临界二氧化碳特有的性质可使二氟化氙对硅的刻蚀更完全。但是，该方法需要SOI晶片，并需生长二氧化硅层，工艺复杂；而且，刻蚀二氧化硅的二氟化氙气体对设备和工艺的要求较高，加工成本高。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种微结构释放的方法及深硅刻蚀微结构，其工艺简单，加工成本低。
[0006]解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种微结构释放的方法，包括以下步骤:
[0007]步骤1:采用刻蚀工艺在被加工工件的被加工面获得微结构；
[0008]步骤2:在所述微结构的侧壁和底部沉积保护层；
[0009]步骤3:采用各向异性刻蚀工艺去除所述微结构底部的所述保护层；
[0010]步骤4:采用各向异性刻蚀工艺刻蚀所述微结构的底部至所需深度；
[0011]步骤5:采用各向同性刻蚀工艺刻蚀所述微结构的下方以释放所述微结构。
[0012]其中，所述步骤I包括交替进行的刻蚀步骤和沉积步骤；所述刻蚀步骤采用SF6作为工艺气体，所述沉积步骤采用C4F8作为工艺气体。
[0013]其中，所述步骤2的保护层通过CxFy类气体获得。
[0014]其中，所述步骤3采用CFx、CHxFY、Cl2、HBr、SF6中的一种或几种作为刻蚀气体进行所述各向异性刻蚀工艺。
[0015]其中，所述步骤3采用Ar、N2, He或O2气体作为载气体。
[0016]其中，所述步骤4采用SF6和O2的混合气体或NF3和O2的混合气体作为刻蚀气体进行各向异性刻蚀工艺。
[0017]其中，所述步骤4采用HBr或Cl2作为辅助刻蚀气体，和/或采用Ar、N2, He或O2气体作为载气体。
[0018]其中，所述步骤5采用SF6或NF3进行所述各向同性刻蚀工艺。
[0019]其中，所述被加工工件为硅片。
[0020]本发明还提供一种半导体微结构，包括悬浮架构和/或空腔，所述悬浮架构和/或空腔通过本发明提供的所述的微结构释放的方法获得。
[0021]本发明具有以下有益效果:
[0022]本发明提供的微结构释放的方法，首先在微结构的侧壁和底部形成保护层；再通过各向异性刻蚀使被加工工件需要进一步刻蚀的区域露出，同时保留其它区域的保护层，即通过各向异性工艺刻蚀保护层；然后通过各向异性刻蚀被加工工件至所需的深度，最后通过各向同性蚀刻实现结构释放。由于采用了各向异性工艺对保护层选择性刻蚀，无需截止层也可控制刻蚀的深度。因此，不再需要SOI晶片作为被加工工件，也不需要二氟化氙气体及对应的复杂设备，既简化了后续的刻蚀工艺，又降低了加工成本。
[0023]本发明提供的深硅刻蚀微结构，其包括悬浮架构和/或空腔，悬浮架构和/或空腔通过采用本发明提供的上述微结构释放的方法获得，不再需要SOI晶片作为被加工工件，也不需要二氟化氙气体及对应的复杂设备，从而简化了后续的刻蚀工艺，又降低了加工成本。
【附图说明】
[0024]图1a为释放后的硅结构的顶视图；
[0025]图1b为图1a中沿A-A线的截面图；
[0026]图2为本发明实施例微结构释放的方法的原理框图；
[0027]图3a为本发明实施例微结构释放的方法实施步骤SI后获得的微结构的截面示意图；
[0028]图3b为本发明实施例微结构释放的方法在实施步骤S2沉积聚合物保护层后微结构的截面示意图；
[0029]图3c为本发明实施例微结构释放的方法在实施步骤S3去除微结构的底部的保护层后微结构的截面示意图；
[0030]图3d为本发明实施例微结构释放的方法在实施步骤S4后微结构的截面示意图；
[0031]图3e为本发明实施例微结构释放的方法在实施步骤S5释放结构后微结构的截面示意图。
【具体实施方式】
[0032]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的微结构释放的方法及深硅刻蚀微结构进行详细描述。
[0033]本实施例提供一种微结构释放的方法，可以采用等离子体设备实施。等离子体设备包括上电极和下电极，其中，上电极用于产生等离子体，下电极用于吸引等离子体对被加工工件进行刻蚀。如图2所示，该微结构释放的方法包括以下步骤:
[0034]步骤SI，采用刻蚀工艺在被加工工件的被加工面获得微结构。
[0035]在步骤SI中，被加工工件采用硅片即可，无需使用SOI晶片。采用快速切换工艺，刻蚀步骤和沉积步骤交替进行，多次循环切换，获得垂直的侧壁形貌，形成微结构31，如图3a所示。在刻蚀步骤中，采用SF6作为工艺气体。在沉积步骤中，采用C4F8作为工艺气体。
[0036]步骤S2，在微结构的侧壁和底部沉积保护层。
[0037]在步骤S2中，采用诸如C4F8或C5F8等CxFy类气体在微结构31的侧壁和底部沉积聚合物保护层32，如图3b所示，上电极功率为300-5000W，下电极功