专利名称：基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法
技术领域：
本发明涉及微电子技术中的MEMS制造技术领域，尤其涉及一种 基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法。
背景技术：
在MEMS器件中，有相当一部分是含有绝热空腔的器件。例如， 在绝热空腔上的薄膜上制作热敏电阻，用以测量一些基于热效应的物 理量(如速度、剪切力等)。
绝热空腔的形成可以通过体硅加工键合工艺，或通过硅基表面微 机械加工来完成。而硅基表面微机械加工技术是一个重要技术，避免 了纵向的体硅深加工，与集成电路工艺有更好的兼容性，有利于器件 和处理电路的集成。
在硅基表面微机械加工过程中，如果运用"牺牲层"技术来制造空 腔结构，释放牺牲层过程中或牺牲层形成之后上结构层很容易发生与 硅衬底粘连现象。牺牲层形成后，必须做CMP才能使其表面平整，利 于后续再在表面生长出平整的膜。
众所周之，该方法工艺繁琐，刻蚀及释放牺牲层的时间较长，不 适应大规模生产的要求。
发明内容
(一) 要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种基于硅衬底制作绝热 防粘连空腔的方法，以简化制作工艺，进而适应大规模生产的要求。
(二) 技术方案
为达到上述一个目的，本发明提供了一种基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法，该方法包括
在硅衬底上表面淀积SiNx薄膜；
光刻，刻蚀该SiNx薄膜，形成腐蚀窗口；
腐蚀所述形成腐蚀窗口的硅衬底上表面，形成带硅突点的空腔；
在硅衬底上表面淀积SiNx薄膜，密封腐蚀窗口 。
上述方案中，所述在硅衬底上表面淀积SiNx薄膜的步骤包括在
<100>硅衬底上采用LPCVD方法淀积SiNx薄膜，该SiNx薄膜的厚度 为0.5至0.6 (am。
上述方案中，所述光刻，刻蚀该SiNx薄膜，形成腐蚀窗口的步骤 包括采用表面光学光刻，用SF6气体、以60至70sccm的流量和60 至70w的功率各向同性刻蚀SiNx薄膜，直至在该硅衬底表面形成腐蚀
上述方案中，所述光刻，刻蚀该SiNx薄膜，形成腐蚀窗口的步骤 之后进一步包括采用用丙酮去胶。
上述方案中，所述腐蚀形成腐蚀窗口的硅衬底上表面，形成带硅 突点的空腔的步骤包括采用配比为9至10ml40。/。的HF溶液、72至 75ml67。/。的HN03溶液和38至40ml99。/。的1"^211302溶液，在室温12 至15°C条件下腐蚀硅衬底上表面，腐蚀深度为16至17pm，形成带硅 突点的空腔。
上述方案中，所述腐蚀采用湿法各向同性腐蚀方法。 上述方案中，所述在硅衬底上表面淀积SiNx薄膜，密封腐蚀窗口
的步骤包括在硅衬底上表面采用LPCVD方法淀积SiNx薄膜，该SiNx
薄膜的厚度为1至1.2|im。
(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果 1、本发明提供的这种基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法，空 腔的形成及释放是由硅衬底在SiNx薄膜掩蔽下被湿法各向同性腐蚀出 突点，然后在其SiNx薄膜表面再LPCVD —层SiNx薄膜来密封腐蚀窗 口，从而形成空腔的制作及释放，获得防止粘连的绝热空腔。该方法工艺步骤简单，成本低廉，生产效率高，工艺稳定，具有很强的实用 价值，能够适应大规模生产的要求。
2、 本发明提供的这种基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法，直 接利用SiNx薄膜掩蔽下的硅衬底在腐蚀液中各向同性腐蚀出带硅突点 的空腔，突点能有效的防止空腔释放过程中或形成之后上结构层与硅 衬底的粘连。
3、 本发明提供的这种基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法， SiNx薄膜与硅衬底之间没有其他的介质的定义，能够实现SiNx薄膜与 硅衬底的良好结合，SiNx薄膜也能保证很好的平整性。密封腐蚀窗口 只要再LPCVD —层SiNx薄膜就能完成。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明
图1是本发明提供的基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法流程
图2-1至图2-3是依照本发明实施例的基于硅衬底制作绝热防粘连 空腔的工艺流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具 体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，图1是本发明提供的基于硅衬底制作绝热防粘连空
腔的方法流程图，该方法包括以下步骤
步骤101:在硅衬底上表面淀积SiNx薄膜；
步骤102:光刻，刻蚀该SiNx薄膜，形成腐蚀窗口；
步骤103:腐蚀所述形成腐蚀窗口的硅衬底上表面，形成带硅突点
的空腔；
步骤104:在硅衬底上表面淀积SiNx薄膜，密封腐蚀窗口。 上述步骤101包括在<100〉硅衬底上采用LPCVD方法淀积SiNx 薄膜，该SiNx薄膜的厚度为0.5至0.6pm。
6上述步骤102包括采用表面光学光刻，用SF6气体、以60至70sccm 的流量和60至70w的功率各向同性刻蚀SiNx薄膜，直至在该硅衬底 表面形成腐蚀窗口。
上述步骤102之后进一步包括采用用丙酮去胶。
上述步骤103包括采用配比为9至10ml40。/。的HF溶液、72至 75ml67。/。的HN03溶液和38至40ml99。/。的1^2&02溶液，在室温12 至15。C条件下腐蚀硅衬底上表面，腐蚀深度为16至17pm，形成带硅 突点的空腔。所述腐蚀采用湿法各向同性腐蚀方法。
上述步骤104包括在硅衬底上表面采用LPCVD方法淀积SiNx 薄膜，该SiNx薄膜的厚度为1至1.2|im。
为了更进一步说明本发明的内容，以下结合附图及实施例子，对 本发明做详细描述。
图2-l至图2-3示出了依照本发明实施例的基于硅衬底制作绝热防 粘连空腔的工艺流程图，具体包括
如图2-1所示，在<100>硅基片101上LPCVDSiNx薄膜102，厚 度为0.5至0.6pm。各向同性刻蚀SiNx薄膜102腐蚀窗口。
如图2-2所示，釆用采用配比为9至10ml40。/。的HF溶液、72至 75ml67。/。的HN03溶液和38至40ml99。/。的HC2H302溶液，在室温(12 至15°C)条件下腐蚀硅，深度16至17pm，形成硅突点103。
如图2-3所示，在表面LPCVDSiNx薄膜104，厚度为1至1.2pm， 密封腐蚀窗口。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果 进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体 实施例而己，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法，其特征在于，该方法包括在硅衬底上表面淀积SiNX薄膜；光刻，刻蚀该SiNX薄膜，形成腐蚀窗口；腐蚀所述形成腐蚀窗口的硅衬底上表面，形成带硅突点的空腔；在硅衬底上表面淀积SiNX薄膜，密封腐蚀窗口。
2、 根据权利要求1所述的基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法， 其特征在于，所述在硅衬底上表面淀积SiNx薄膜的步骤包括在<100>硅衬底上采用LPCVD方法淀积SiNx薄膜，该SiNx薄膜 的厚度为0.5至0.6nm。
3、 根据权利要求1所述的基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法， 其特征在于，所述光刻，刻蚀该SiNx薄膜，形成腐蚀窗口的步骤包括采用表面光学光刻，用SF6气体、以60至70sccm的流量和60至 70w的功率各向同性刻蚀SiNx薄膜，直至在该硅衬底表面形成腐蚀窗 □。
4、 根据权利要求1所述的基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法， 其特征在于，所述光刻，刻蚀该SiNx薄膜，形成腐蚀窗口的步骤之后 进一步包括采用用丙酮去胶。
5、 根据权利要求1所述的基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法， 其特征在于，所述腐蚀形成腐蚀窗口的硅衬底上表面，形成带硅突点的空腔的步骤包括采用配比为9至10ml40。/。的HF溶液、72至75ml67。/。的HN03溶 液和38至40ml99。/。的HC2H3CV溶液，在室温12至15°C条件下腐蚀 硅衬底上表面，腐蚀深度为16至17nm，形成带硅突点的空腔。
6、 根据权利要求5所述的基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法， 其特征在于，所述腐蚀采用湿法各向同性腐蚀方法。
7、 根据权利要求1所述的基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法， 其特征在于，所述在硅衬底上表面淀积SiNx薄膜，密封腐蚀窗口的步骤包括在硅衬底上表面采用LPCVD方法淀积SiNx薄膜，该SiNx薄膜的 厚度为1至1.2pm。
全文摘要
本发明公开了一种基于硅衬底制作绝热防粘连空腔的方法，该方法包括在硅衬底上表面淀积SiN<sub>X</sub>薄膜；光刻，刻蚀该SiN<sub>X</sub>薄膜，形成腐蚀窗口；腐蚀所述形成腐蚀窗口的硅衬底上表面，形成带硅突点的空腔；在硅衬底上表面淀积SiN<sub>X</sub>薄膜，密封腐蚀窗口。本发明提供的方法工艺步骤简单，成本低廉，生产效率高，工艺稳定，具有很强的实用价值，能够适应大规模生产的要求。
文档编号B81C1/00GK101450787SQ20071017877
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者叶甜春, 景玉鹏, 毅 欧, 石莎莉, 陈大鹏 申请人:中国科学院微电子研究所