一种制作MOEMS器件下梳齿的制备方法与流程

一种制作moems器件下梳齿的制备方法
1.技术领域：本发明涉及moems器件制作技术领域，尤其涉及一种制作moems器件下梳齿的制备方法。
2.

背景技术：
moems器件中常见的一种结构形式为上下梳齿结构，工艺方法通常为先制作下梳齿，然后晶圆键合，最后制作上梳齿。存在的问题是，制作下梳齿时，剖面形状是矩形，垂直度很高；但是在刻蚀工艺制作上梳齿时，下梳齿也会被再次刻蚀，这样就会导致下梳齿的剖面形状变为上小下大的“异形”，垂直度变得很低。垂直度降低后，上下梳齿的间距变大，最终降低了moems器件的工作性能。
3.

技术实现要素：
本发明就是为了克服现有技术中的不足，提供一种制作moems器件下梳齿的制备方法。
4.本申请提供以下技术方案：本申请就是为了克服现有技术中的不足，提供一种制作moems器件下梳齿的制备方法。
5.本申请提供技术以下技术方案：一种制作moems器件下梳齿的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、取第一soi晶圆，在其上制备浅腔和隔离槽，在浅腔内制备出作第一氧化层，在成图形化的氧化层上和第一soi晶圆上制备有第二氧化层；s2、第一次刻蚀下梳齿，形成下梳齿的第一部分；s3、第二次刻蚀下梳齿，形成下梳齿的第二部分；s4、取第二soi晶圆，而后将第一、二soi晶圆键合；s5、刻蚀上梳齿同时第三次刻蚀下梳齿，最终形成高垂直度下梳齿结构。
6.在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：所述的第一soi晶圆由衬底、埋氧层、顶层硅组成。
7.所述的第一氧化层为热氧化硅，所述第二氧化层为pe氧化硅。
8.所述步骤s2中采用bosch工艺刻蚀，采用钝化气体为c4f8、预刻蚀气体为sf6、刻蚀气体为sf6、刻蚀循环数为40-45次，刻蚀形成的下梳齿的第一部分其剖面形状是倒梯形。
9.所述s3中采用bosch工艺刻蚀，采用钝化气体为c4f8、预刻蚀气体为sf6、刻蚀气体为sf6、刻蚀循环数为135-140次，刻蚀形成的下梳齿的第二部分其剖面形状是矩形。
10.在所述步骤s5中采用bosch工艺刻蚀，采用钝化气体为c4f8、刻蚀气体为sf6、刻蚀循环数为160-165次，并对下梳齿的第一部分两侧进行刻蚀，使其剖面形状是矩形。
11.发明优点：本发明工艺方法简单，操作方便，解决了常规工艺方法制作的下梳齿垂直度低，剖面形状变为“异形”的问题；保证了上下梳齿间距的高精度和moems器件的高性能。
12.附图说明：图1是本发明的流程图；图2是本发明完成步骤s1后的结构示意图；
图3是本发明完成步骤s2后的结构示意图；图4是本发明完成步骤s3后的结构示意图；图5是本发明完成步骤s4后的结构示意图；图6是本发明完成步骤s5后的结构示意图。
13.具体实施方式：如图1-6所示，一种制作moems器件下梳齿的制备方法，包括以下步骤：s1、取第一soi晶圆，所述的第一soi晶圆由衬底1、埋氧层2、顶层硅3组成。在顶层硅3上制备浅腔31，在浅腔31一侧的顶层硅3上制备有一端到达埋氧层2的隔离槽32。浅腔31宽度大于隔离槽32的宽度，深度小于隔离槽32的深度。
14.在浅腔内制备出图形化的第一氧化层4，在第一氧化层4上表面和第一soi晶圆表面上均制备有第二氧化层5。所述第一氧化层4为热氧化硅，所述的第二氧化层5为pe氧化硅。所述的第一氧化层和第二氧化层5是下梳齿33的刻蚀掩膜，宽度为4.5μm。
15.s2、第一次刻蚀下梳齿，采用bosch工艺在第一氧化层4下方的顶层硅3上形成下梳齿的第一部分331。刻蚀深度为9μm，使得第一部分331剖面形状是倒梯形，倒梯形顶部宽度4.5μm，倒梯形底部宽度4.2μm。
16.刻蚀中采用的钝化气体为c4f8，时间为1.2s，流量为330sccm，source功率为2500w，platen功率为0w，压力为50mtorr。刻蚀中采用的预刻蚀气体为sf6，时间为0.8s，流量为220sccm，source功率2500w，platen功率为160w，压力为18mtorr。刻蚀中采用的刻蚀气体为sf6，时间为2.0s，流量为330sccm，source功率2500w，platen功率为30w，压力为35mtorr。刻蚀循环数为42次。
17.在第一次刻蚀下梳齿是也会对隔离槽32进行刻蚀使得其宽度加大形成宽大部a。刻蚀的深度与第一部分331相同。
18.s3、第二次刻蚀下梳齿，采用bosch工艺刻蚀第一部分331下方的顶层硅3上形成下梳齿的第二部分332。刻蚀深度为35μm，剖面形状是矩形，宽度为4.1μm。从而形成由下梳齿第一部分331和第二部分332组成的下梳齿33，其总深度为40μm-50μm。
19.刻蚀中采用的钝化气体为c4f8，时间为1.2s，流量为330sccm，source功率为2500w，platen功率为0w，压力为50mtorr。刻蚀中采用的预刻蚀气体为sf6，时间为0.8s，流量为220sccm，source功率2500w，platen功率为160w，压力为18mtorr。刻蚀中采用的刻蚀气体为sf6，时间为1.9s，流量为330sccm，source功率2500ww，platen功率为22w，压力为35mtorr。刻蚀循环数为137次。
20.在第二次刻蚀下梳齿是也会进一步对宽大部a进行刻蚀使得其深度加大。刻蚀的深度与第二部分332相同。
21.s4、取第二soi晶圆，在boe工艺去除第二氧化层5后，第一个soi晶圆的顶层硅3和第二个soi晶圆的顶层硅6进行键合，并把第二个soi晶圆的衬底硅及埋氧层去除，留下第二个soi晶圆的顶层硅6，厚度为30μm-40μm。
22.s5、用bosch工艺刻蚀在第二个soi晶圆的顶层硅6上刻蚀过刻蚀上梳齿61的同时对下梳齿33进行第三次刻蚀。最终，下梳齿33的顶部宽度为4.0μm，底部宽度为4.0μm，深度为45μm-55μm，陡直度为90度，下梳齿33的整体剖面形状为矩形。所述的刻蚀中采用的钝化气体为c4f8，时间为1.0s，流量为350sccm，source功率为
2500w，platen功率为0w，压力为40mtorr。刻蚀中采用的刻蚀气体为sf6，时间为2.0s，流量为350sccm，source功率2700w，platen功率为33w，压力为30mtorr。刻蚀循环数为163次。


技术特征：
1.一种制作moems器件下梳齿的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、取第一soi晶圆，在其上制备浅腔和隔离槽，在浅腔内制备出第一氧化层（4），在氧化层（4）上第一soi晶圆上制备有第二氧化层（5）；s2、第一次刻蚀下梳齿，形成下梳齿的第一部分（331）；s3、第二次刻蚀下梳齿，形成下梳齿的第二部分（332）；s4、取第二soi晶圆，而后将第一、二soi晶圆键合；s5、刻蚀上梳齿同时第三次刻蚀下梳齿，最终形成高垂直度下梳齿结构。2.根据权利要求1中所述的一种制作moems器件下梳齿的制备方法，其特征在于：所述的第一soi晶圆由衬底（1）、埋氧层（2）、顶层硅（3）组成。3.根据权利要求1中所述的一种制作moems器件下梳齿的制备方法，其特征在于：所述的第一氧化层（4）为热氧化硅，所述第二氧化层（5）为pe氧化硅。4.根据权利要求1中所述的一种制作moems器件下梳齿的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中采用bosch工艺刻蚀，采用钝化气体为c4f8、预刻蚀气体为sf6、刻蚀气体为sf6、刻蚀循环数为40-45次，刻蚀形成的下梳齿的第一部分（331）其剖面形状是倒梯形。5.根据权利要求1中所述的一种制作moems器件下梳齿的制备方法，其特征在于：所述s3中采用bosch工艺刻蚀，采用钝化气体为c4f8、预刻蚀气体为sf6、刻蚀气体为sf6、刻蚀循环数为135-140次，刻蚀形成的下梳齿的第二部分（332）其剖面形状是矩形。6.根据权利要求1中所述的一种制作moems器件下梳齿的制备方法，其特征在于：在所述步骤s5中采用bosch工艺刻蚀，采用钝化气体为c4f8、刻蚀气体为sf6、刻蚀循环数为160-165次，并对下梳齿的第一部分（331）两侧进行刻蚀。

技术总结
本发明提供一种制作MOEMS器件下梳齿的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、取第一SOI晶圆，在其上制作浅腔和隔离槽；S2、第一次刻蚀下梳齿，形成下梳齿的第一部分；S3、第二次刻蚀下梳齿，形成下梳齿的第二部分；S4、取第二SOI晶圆，而后将第一、二SOI晶圆键合；S5、刻蚀上梳齿同时第三次刻蚀下梳齿，最终形成高垂直度下梳齿结构。本发明工艺方法简单，解决了常规工艺方法制作的下梳齿垂直度低，剖面形状变为“异形”的问题；保证了上下梳齿间距的高精度和MOEMS器件的高性能。和MOEMS器件的高性能。和MOEMS器件的高性能。


技术研发人员：曹卫达 黄斌 宋东方 赵娟 丁景兵 丁艳丽
受保护的技术使用者：华东光电集成器件研究所
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/1/19