一种可动电感电极结构以及制备方法_4

文档序号:8552719阅读:来源:国知局
以形成所述下极板202。所述下极板的形成方法并不局限于上述两种,还可以选用其他方法形成。
[0115]执行步骤302,在所述下平面板和所述下极板上沉积牺牲材料层203。
[0116]具体地,如图5a所示,所述牺牲材料层203可以为光刻胶、S12、氮掺杂的碳化硅层NDC (Nitrogen dopped Silicon Carbite)、SiN层或者无定形碳材料(AC),在本发明的一【具体实施方式】中优选S12作为牺牲材料层。
[0117]在沉积所述牺牲材料层之后执行平坦化步骤,在该步中可以使用半导体制造领域中常规的平坦化方法来实现表面的平坦化。该平坦化方法的非限制性实例包括机械平坦化方法和化学机械抛光平坦化方法。化学机械抛光平坦化方法更常用。
[0118]执行步骤303,图案化所述牺牲材料层203,以去除部分所述牺牲材料层203,露出所述下平面板201。
[0119]具体地,如图5a所示,去除部分所述牺牲材料层203之后必须满足所述牺牲材料层203仍能完全覆盖所述下平面板201。
[0120]执行步骤304,在所述牺牲材料层上形成上平面板材料层,在所述上平面板材料层上形成上极板材料层,并图案化所述上极板材料层,以形成平面螺旋电感的上极板204。
[0121]具体地,如图5b所示,在所述牺牲材料层上形成上平面板材料层,所述上平面板材料层优选和所述下平面板材料层相同的材料,所述形成方法也可以相同,具体不再赘述。
[0122]在该步骤中,形成所述的上平面板材料层的厚度较薄,因此在所述牺牲材料层以及所述下平面板201上形成台阶形的上平面板材料层。
[0123]然后在所述上平面板材料层上沉积上极板材料层,所述上极板材料层可以选用铜、金、银、钨及其他类似材料,优选金属铜,可以通过物理气相沉积(PVD)法或者电化学镀铜(ECP)的方法形成,优选电化学镀铜(ECP)的方法形成所述下电极材料层。
[0124]所述上极板材料层的厚度均一,因此所述上极板材料层也为台阶形,如图5c所
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[0125]然后图案化所述上电极材料层,以形成螺旋形电感,具体地,图案化所述上电极材料层,例如在所述上电极材料层上形成图案化的光刻胶层(图中未示出),所述光刻胶层上形成有螺旋形电感的图案,然后以所述光刻胶层为掩膜图案化所述上电极材料层,以在将图案转移至所述上电极材料层中,以形成所述上极板204,如图5c所示。
[0126]执行步骤305,图案化所述上平面板205和所述上极板204的一端,以形成开口,露出所述牺牲材料层203。
[0127]具体地,如图5d所示,图案化上平面板205和所述上极板204的一端,以形成开口,所述开口用于在后续的步骤中去除所述压力传感器牺牲材料层30,以形成传感器空腔。
[0128]作为优选,图案化上平面板205和所述上极板204的一端,以露出所述牺牲材料层203没有被蚀刻的一端,在该步骤中可以选用干法蚀刻导电材料层,在所述干法蚀刻中可以选用CF4、CHF3,另外加上N2、CO2, O2中的一种作为蚀刻气氛,其中气体流量为CF410-200sccm,CHF310-200sccm,N2 或 CO2 或 0210_400sccm,所述蚀刻压力为 30_150mTorr,蚀刻时间为5-120s,优选为5-60s,更优选为5-30s。
[0129]执行步骤306,去除所述牺牲材料层,以形成空腔,作为所述可变电容的介电质。
[0130]具体地,如图5e所示,去除所述牺牲材料层203,以在所述上极板204和下极板202之间形成空腔,作为所述可变电容的介电质。
[0131]在本发明具体实施例中可以选用干法蚀刻,反应离子蚀刻(RIE)、离子束蚀刻、等离子体蚀刻。最好通过一个或者多个RIE步骤进行干法蚀刻,例如在本发明中可以选择N2中的作为蚀刻气氛,还可以同时加入其它少量气体例如CF4、CO2, O2,所述蚀刻压力可以为50-200mTorr,优选为100_150mTorr,功率为200-600W,在本发明中所述蚀刻时间为5_80s,更优选10-60s,同时在本发明中选用较大的气体流量,作为优选,在本发明所述N2的流量为30_300sccm,更优选为 50_100sccm。
[0132]在形成所述上电极204和所述下电极202之后,还包括进一步形成压力传感器或者加速度传感器中其他元器件的步骤,本领域技术人员可以选用常规的步骤实现上述目的,在此不再赘述。
[0133]实施例4
[0134]下面结合附图6a_6g对本发明的一具体地实施方式中所述可动电感电极结构的制备方法做进一步的说明。
[0135]首先,执行步骤401,提供半导体衬底,在所述半导体衬底上形成有下平面板,在所述下平面板上嵌有下极板,所述下极板为平面螺旋电感。
[0136]如图6b所示,具体地形成方法可以参照实施例2和实施例3在此不再赘述。
[0137]执行步骤402,在所述下平面板和所述下极板上沉积牺牲材料层203。
[0138]具体地,如图6c所示,所述牺牲材料层203可以为光刻胶、S12、氮掺杂的碳化硅层NDC (Nitrogen dopped Silicon Carbite)、SiN层或者无定形碳材料(AC),在本发明的一【具体实施方式】中优选S12作为牺牲材料层。
[0139]在沉积所述牺牲材料层之后执行平坦化步骤,在该步中可以使用半导体制造领域中常规的平坦化方法来实现表面的平坦化。该平坦化方法的非限制性实例包括机械平坦化方法和化学机械抛光平坦化方法。化学机械抛光平坦化方法更常用。
[0140]执行步骤403,图案化牺牲材料层203,以在所述牺牲材料层203的两端形成开口,露出所述下平面板,并去除部分位于中间的牺牲材料层,以形成凹槽,如图6d所示。
[0141]执行步骤404,在所述凹槽中形成上平面板材料层和上极板材料层,并图案化,以形成平面螺旋电感的上极板204。
[0142]如图6d所示,在该步骤中不同于实施例2和实施例3的地方为在该步骤中同时上平面板材料层和上极板材料层,以形成所述上极板204,具体地图案化方法可以参照实施例2和实施例3。
[0143]执行步骤405,继续沉积上平面板材料层,以形成上平面板205,覆盖所述上极板204。
[0144]具体地,如图6e所示,在所述上极板204上继续沉积上平面板材料层,以填充所述螺旋形电感的空隙,并完全覆盖所述上极板,以形成上平面板205。
[0145]执行步骤406,图案化所述上平面板205和所述上极板204的一端,以形成开口,露出所述牺牲材料层203。
[0146]具体地,如图6f所示,图案化上平面板205和所述上极板204的一端,以形成开口,所述开口用于在后续的步骤中去除所述压力传感器牺牲材料层30,以形成传感器空腔。
[0147]作为优选,图案化上平面板205和所述上极板204的一端,以露出所述牺牲材料层203没有被蚀刻的一端,在该步骤中可以选用干法蚀刻导电材料层,在所述干法蚀刻中可以选用CF4、CHF3,另外加上N2、CO2, O2中的一种作为蚀刻气氛,其中气体流量为CF410-200sccm,CHF310-200sccm,N2 或 CO2 或 0210_400sccm,所述蚀刻压力为 30_150mTorr,蚀刻时间为5-120s,优选为5-60s,更优选为5-30s。
[0148]执行步骤407,去除所述牺牲材料层,以形成空腔,作为所述可变电容的介电质。
[0149]具体地,去除所述牺牲材料层203,以在所述上极板204和下极板202之间形成空腔,作为所述可变电容的介电质,得到如图6a所示的结构。具体地去除方法可以参照实施例2和实施例3,在此不再赘述。
[0150]在形成所述上电极204和所述下电极202之后,还包括进一步形成压力传感器或者加速度传感器中其他元器件的步骤,本领域技术人员可以选用常规的步骤实现上述目的,在此不再赘述。
[0151]本发明为了解决现有技术中存在的问题,提供了一种新的MEMS可动电感电极结构,所述电极结构中采用新型的电容板结构,将电感引入到可动电容板设计中,在通电状态下两电感可相互运动,给两极板上的
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