本申請實施例涉及半導體,尤其涉及一種懸空可動結構的形成方法。
背景技術:
1、懸空可動結構在微電子機械系統(mems)中至關重要,在mems產品(比如加速度計、陀螺儀)中,懸空可動結構能夠在外部或內部刺激下進行物理移動,從而實現諸如傳感、執行等功能。懸空可動結構常見的應用包括加速度計和陀螺儀,在上述設備中可動結構用于精確測量加速度和旋轉。
2、然而,現有的懸空可動結構制造工藝通常涉及多個硅片的復雜鍵合步驟,不僅增加了生產的工藝難度和材料成本,還會影響最終產品的成品率。
技術實現思路
1、本申請實施例解決的技術問題是提供一種懸空可動結構的形成方法,提升mems器件的產品性能。
2、為解決上述問題,本申請實施例提供一種懸空可動結構的形成方法,包括以下步驟:
3、提供硅片,所述硅片包括第一硅層、第二硅層以及埋設于所述第一硅層、所述第二硅層之間的隔離層,所述隔離層為氧化硅;
4、刻蝕所述第一硅層至露出所述隔離層,剩余的第一硅層以及暴露出的隔離層共同形成第一凹槽;
5、形成覆蓋所述第一凹槽側壁的第二氧化硅層;
6、去除暴露出的隔離層至露出下方的第二硅層,形成剩余隔離層;
7、氣態腐蝕暴露出的第二硅層以去除部分厚度的所述第二硅層,形成剩余第二硅層以及懸空于所述剩余第二硅層的初始懸空結構;
8、去除所述初始懸空結構表面的氧化硅,形成懸空結構。
9、可選的,所述氣態腐蝕暴露出的第二硅層以去除部分厚度的所述第二硅層,形成剩余第二硅層以及懸空于所述剩余第二硅層的初始懸空結構的步驟中,采用xef2氣體對所述暴露出的第二硅層進行氣態腐蝕,氣態腐蝕去除厚度為5μm~10μm。
10、可選的,所述去除所述初始懸空結構表面的氧化硅,形成懸空結構的步驟中,采用hf氣態腐蝕工藝去除所述初始懸空結構表面的氧化硅。
11、可選的,所述提供硅片的步驟中,所述硅片為soi硅片。
12、可選的,所述刻蝕所述第一硅層至露出所述隔離層的步驟進一步包括:在所述第一硅層表面形成第一氧化硅層;刻蝕所述第一氧化硅層,形成圖形化的第一氧化硅層;以所述圖形化的第一氧化硅層為掩膜,刻蝕所述第一硅層至露出所述第一硅層下方的隔離層。
13、可選的,所述在所述第一硅層表面形成第一氧化硅層中,采用等離子體增強化學氣相沉積工藝在所述第一硅層表面形成第一氧化硅層。
14、可選的,所述以所述圖形化的第一氧化硅層為掩膜,刻蝕所述第一硅層至露出所述第一硅層下方的隔離層的步驟中,采用深反應離子刻蝕工藝刻蝕所述第一硅層至露出所述第一硅層下方的隔離層。
15、可選的,所述形成覆蓋所述第一凹槽側壁的第二氧化硅層的步驟中,采用熱氧工藝生成至少覆蓋所述第一凹槽側壁的二氧化硅層,所述二氧化硅層的厚度為0.1μm~1μm。
16、可選的,所述去除暴露出的隔離層至露出下方的第二硅層的步驟中,采用感應耦合等離子體工藝去除作為隔離層材料的氧化硅。
17、可選的,所述氣態腐蝕暴露出的第二硅層以去除部分厚度的所述第二硅層,形成剩余第二硅層以及懸空于所述剩余第二硅層的初始懸空結構的步驟中,所述初始懸空結構的表面為由所述剩余隔離層、所述第二氧化硅層、所述第一氧化硅層圍成的氧化硅結構,所述初始懸空結構的內部為由所述剩余的第一硅層形成的硅結構。
18、與現有技術相比,本申請實施例的技術方案具有以下優點:
19、本實施例中提供的懸空可動結構的形成方法利用氣態腐蝕工藝的高選擇性特性,交替腐蝕和保護,形成可以用于mems器件的3d懸空可動的結構,整個制造過程使用單張硅片,且無需鍵合工藝,在簡化制造流程、降低成本的同時還能夠提高產品的成品率。
1.一種懸空可動結構的形成方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.如權利要求1所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述氣態腐蝕暴露出的第二硅層以去除部分厚度的所述第二硅層,形成剩余第二硅層以及懸空于所述剩余第二硅層的初始懸空結構的步驟中,
3.如權利要求1或2所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述去除所述初始懸空結構表面的氧化硅,形成懸空結構的步驟中,采用hf氣態腐蝕工藝去除所述初始懸空結構表面的氧化硅。
4.如權利要求1所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述提供硅片的步驟中,所述硅片為soi硅片。
5.如權利要求1所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述刻蝕所述第一硅層至露出所述隔離層的步驟進一步包括:
6.如權利要求5所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述在所述第一硅層表面形成第一氧化硅層的步驟中,
7.如權利要求5所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述以所述圖形化的第一氧化硅層為掩膜,刻蝕所述第一硅層至露出所述第一硅層下方的隔離層的步驟中,
8.如權利要求1所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述形成覆蓋所述第一凹槽側壁的第二氧化硅層的步驟中,
9.如權利要求1所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述去除暴露出的隔離層至露出下方的第二硅層的步驟中,
10.如權利要求1所述的懸空可動結構的形成方法,其特征在于,所述氣態腐蝕暴露出的第二硅層以去除部分厚度的所述第二硅層,形成剩余第二硅層以及懸空于所述剩余第二硅層的初始懸空結構的步驟中,