專利名稱：采用v型槽介質(zhì)隔離工藝的體硅加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體微電子機(jī)械制造領(lǐng)域中的一種采用V型槽介質(zhì)隔離的體硅加工方法，特別適用于半導(dǎo)體領(lǐng)域中微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)器件結(jié)構(gòu)的制造。
背景技術(shù)：
微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)是采用集成電路微細(xì)加工技術(shù)，從2維加工向3維加工發(fā)展，以硅、砷化鎵等集成電路的通用材料實(shí)現(xiàn)微型機(jī)械結(jié)構(gòu)，并與集成電路共同制造，最終實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)微系統(tǒng)的一種新技術(shù)。由于它符合人類技術(shù)發(fā)展的總趨勢，即以更少的資源實(shí)現(xiàn)更多的功能，在過去10年間得到快速發(fā)展，和納米技術(shù)并列為微/納米技術(shù)，被稱為二十一世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
目前MEMS制造技術(shù)分成體加工工藝、表面加工工藝和LIGA工藝三種，本發(fā)明涉及的原有技術(shù)為SOG(在玻璃基板上的硅工藝)工藝技術(shù)，是屬于體加工工藝的一種重要的MEMS加工工藝。
SOG工藝的結(jié)構(gòu)由玻璃基板和其上的單晶硅的兩層結(jié)構(gòu)構(gòu)成?？梢杂糜谥苽鋺T性器件，光學(xué)器件、微波器件、壓力傳感器等多種微電子機(jī)械系統(tǒng)器件。具有工藝簡單，可方便實(shí)現(xiàn)靜電驅(qū)動(dòng)器、基板絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)。
但這種工藝也有以下的缺點(diǎn)由于所用的單晶硅為重?fù)诫s材料，電導(dǎo)率很高，難以實(shí)現(xiàn)在機(jī)械上連接、電學(xué)上隔離的結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)在慣性器件、微波器件中用途廣泛，可提高器件性能。
在集成電路制造技術(shù)中，也采用介質(zhì)隔離技術(shù)，但挖槽的槽深一般小于5微米，并且采用U型槽。該技術(shù)不能直接用于MEMS結(jié)構(gòu)的制造工藝中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種MEMS加工方法，能實(shí)現(xiàn)在機(jī)械上連接，電學(xué)上隔離的MEMS結(jié)構(gòu)的采用V型槽介質(zhì)隔離工藝的體硅加工方法，并且本發(fā)明方法還具有制造工藝簡單、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
所要解決的技術(shù)問題由下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，它包括步驟①采用光刻工藝刻出單晶硅片3臺(tái)面形狀，用反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕出2至40微米的臺(tái)階5，②采用光刻工藝在單晶硅片3上刻出隔離槽圖形，隔離槽圖形寬度尺寸7為1至3微米，③采用電感耦合干法刻蝕工藝在單晶硅片3上刻蝕出10至200微米深度的V型槽4，④采用氫氟酸∶水的配比為1∶20的溶液清洗單晶硅片3，清洗時(shí)間為1至5分鐘，⑤采用低壓化學(xué)氣相淀積工藝在單晶硅片3的V型槽4中和臺(tái)階5內(nèi)層上淀積一層二氧化硅8，淀積二氧化硅8厚度為1至3微米，
⑥將單晶硅片3放在氧化爐中，溫度為800至900℃，加氧致密10至20分鐘，⑦在玻璃片(1)上用光刻工藝刻蝕出電極形狀，在玻璃片1上濺射鈦，鉑，金三層金屬厚度為1500至3000埃，用剝離工藝剝離出電極2形狀，⑧將玻璃片1和單晶硅片3用靜電鍵合工藝貼合成玻璃/硅片對，⑨用磨拋機(jī)將玻璃/硅片對中的單晶硅片3厚度減薄至10至200微米，⑩采用雙面光刻工藝在單晶硅片3上面刻蝕出微電子機(jī)械結(jié)構(gòu)，用砂輪劃片機(jī)將玻璃片1劃片，劃成管芯結(jié)構(gòu)，不掰片，采用電感耦合干法刻蝕工藝刻蝕單晶硅片3，刻蝕到玻璃片1表面，將劃片的玻璃片1和貼合在玻璃片1上的單晶硅片3掰成管芯，完成采用V型槽介質(zhì)隔離技術(shù)的體硅加工。
本發(fā)明相比背景技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用電感耦合干法刻蝕工藝在硅片上制造V型槽，并采用介質(zhì)淀積二氧化硅填充此V型槽，實(shí)現(xiàn)的介質(zhì)隔離技術(shù)，槽深10～200微米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)深于通常的半導(dǎo)體介質(zhì)隔離技術(shù)的槽深，能制造出在機(jī)械上連接，電學(xué)上隔離的微機(jī)械結(jié)構(gòu)。
2、本發(fā)明制造體硅微機(jī)械結(jié)構(gòu)的工藝簡單、可重復(fù)性好。


圖1是本發(fā)明主視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明主視圖的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1、圖2，本發(fā)明加工制造步驟是(1)采用接觸式曝光機(jī)的光刻工藝刻出單晶硅片3臺(tái)面形狀，用反應(yīng)離子刻蝕機(jī)的反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕出2至40微米的臺(tái)階5，實(shí)施例刻蝕臺(tái)階5的厚度為4微米。
(2)采用接觸式曝光機(jī)的光刻工藝在單晶硅片3上刻出隔離槽圖形，隔離槽圖形寬度尺寸7為1至3微米，實(shí)施例隔離槽圖形寬度尺寸7為1.5微米。
(3)采用ICP干法刻蝕機(jī)的電感耦合干法刻蝕工藝在單晶硅片3上刻蝕出10至200微米深度的V型槽4，實(shí)施例刻蝕出10微米深度的V型槽4。
(4)采用氫氟酸∶水的配比為1∶20的溶液清洗單晶硅片3，清洗時(shí)間為1至5分鐘，實(shí)施例清洗時(shí)間為1分鐘。
(5)采用LPCVD設(shè)備的低壓化學(xué)氣相淀積工藝在單晶硅片3的V型槽4中和臺(tái)階5內(nèi)層上淀積一層二氧化硅8，淀積二氧化硅8厚度為1至3微米，實(shí)施例淀積二氧化硅8厚度為2微米。
(6)將單晶硅片3放在氧化爐中，溫度為800至900℃，加氧致密10至20分鐘，實(shí)施例溫度為850℃，加氧致密15分鐘。
(7)在玻璃片(1)上用接觸式曝光機(jī)的光刻工藝刻蝕出電極形狀，在玻璃片1上用磁控濺射臺(tái)濺射鈦，鉑，金三層金屬厚度為1500至3000埃，用剝離工藝剝離出電極2形狀，實(shí)施例濺射鈦，鉑，金三層金屬厚度為2000埃。
(8)將玻璃片1和單晶硅片3用靜電鍵合設(shè)備的靜電鍵合工藝貼合成玻璃/硅片對。
(9)用磨拋機(jī)將玻璃/硅片對中的單晶硅片3厚度減薄至10至200微米，實(shí)施例減薄至20微米。
(10)采用雙面光刻機(jī)的雙面光刻工藝在單晶硅片3上面刻蝕出微電子機(jī)械結(jié)構(gòu)。
(11)用砂輪劃片機(jī)將玻璃片1劃片，劃成管芯結(jié)構(gòu)，不掰片。
(12)采用ICP干法刻蝕機(jī)的電感耦合干法刻蝕工藝刻蝕單晶硅片3，刻蝕到玻璃片1表面。
(13)將劃片的玻璃片1和貼合在玻璃片1上的單晶硅片3掰成管芯，完成采用V型槽介質(zhì)隔離技術(shù)的體硅加工。
權(quán)利要求
1.一種采用V型槽介質(zhì)隔離技術(shù)的體硅加工方法，其特征在于包括步驟①采用光刻工藝刻出單晶硅片(3)臺(tái)面形狀，用反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕出2至40微米的臺(tái)階(5)，②采用光刻工藝在單晶硅片(3)上刻出隔離槽圖形，隔離槽圖形寬度尺寸(7)為1至3微米，③采用電感耦合干法刻蝕工藝在單晶硅片(3)上刻蝕出10至200微米深度的V型槽(4)，④采用氫氟酸水的配比為1∶20的溶液清洗單晶硅片(3)，清洗時(shí)間為1至5分鐘，⑤采用低壓化學(xué)氣相淀積工藝在單晶硅片(3)的V型槽(4)中和臺(tái)階(5)內(nèi)層上淀積一層二氧化硅(8)，淀積二氧化硅(8)厚度為1至3微米，⑥將單晶硅片(3)放在氧化爐中，溫度為800至900℃，加氧致密10至20分鐘，⑦在玻璃片(1)上用光刻工藝刻蝕出電極形狀，在玻璃片(1)上濺射鈦、鉑、金三層金屬厚度為1500至3000埃，用剝離工藝剝離出電極(2)形狀，⑧將玻璃片(1)和單晶硅片(3)用靜電鍵合工藝貼合成玻璃/硅片對，⑨用磨拋機(jī)將玻璃/硅片對中的單晶硅片(3)厚度減薄至10至200微米，⑩采用雙面光刻工藝在單晶硅片(3)上面刻蝕出微電子機(jī)械結(jié)構(gòu)，用砂輪劃片機(jī)將玻璃片(1)劃片，劃成管芯結(jié)構(gòu)，不掰片，采用電感耦合干法刻蝕工藝刻蝕單晶硅片(3)，刻蝕到玻璃片(1)表面，將劃片的玻璃片(1)和貼合在玻璃片(1)上的單晶硅片(3)掰成管芯，完成采用V型槽介質(zhì)隔離技術(shù)的體硅加工。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用V型槽介質(zhì)隔離技術(shù)的體硅加工方法，涉及微電子機(jī)械系統(tǒng)領(lǐng)域中的一種微電子機(jī)械系統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)的制造。它采用電感耦合干法刻蝕工藝在硅片上制造出V型槽，采用介質(zhì)淀積二氧化硅填充此V型槽，隔離槽深度可以達(dá)到10～200微米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)深于通常的半導(dǎo)體介質(zhì)隔離技術(shù)，適合于制造出在機(jī)械上連接，電學(xué)上隔離的微機(jī)械結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還具有工藝簡單、可重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明適合于電容式微加速度計(jì)、微陀螺、光開關(guān)、微機(jī)械微波開關(guān)等多種微機(jī)械器件的制作。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1488965SQ03143278
公開日2004年4月14日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者呂苗, 何洪濤, 胡小東, 呂 苗 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所