[发明专利]隔离腔体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统制造技术领域，具体来说，本发明涉及一种隔离腔体及其制造方法。

背景技术

在MEMS(微机电系统)压力传感器、微流器件和其他应用中，微小的隔离的腔体是重要的部件，这些腔体有些是真空的，有些是充有气体或者是液体的。在不同的应用中，这些隔离腔体具有不同的作用，例如在压力传感器中，隔离腔体就作为实现压力比较的背景压力。

为了实现上述不同应用中的腔体的制造，研究人员提出了各种不同的方法，例如在MEMS领域中普遍存在的一种做法是：通过背面工艺在硅晶圆的一面形成凹槽，随后在背面作阳极键合实现硅晶圆与玻璃基底之间的键合。键合过程中，在高温下，通过高压的施加实现硅晶圆与玻璃基底离子的迁移，实现两块基片的阳极键合，键合温度普遍超过400度。

一般地，上述背面工艺中玻璃基底中存在的钠离子和钾离子会对CMOS工艺产生污染，故其与众多传统的CMOS制造工艺不兼容。另外，通过这种方法实现的腔体所在的基底整个厚度很厚(是硅晶圆和玻璃的总厚度)，大约有数百微米，并且很难减薄，不适合半导体器件的小型化趋势。

中国发明专利(申请号：200610054435.X，申请日：2006.7.13，发明名称：压力传感器硅谐振膜的制造方法)公开了一种压力传感器硅谐振膜的制造方法，具体采用SOI(绝缘体上硅)与有图形的硅基底进行键合，随后通过减薄、湿法腐蚀形成硅谐振膜。利用此方法需要采用价格昂贵的绝缘体上硅片，并且在键合完毕后，破坏性地去除绝缘体上硅片上的多余部分。因此，此方法的制造成本很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种隔离腔体及其制造方法，能够减薄隔离腔体上覆盖层的厚度，并且降低制造成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种隔离腔体的制造方法，包括步骤：

提供第一基底，在所述第一基底上刻蚀形成腔体槽；

提供第二基底，通过离子注入法在所述第二基底中形成掺杂层，所述第二基底被所述掺杂层从中划分出一表层基底；

将所述第一基底和所述第二基底面对面进行键合，在所述第一基底和所述第二基底之间封闭有腔体；以及

以所述掺杂层为界，将所述表层基底与所述第二基底分割开，所述表层基底仍保留于所述第一基底的表面，继续与所述第一基底之间构成所述腔体。

可选地，所述方法通过注入H原子、B原子、O原子、C原子、N原子、Ar原子、P原子、Al原子、Si原子、F原子和As原子中的一种或者多种，在所述第二基底中形成掺杂层。

可选地，位于所述第二基底表层的所述表层基底的厚度为0.05-5μm。

可选地，通过退火工艺将所述表层基底与所述第二基底分割开。

可选地，所述退火工艺的温度为150℃-1050℃。

可选地，所述退火工艺的温度为200℃-600℃。

可选地，所述第二基底为半导体基底。

可选地，所述方法在将所述表层基底与所述第二基底分割开之后，还包括在所述表层基底上方制造其他半导体器件。

可选地，所述其他半导体器件包括压阻器件、温阻器件和晶体管。

可选地，在所述表层基底上方制造所述压阻器件包括步骤：

通过光刻和离子注入工艺，在所述表层基底中掺杂，形成压阻条或者温阻条；以及

通过金属的淀积和光刻工艺，在所述表层基底上方形成所述压阻或者温阻器件的引线和电极。

可选地，所述压阻条或者温阻条的形状、大小或者位置，以及所述引线和/或所述电极的形状、大小或者位置根据实际需求均是可调节的。

可选地，在所述第一基底上形成的所述腔体槽的形状和/或深度根据实际需求是可调节的。

可选地，所述腔体的真空度由所述键合的工艺决定，包括真空或者常压。

可选地，所述第一基底和所述第二基底为相同或者不同的材料。

可选地，所述第一基底由多层彼此不同的材料组成。

可选地，所述第二基底为硅材料基底。

相应地，本发明还提供一种采用上述任一项所述的方法制造的隔离腔体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的制造方法采用正面键合工艺，不采用与传统CMOS工艺不兼容并且价格昂贵的背面工艺，其与传统的CMOS制造工艺完全兼容。

本发明在基底键合后通过在封盖腔体的基底中形成的缺陷层造成的剥离效应，通过退火实现表层基底之外的其余基底的剥离，在腔体的顶部可以仅保留五微米以下的材料，实现了基底的减薄。