[发明专利]不同深度腔体的制造方法

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，本发明涉及一种不同深度腔体的制造方法。

背景技术

在很多微机电系统(MEMS)及传感器的应用中，都需要采用中空的腔体，如何加工形成这些腔体是制造MEMS器件的关键步骤。

以传感器应用来说，复合传感器是传感器发展的重要趋势。所谓复合传感器就是在一个传感器芯片内集成了多个传感器。在类似的应用中，可能需要形成多个腔体，而这些腔体需要的深度根据各自的需要往往各不相同。因此，在同一基底上制造多个不同深度或者高度的腔体的难度就更高。

现有技术中为了形成实现不同应用的不同深度的腔体，一般需要采用多块光刻版，并采用多步的光刻及刻蚀工艺，使得制造成本显著上升，这样就大大削弱了集成复合传感器所带来成本上的竞争优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不同深度腔体的制造方法，不需要增加额外的工艺步骤和光刻掩膜，成本低廉，适合高集成度的复合传感器的制造，并且具有良好的精度和可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种不同深度腔体的制造方法，包括步骤：

提供基底，所述基底按照形成腔体的不同深度被划分为多个区域；

在所述基底上形成基底保护层；

在所述基底保护层上形成多个不同尺寸和/或不同形状的窗口，直至露出下方的基底；

以所述基底保护层为掩模，刻蚀所述基底，在所述基底中的各个区域分别形成不同尺寸和/或不同深度的凹槽；

在所述基底保护层的表面和所述凹槽的侧壁与底部淀积隔离层；

去除所述基底保护层表面和所述凹槽底部的隔离层，在所述凹槽的侧壁保留的所述隔离层形成侧壁保护层；

以所述基底保护层和所述侧壁保护层为掩模，继续刻蚀所述凹槽，在各个区域分别形成不同深度的深槽；

采用湿法腐蚀法腐蚀所述深槽，在所述多个区域的基底内部分别形成不同区域具有不同深度的腔体。

可选地，在形成具有不同深度的腔体之后还包括步骤：

在所述凹槽的侧壁保护层之间填满填充材料，对所述腔体进行封口。

可选地，所述基底为硅。

可选地，所述基底保护层是通过热反应的方式形成的。

可选地，所述基底保护层包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者多晶硅。

可选地，所述基底保护层还包括金属单质、合金、金属氧化物或者金属氮化物。

可选地，所述窗口的尺寸和/或形状根据实际需要是可调节的。

可选地，所述凹槽的尺寸和/或深度与所述窗口的尺寸和/或形状具有关联性。

可选地，所述隔离层是通过化学气相淀积法、原子层淀积法或者热反应方法形成的。

可选地，所述基底保护层的表面和所述凹槽的底部的隔离层是通过回刻工艺去除的。

可选地，所述深槽的尺寸和/或深度与所述窗口的尺寸和/或形状具有关联性。

可选地，所述湿法腐蚀法采用各向异性的腐蚀工艺，在所述基底内部分别形成具有不同深度的腔体。

可选地，所述基底为(111)晶向的硅。

可选地，所述湿法腐蚀的溶液为KOH和/或TMAH。

可选地，所述腔体的形状和/或深度是任意的。

可选地，对所述腔体进行封口的工艺为淀积法、键合法或者电镀法。

可选地，所述填充材料覆盖在所述基底保护层上的部分需去除或者保留。

可选地，对所述腔体进行封口之后还包括步骤：

在覆盖所述基底保护层的所述填充材料上淀积或者旋涂一加固层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明不需要添加额外的工艺步骤和光刻掩膜，就能够实现不同深度和高度的腔体，具有明显的成本竞争优势，尤其适合高集成度的复合传感器的制造，并且具有良好的精度和可靠性。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一个实施例的不同深度腔体的制造方法的流程图；

图2至图8为本发明一个实施例的不同深度腔体的制造过程的剖面结构示意图；

图9为本发明一个实施例的在凹槽的侧壁保护层之间填满填充材料，对腔体进行封口的剖面结构示意图；

图10为本发明一个实施例的通过后续的工艺释放机械结构的剖面结构示意图。

具体实施方式