[发明专利]MEMS器件的牺牲层、MEMS器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种MEMS器件的牺牲层、MEMS器件及其制作方法。

背景技术

近年来，随着微机电系统（Micro-Electro-Mechanical-System,MEMS）技术的发展，各种微机电装置，包括：微传感器、微致动器等实现了微小型化，上述小型化有利于提高器件集成度，因而成为未来发展的主要方向。

早期的MEMS工艺以体硅工艺为主，即通过对硅片进行腐蚀形成悬梁等结构，更多关于体硅MEMS器件的信息请参照公开号US6170332B1的美国专利。

然而，上述体硅的工艺与现有的CMOS工艺不兼容。针对上述问题，行业内出现了表面硅工艺，即以半导体衬底为基底，通过多层膜淀积和图形化工艺制备三维微机械结构。具体地，器件部分由淀积的薄膜层加工而成，结构和基底之间的空隙采用牺牲层技术，该牺牲层在结构形成过程中起支撑作用，结构形成后，该牺牲层被释放。

牺牲层工艺最早是在20世纪80年代由美国加州大学Berkeley分校开发出来，主要应用于二维表面图形的加工，其以多晶硅为结构层，二氧化硅为牺牲层，采用二氧化硅层作为牺牲层的最大缺点是去除需要用到湿法刻蚀，而湿法刻蚀会带来微机电系统中最不希望出现的黏附效应，导致牺牲层去除后上下极板黏附而造成失效，随着牺牲层工艺的发展，技术人员开始采用光刻胶或类光刻胶等有机材料作为牺牲层，这种牺牲层可以采用干法刻蚀如灰化（Ashing）等制程去除，从而避免了黏附效应，提高了MEMS系统的良率。

本发明人在研究中发现，该有机材料的分解温度由于一般低于其上后续进行的结构薄膜层的淀积温度，因而，在后续淀积工序过程中，该有机材料会出现分解现象，上述分解出来的分子容易附着在腔室内壁，造成腔室污染，这不利于淀积工艺的进行。

针对上述问题，本发明提出一种新的牺牲层加以解决。

发明内容

本发明解决的问题是提出一种牺牲层，以解决现有的MEMS器件的牺牲层容易出现分解，进而导致污染腔室的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种MEMS器件的牺牲层，包括：

图形化的有机材料层及包覆在所述图形化的有机材料层上的覆盖层，所述覆盖层的分解温度高于所述有机材料层的分解温度。

可选地，所述有机材料层的材质为光刻胶。

可选地，所述有机材料层的材质为聚酰亚胺。

可选地，所述覆盖层的材质为SOG或低温氧化物。

基于上述牺牲层，本发明还提供了一种MEMS器件及其制作方法，其中，该MEMS器件除了包括上述的牺牲层外，还包括：所述牺牲层上形成的图形结构。

可选地，所述图形结构为敏感薄膜。

可选地，所述敏感薄膜的材质为硅锗、单晶硅、多晶硅、金属中的至少一种。

相应地，MEMS器件的制作方法，包括：

在所述半导体衬底上形成有机材料层，对所述有机材料层进行选择性去除形成图形化有机材料层；

在所述图形化的有机材料层上形成覆盖层，所述覆盖层的分解温度高于所述有机材料层的分解温度；

在所述覆盖层上形成图形结构。

可选地，所述有机材料层的材质为光刻胶，对所述有机材料层进行选择性去除是通过曝光、显影实现的。

可选地，形成图形结构步骤包括：

采用PVD或CVD形成图形结构材料层；

对所述图形结构材料层进行选择性刻蚀形成图形结构。

可选地，所述PVD或CVD的温度高于350℃。

可选地，所述选择性刻蚀形成图形结构过程中，还形成暴露所述有机材料层的窗口，所述图形化的有机材料层的去除通过所述窗口进行。

可选地，所述图形化的有机材料层的去除采用灰化法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1）不同于现有技术单独采用有机材料层作为牺牲层的方案，本发明采用该有机材料层被图形化后，在其表面覆盖一层分解温度高于该有机材料层的覆盖层，以将后续淀积形成的结构材料层与有机材料层隔绝开来，起到防止高温淀积过程中该有机材料层分解逸出而造成机台腔体污染的作用。此外，该覆盖层的设置，也为有机材料层提供了更大材质选择范围。