[发明专利]MEMS传感器的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统（MEMS）制造技术领域，具体来说，本发明涉及一种MEMS传感器的加工方法。

背景技术

目前市场上用的MEMS麦克风通常是电容式麦克风，其主要结构是一个可动的薄膜和一个几乎不动的背板。形成电容的两个电极可能是多晶硅、单晶硅、多晶硅加氮化硅的复合层、氮化硅和金属的复合层等材料。声压作用于薄膜时，薄膜根据声压强度的不同发生不同程度的位移，从而引起电容的变化，相应地输出的电压发生变化，通过放大电路就可以读出相应的声音信号。

MEMS麦克风通常是在6英寸或者8英寸线上生产，6英寸硅片的标准厚度是675μm，8英寸硅片的标准厚度是750μm。而通常MEMS麦克风产品的标准厚度比它们薄，对于如何用标准厚度的硅片实现比它们薄的产品，几乎所有的公司都采用硅片减薄的方式。即：采用标准厚度的硅片投片，完成绝大部分工艺以后，将硅片减薄到产品要求的厚度，再做其他的工艺，增加了额外的步骤。

MEMS麦克风的薄膜或者背板通常选用下述三者之一：1、复合层，其工艺相对复杂，控制难度较高；2、单层多晶硅，多晶硅薄膜通常是先淀积不掺杂的多晶硅，然后对其做注入或者扩散，形成掺杂的导体；3、单晶硅，其需要用SOI硅片或者硅片键合，这样成本非常高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种MEMS传感器的加工方法，能够简化工艺步骤，保证顺利流片并实现良好的成品率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种MEMS传感器的加工方法，包括步骤：

A.提供硅衬底；

B.在所述硅衬底的正面和背面分别形成刻蚀阻挡层；

C.在所述刻蚀阻挡层上分别形成第一电极层；

D.对所述硅衬底正面的所述第一电极层作图形化；

E.在所述第一电极层上分别形成牺牲层，所述牺牲层会嵌入所述硅衬底正面的所述第一电极层中；

F.在所述牺牲层上分别形成第二电极层；

G.对所述硅衬底正面的所述第二电极层作图形化；

H.从所述硅衬底的正面透过图形化的所述第二电极层刻蚀所述牺牲层至所述第一电极层停止，形成接触孔，并在所述接触孔底部和所述第二电极层上分别形成金属接触；

I.从所述硅衬底的背面依次刻蚀所述第二电极层、所述牺牲层、所述第一电极层以及所述刻蚀阻挡层，并继续刻蚀所述硅衬底直至所述硅衬底正面的所述刻蚀阻挡层才停止，在所述硅衬底中形成一开口向下的深槽；

J.在所述硅衬底的正面上方涂覆光刻胶作保护，留出后续需要被刻蚀的所述牺牲层的区域；

K.从所述硅衬底的正面透过图形化的所述第二电极层刻蚀所述牺牲层，并去除所述深槽底部的所述刻蚀阻挡层，在去除所述光刻胶并干燥后，形成所述MEMS传感器。

可选地，所述第一电极层和所述第二电极层均为低应力原位掺杂的多晶硅。

可选地，所述第一电极层和所述第二电极层的应力范围均是负的数百兆帕至正的数百兆帕。

可选地，所述第一电极层、所述第二电极层和/或所述牺牲层的厚度为数千埃至数万埃。

可选地，所述牺牲层的材料为氧化层。

可选地，所述牺牲层的材料为USG或者PSG。

可选地，在上述步骤I中，从所述硅衬底的背面依次刻蚀所述第二电极层、所述牺牲层、所述第一电极层以及所述刻蚀阻挡层的动作，其是带图形的逐层刻蚀或者是逐层地全部刻蚀掉。

可选地，所述刻蚀阻挡层为二氧化硅。

可选地，所述MEMS传感器为MEMS麦克风。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明这套加工方法不需要硅片减薄，以产品厚度为投片的硅片厚度，通过工艺流程优化和生产设备调整实现流片，降低了碎片的风险，减少了成本投资，提高了在线良率（line yield）。

本发明以两层原位掺杂的多晶硅作为MEMS传感器的薄膜和背板，不需要额外的注入/扩散等掺杂工艺或者键合步骤，降低了工艺的复杂程度。

本发明由于MEMS传感器的电容的两个电极都是多晶硅，不需要SOI硅片或者硅片键合，整套工艺简单、生产成本低。

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至图10为本发明一个实施例的MEMS传感器的加工方法的工艺流程图；

图11为本发明另一个实施例的MEMS传感器的加工方法在硅衬底中形成深槽的工艺截面图。

具体实施方式