[发明专利]一种基于电镀工艺的MEMS谐振器制备方法

说明书

本发明涉及一种基于电镀工艺的MEMS谐振器制备方法，包括：在SOI硅片的顶层硅上刻蚀出谐振梁和电极区域，将谐振梁区域和电极区域刻蚀到SOI硅片的埋氧层；采用高温氧化工艺制备设定厚度的氧化层覆盖谐振梁区域和电极区域；刻蚀除了第一电容间隙处侧壁之外的氧化层；在SOI硅片上表面溅射电镀种子层；采用光刻技术暴露出预设电镀区域，并用光刻胶覆盖预设非电镀区域；采用电镀方法覆盖预设电镀区域并填充电容间隙，对预设非电镀区域进行去光刻胶并刻蚀去除电镀种子层；采用气相氢氟酸腐蚀SOI硅片的氧化层和埋氧层。本发明通过减小谐振梁与输入电极或输出电极之间的间隙，提高了MEMS谐振器的品质因数。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是涉及一种基于电镀工艺的MEMS谐振器制备方法。

背景技术

目前，MEMS谐振器的谐振梁与输入电极或输出电极之间的间隙大，从而驱动电压大，影响MEMS谐振器的品质因数。为了减小电容间隙目前的方案都是先对谐振单元进行一层薄氧化，此氧化层厚度即为最后的间隙尺寸；氧化后用多晶硅填充谐振单元和电极之间剩余的间隙，之后需要对多晶硅进行重掺杂注入，并退火从而保证注入离子的推进和填充多晶硅的内应力释放。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电镀工艺的MEMS谐振器制备方法，通过电镀填充而不是多晶硅填充的方法来减小谐振梁与输入电极或输出电极之间的间隙，提高了MEMS谐振器的品质因数，另外，本发明一种基于电镀工艺的MEMS谐振器制备方法无需多晶硅制备、注入、退火过程，大大简化了工艺流程。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于电镀工艺的MEMS谐振器制备方法，包括：

在SOI硅片的顶层硅上按照预设图形刻蚀出谐振梁和电极区域，将所述谐振梁区域和所述电极区域刻蚀到所述SOI硅片的埋氧层；

采用高温氧化工艺制备设定厚度的氧化层覆盖所述谐振梁区域和所述电极区域；

刻蚀所述谐振梁区域和所述电极区域上除了第一电容间隙处侧壁之外的氧化层，获得第一处理后的SOI硅片，所述第一电容间隙为谐振梁和电极之间的间隙；

在所述第一处理后的SOI硅片上表面溅射电镀种子层；

采用光刻技术暴露出预设电镀区域，并用光刻胶覆盖预设非电镀区域；

采用电镀方法覆盖所述预设电镀区域并填充所述电容间隙，对所述预设非电镀区域进行去光刻胶并刻蚀去除电镀种子层，获得第二处理后的SOI硅片；

采用气相氢氟酸腐蚀所述第二处理后的SOI硅片的氧化层和埋氧层，使所述谐振梁悬空并形成第二电容间隙，所述第二电容间隙的缝隙宽度为所述设定厚度。

可选地，所述设定厚度为100-200纳米。

可选地，所述顶层硅厚度为15-25微米。

可选地，所述埋氧层厚度为1-2微米。

可选地，所述顶层硅电阻率为0.001-0.005Ω*cm。

可选地，所述电镀种子层包括黏附层和金层，所述黏附层厚度为50-100纳米。

可选地，所述黏附层为铬。

可选地，所述金层厚度为200-500纳米。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明采用在单晶硅梁上电镀金属的方法避免了多晶硅的生长、注入、退火等工艺步骤，减小了电容间隙，从而实现良好的导电性和小的动态电阻。

附图说明