[发明专利]SiO2/Al双材料复合梁的应力调整工艺

说明书

技术领域

本发明属于微电子机械系统加工领域，具体的说，涉及一种SiO₂/Al双材料复合梁的应力调整工艺。

背景技术

在以SiO₂/Al为形变复合梁的全镂空非制冷红外芯片中，由于SiO₂/Al的应力匹配难度很大，造成红外芯片镂空以后形变复合梁的曲率半径较小，弯曲严重，从而导致反光板倾斜角度较大。因此，在光学系统进行成像测试时，当入射光线照射在反光板上，经过反光板反射后严重偏离光学主轴。这样就导致了在光学主轴上的CCD探测器不能接收到或者接收到部分反光板的反射信号。从而导致了严重失真的红外芯片成像效果。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种SiO₂/Al双材料复合梁的应力调整工艺，该工艺成功对SiO₂/Al复合梁的残余应力进行调节，从而使复合梁曲率半径增大，反光板角度较小。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种SiO₂/Al双材料复合梁的应力调整工艺，包括以下步骤：

①在一块体硅表面淀积一层SiO₂层；

②对上述SiO₂层采用离子注入工艺进行P型杂质注入；

③采用炉管退火工艺进行退火；

④采用蒸发或者溅射工艺，在SiO₂层表面淀积一层Al膜；

⑤在上述Al膜表面淀积一层非晶硅层；

⑥将上述SiO₂层和Al膜形成的复合梁上面的非晶硅层以及下面的体硅采用腐蚀工艺去除；

⑦采用烘箱退火工艺进行退火处理。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤①中，所述SiO₂层厚度为400-600nm。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤②中，注入的P型杂质为磷，注入能量为14～16 keV，注入剂量为5e¹³～5e¹⁵ cm^-2。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤③中，所述炉管退火温度为600～900℃，时间1～3h。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤④中，所述Al膜厚度为200～300nm。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤⑤中，所述非晶硅层的厚度为200～300nm。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤⑥中，采用XeF₂干法腐蚀工艺将复合梁上面的非晶硅层去除，采用湿法腐蚀工艺将复合梁下面的体硅去除。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤⑦中，所述烘箱退火工艺为从室温开始升温，升至160～180℃，恒温0.5～1h，然后继续升温至280～300℃,恒温0.5～1h，然后再继续升温至340～380℃，恒温1～2h，之后再降温至160～180℃。

本发明的有益效果是：本发明所述工艺能对SiO₂/Al复合梁的残余应力进行调节，从而使复合梁曲率半径增大，反光板角度较小，进而提高了以SiO₂/Al为形变梁的非制冷红外芯片的成像质量。同时，该工艺可以可根据器件应用，适当调整其中参数，来控制复合梁的应力出现张或者压应力。

附图说明

图1为本发明所述工艺步骤①结构示意图；

图2为本发明所述工艺步骤②结构示意图；

图3为本发明所述工艺步骤④结构示意图；

图4为本发明所述工艺步骤⑤结构示意图；

图5为本发明所述工艺步骤⑥结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——体硅                2——SiO₂层

3——Al膜               4——非晶硅层

具体实施方式

实施例1：

一种用于全镂空非制冷红外芯片中的形变梁为SiO₂/Al双材料复合梁的应力调整工艺，包括以下步骤：

①采用沉积工艺，在体硅1表面淀积一层厚度500纳米的SiO2层2，如附图1所示；

②采用离子注入磷工艺，注入能量为15keV ，剂量5e¹⁴cm-2，如附图2所示；

③采用炉管退火工艺，温度800℃，时间2h；

④采用蒸发或者溅射工艺，在SiO₂层表面形成厚度为300纳米的Al膜3，如附图3所示；