CN101898745B - 微机电系统器件的制造方法 - Google Patents

微机电系统器件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101898745B
CN101898745B CN2010101938590A CN201010193859A CN101898745B CN 101898745 B CN101898745 B CN 101898745B CN 2010101938590 A CN2010101938590 A CN 2010101938590A CN 201010193859 A CN201010193859 A CN 201010193859A CN 101898745 B CN101898745 B CN 101898745B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon film
substrate
film
microstructure
free standing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2010101938590A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101898745A (zh
Inventor
河·H·黄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Yisheng Photoelectric Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Lexvu Opto Microelectronics Technology Shanghai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lexvu Opto Microelectronics Technology Shanghai Co Ltd filed Critical Lexvu Opto Microelectronics Technology Shanghai Co Ltd
Publication of CN101898745A publication Critical patent/CN101898745A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101898745B publication Critical patent/CN101898745B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00222—Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
    • B81C1/00246—Monolithic integration, i.e. micromechanical structure and electronic processing unit are integrated on the same substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00134—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems comprising flexible or deformable structures
    • B81C1/0015—Cantilevers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0118—Cantilevers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03—Static structures
    • B81B2203/0307—Anchors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/07—Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
    • B81C2203/0707—Monolithic integration, i.e. the electronic processing unit is formed on or in the same substrate as the micromechanical structure
    • B81C2203/0735—Post-CMOS, i.e. forming the micromechanical structure after the CMOS circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种微机电系统器件及其制造方法，其中该器件包括：位于基板(100)上方的悬空薄膜微型结构(200)，其特征在于所述悬空薄膜微型结构(200)包括：锚定部(250)，接合于所述基板(100)的顶表面(106)上；悬空部(260)，位于所述基板(100)的顶表面(106)上方，具有与所述基板(100)相平行的基面(205)，该基面(205)与所述基板(100)的顶表面(106)之间具有基本间隙(150)；其中，所述悬空部(260)包括第一凹部(210)，与所述基板(100)的顶表面(106)之间具有第一垂直间隙(151)，所述第一垂直间隙(151)小于所述基本间隙(150)。本发明能够为悬空构造单元的沉积和光刻构图提供更强健的机械及物理支撑力。

Description

微机电系统器件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，简称：MEMS)器件及其制造方法。 
背景技术
MEMS包括形成在基板上的集成微型器件，如机械、光学和热传感部件，该基板是由固态材料制成的单层或复合层。MEMS可以使用现有的晶片批量处理技术制造，以便在固态基板(如硅晶片)上形成上述微型器件，这些微型器件的尺寸从纳米级到毫米级。这些MEMS器件用于在微尺寸上进行传感控制，并发挥各种机械、光学或化学功能，既可以作为独立的单个单元发挥作用，也可以制成阵列，在微尺寸内协同产生总体效果。这种MEMS器件可以应用于但不限于：加速度计、陀螺仪、压力传感器、化学和流量传感器，微型光学器件、光学扫描仪、液体流量控制器件、化学传感和化学运载系统以及生物传感器等。 
进一步地，多个MEMS器件可以在统一的处理中与支持集成电路(Integrated Circuit，简称：IC)器件一起制造同一个半导体基板上形成集成硅器件，即：集成MEMS。这种位于一个单一芯片解决方案中的集成MEMS与独立MEMS和支持IC相分享的传统的结构相比，不仅大大减小了尺寸、重量及功耗，而且还提高了应用系统的性能。 
 MEMS器件的制造过程与IC的制造过程具有许多相同的处理步骤。尤其是形成MEMS器件的过程会涉及到在基板表面(如硅晶片表面)沉积及使固态薄膜形成图案，从而制造出复杂的微型器件。这种固态薄膜材料可以使用但不限于：二氧化硅、氮化硅、(多)晶硅，无定形硅、铝、铜、难熔金属及 其氧化物或氮化物等。 
然而，为使MEMS器件实现一定程度的机械、光学和热的功能，需要空间分离所选的用在MEMS器件中的微型构造单元，以便在被分离元件和其他元件之间形成空隙或空腔。通过对MEMS器件中的微型构造单元进行分离，能够达到所需的一定程度的机械、热、化学或光学功能。例如，许多MEMS运动传感器包含两个或更多空间分离且能够相对移动的微型构造单元。在许多MEMS器件中，空腔和悬空结构单元仅需要通过晶片级微加工处理进行制造。在MEMS器件中的顶部构造单元和底部构造单元之间形成空隙或空腔的常用办法是选择性地刻蚀固体牺牲层或单元。先将这种牺牲层形成在底部构造单元上，然后作为下部物理支撑基底实现对顶部构造单元进行沉积和形成图案。 
在沉积牺牲层并形成顶部构造单元之后，该牺牲层被最终选择性地从顶部构造单元去除，完全去除或部分去除。通常，这种牺牲层的去除处理包括两种：湿刻和干刻。牺牲层的湿刻去除处理中，微型结构与载体晶片被浸入或暴露于液体化学浴液中，该浴液中包含足够的刻蚀剂，用于溶解或去除牺牲层。这种方法对于在几十或几百微米的大尺寸上形成空腔或切口非常有效。在更小尺寸上，存在诸多缺点，从而限制了牺牲层的湿刻去除处理在具有高精度和高器件密度的MEMS构造单元微加工方面的应用，且难以与主流IC制造过程相兼容。 
为了克服这些缺点和限制，干刻处理通常使用气体作为主要的刻蚀剂，而不需要湿的化学试剂或浴液，与湿刻处理相比具有较低的破坏性，因此允许在基板表面形成更小的更精密的结构，从而降低结构受损的风险。 
形成牺牲层以及采用具有较佳刻蚀选择性的干刻去除方案时被开发出来并应用于MEMS器件的制造过程中。一种有报导的方案是采用光刻胶作为牺牲层，先沉积顶部构造单元并对其形成图案，然后干刻去除下部，通过氧气离子灰化部分暴露作为牺牲层的光刻胶层。但使用光刻胶作为牺牲层的缺点在于：对于顶部构造单元的机械支撑力较差、对于进行薄膜处理的温度耐受性 较低、以及会产生残留化学气体溢出等。在现有技术中可用作牺牲层的其他无机材料可以解决光刻胶产生的上述问题，但这些材料均为异种材料或者其干刻去除处理在满足给定选择性要求的前提下不能与IC加工过程相兼容。 
发明内容
本发明涉及一种MEMS器件及其制造方法，通过使用多层堆叠碳膜作为牺牲层在固态基板上形成悬空薄膜微型结构。 
本发明一实施例提供一种MEMS器件，包括位于基板上方的悬空薄膜微型结构，其特征在于所述悬空薄膜微型结构包括： 
锚定部，接合于所述基板的顶表面上； 
悬空部，位于所述基板的顶表面上方，具有与所述基板相平行的基面，该基面与所述基板的顶表面之间具有基本间隙； 
其中，所述悬空部包括第一凹部，与所述基板的顶表面之间具有第一垂直间隙，所述第一垂直间隙小于所述基本间隙。 
本发明另一实施例提供一种制造上述MEMS器件的方法，其中该方法包括： 
在基板上沉积第一碳膜； 
对所述第一碳膜进行光刻构图，以去除该第一碳膜上与悬空薄膜微型结构的第一凹部对应的第一牺牲预去除部； 
在进行光刻构图后的所述第一碳膜上共形地沉积第三碳膜； 
对所述第三碳膜进行光刻构图，以形成一开孔，暴露所述基板的锚定部； 
在所述第一碳膜及第三碳膜形成的堆叠结构上沉积并光刻构图所述悬空薄膜微型结构； 
去除所述第一碳膜及第三碳膜。 
本实施例通过采用碳膜形成的堆叠结构作为牺牲层制成了MEMS器件，与采用光刻胶作为牺牲层的现有技术相比，碳膜牺牲层能够为悬空构造单元的沉积和光刻构图提供更强健的机械及物理支撑力。 
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为本发明一实施例所述MEMS器件的截面视图； 
图2a、2b、2c和2d为本发明一实施例所述MEMS器件制造方法中间过程的截面视图； 
图3为本发明另一实施例所述MEMS器件的截面视图。 
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 
图1为本发明一实施例所述MEMS器件500的截面视图，该MEMS器件500包括使用多层碳膜(即第一碳膜110、第二碳膜120和第三碳膜130)作为下部的牺牲层而制成的位于基板100上的悬空薄膜微型结构200。图中所示MEMS器件500省略了一些现有MEMS器件中使用的构造单元，例如，图中所示的悬空薄膜微型结构200虽然物理性地悬空于基板100之上，但其仍然可以与基板100进行电性连接，因此，该基板100中还可以进一步包括集成电路。 
具体地，如图1所示，所述MEMS器件500中包含的悬空薄膜微型结构200可以采用在半导体制造工艺中应用的薄膜沉积和构图等工艺制成在基板100(如半导体基板)上。通过这样的处理，该悬空薄膜微型结构200的主体 上形成有与基板100几何平行的基面(base plane)205。为了与基板100进行物理性连接，该悬空薄膜微型结构200至少包括与基板100的顶表面106上的锚定部160物理性接合的锚定部250，以及位于所述基板100的顶表面106上方且与基板100之间形成有空隙从而形成有下部空腔的悬空部260。、 
尽管悬空薄膜微型结构200的主体由膜薄结构形成，并具有平行于基板100的基面205，但本实施所述悬空薄膜微型结构200也可以包含相对于下部的基板100具有不同垂直间隙的不同部分。在一种可选实施例中，所述悬空薄膜微型结构200可以包括第一凹部210和第二凹部220，分别相对于基板100的顶表面106具有第一垂直间隙151和第二垂直间隙152。此时，在悬空薄膜微型结构200上，第二凹部220的第二垂直间隙152被设置为小于第一凹部210的第一垂直间隙151，而第一垂直间隙151被设置为小于悬空部260的基面205相对于基板100的顶表面106所具有的基本间隙150。 
这种不均匀的结构可在由第一碳膜110、第二碳膜120和第三碳膜130等碳膜形成的多层牺牲层的辅助下，采用包括薄膜沉积和构图等一系列处理步骤形成在图1所示的悬空薄膜微型结构200的底表面206上，且位于相对平坦的基板100上方。从而在基板100的顶表面上方形成了两种不同的表面凹陷和垂直间隙，即相对于基本间隙150而言的第一垂直间隙151和第二垂直间隙152，进而形成不均匀的薄膜结构。 
图2a、2b、2c和2d为显示形成上述悬空薄膜微型结构200的处理步骤的截面视图。为了制造相对于基板100具有三种不同间隙，即第一垂直间隙151、第二垂直间隙152和基本间隙150的悬空薄膜微型结构200，在沉积悬空薄膜微型结构200并对其进行构图之前，沉积三层碳膜，即第一碳膜110、第二碳膜120和第三碳膜130作为堆叠的牺牲层，随后进行构图(如图1所示)。 
在本发明实施例中，上述碳膜，即第一碳膜110、第二碳膜120或第三碳膜130，可以为非结晶或结晶结构，具体可以通过等离子体增强化学气相 沉积(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称：PECVD)工艺进行沉积，当采用非结晶结构的碳膜时，其沉积过程例如可以在350～450℃的反应温度下进行。具体可以采用如下方法进行沉积：将基板100放置于反应室中；向该反应室中导入含碳的制程气体，并导入用于强化碳膜的热属性的层强化剂气体；通过将等离子射频(Radio Frequency，简称：RF)电源耦合至再进入路径的外部，在该再进入路径中产生再进入环形RF等离子电流，其中，该再进入路径包括与该基板重叠的制程区；将射频等离子偏压电源或偏压电压耦合至该基板100。所述第一碳膜110、第二碳膜120或第三碳膜130可以包含少于9％的氢。 
如图2a所示，在基板100上沉积第一碳膜110，具体地，在基板100，优选半导体基板(如硅晶片)的顶部均匀沉积第一碳膜110后；此后，对第一碳膜110进行光刻构图，以去除与悬空薄膜微型结构200(图1)的第一凹部210对应的第一牺牲预去除部161，其中该第一牺牲预去除部161是刻除部，即没有被显影光刻胶保护的部分。 
如图2b所示，在进行光刻构图后的所述第一碳膜110上共形地沉积第二碳膜120；然后，对第二碳膜120进行光刻构图，以去除与悬空薄膜微型结构200的第二凹部220对应的第二牺牲预去除部162，其中该第二牺牲预去除部162也是刻除部，即没有被显影光刻胶保护的部分。此时，先前已被暴露的第一牺牲预去除部161上在去除及暴露第二牺牲预去除部162之后仍然覆盖有第二碳膜120。 
接着，如图2c所示，在进行光刻构图后的所述第二碳膜120上共形地沉积第三碳膜130，使其共形地覆盖基板100的整个区域，包括处于不同垂直凹陷形式的第一牺牲预去除部161和第二牺牲预去除部162；然后，对所述第三碳膜130进行光刻构图，以形成一开孔230，暴露所述基板100的锚定部160，而使位于第一牺牲预去除部161和第二牺牲预去除部162上残留的碳膜在开孔300的形成过程中保持完好。 
如图2d所示，由第一碳膜110、第二碳膜120及第三碳膜130构成的堆叠结构上沉积并光刻构图悬空薄膜微型结构200，以最终形成所需的平面几何图案，此时仍然留有用于对各层碳膜，如第一碳膜110、第二碳膜120及第三碳膜130进行灰化处理的开口。最后，去除所述第一碳膜110、第二碳膜120及第三碳膜130。具体地，可以采用氧气等离子灰化工艺或氮气等离子灰化工艺选择性地去除下部牺牲层，包括第一碳膜110、第二碳膜120及第三碳膜130。例如，所述第一碳膜110、第二碳膜120或第三碳膜130可以在包含有由等离子电源产生的等离子的反应室中由选择性刻蚀制程气体去除，该选择性刻蚀制程气体包括氧气或氮气。 
通过上述步骤，在悬空薄膜微型结构200的悬空部260的下部形成空腔，该悬空部260与基板100物理分离，而锚定部250使悬空薄膜微型结构200与基板100保持锚定连接。因此，如图1和图2d中共同显示的，在悬空部260的下部，悬空薄膜微型结构200的第一凹部210和第二凹部220具有不同的间隙，即第一垂直间隙151、第二垂直间隙152以及基本间隙150。由三层连续的碳膜牺牲层形成的第一垂直间隙151被设置为小于基本间隙150，且第二垂直间隙152被设置为小于第一垂直间隙151。 
使用氧气等离子灰化工艺或氮气等离子灰化工艺，使被激发为等离子态的氧气或氮气刻蚀剂进入由上述碳膜构成的层叠结构外部的开口，可以去除第一碳膜110、第二碳膜120及第三碳膜130，另外，在进行构图时用到的光刻胶可以采用湿法剥离脱膜(剥离)或其他类似方法去除。 
在另一实施例中，上述实施例所述MEMS器件500中的悬空薄膜微型结构200可以被简化为在其悬空部260上仅仅具有两个垂直间隙，即：第一垂直间隙151和基本间隙150，具体地，所述悬空部260可以仅包括第一凹部210而不具有所述第二凹部220。因此，相应地，制造这种简化了的MEMS器件500的方法也将有所简化，省略了有关第二碳膜120的步骤。该方法具体包括：方法包括：在基板100上沉积第一碳膜110；对所述第一碳膜110进行光刻构 图，以去除该第一碳膜110上与悬空薄膜微型结构200的第一凹部210对应的第一牺牲预去除部161；在进行光刻构图后的所述第一碳膜110上共形地沉积第三碳膜130；对所述第三碳膜130进行光刻构图，以形成一开孔230，暴露所述基板100的锚定部160；在所述第一碳膜110及第三碳膜130形成的堆叠结构上沉积并光刻构图所述悬空薄膜微型结构200；去除所述第一碳膜110及第三碳膜130，从而制造出上述简化的MEMS器件500。 
另外，上述实施例所述MEMS器件500中的悬空薄膜微型结构200也可以具有三个以上的垂直间隙，均可以基于上述方法制造。只是不同之处在于：每多一个垂直间隙，需要多设置一层碳膜作为牺牲层。 
针对各种功能需求，悬空薄膜微型结构200可以采用半导体制造中使用的膜沉积工艺，如：物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称：PVD)或化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称：CVD)，构成单层或多层的不同固态材料，形成于如图2d所示的第一碳膜110、第二碳膜120及第三碳膜130的未被去除的残留部的顶部。然后使用光刻胶(或与其他材料相结合)作为刻蚀掩膜，采用对第一碳膜110、第二碳膜120及第三碳膜130的残留部具有高刻蚀选择性的一步或多步工艺，对悬空薄膜微型结构200的沉积层进行光刻构图。用于形成该悬空薄膜微型结构200并产生所需的机械、光学和/或化学功能的固态材料可以包括但不限于：多晶硅、非晶态硅、单结晶硅，二氧化硅、氮化硅、碳化硅、有机硅酸盐玻璃、钨、氮化钨、碳化钨、单质铝及铝合金、氧化铝、氮化铝、碳化铝、单质钽及钽合金、氧化钽、单质钛及钛合金、氮化钛、氧化钛、单质铜及铜合金、氧化铜、钒及氧化钒、金及铂。某些含碳量低于60％的碳化物也是潜在的侯选物质，如：碳化硅、碳化钨、碳化铝及氮化碳。 
需要注意的是：用于形成MEMS器件500的前述方法不需要限定基板100的具体类型或材料，只要该基板100能够与上述制造工艺相兼容即可。在更宽范围内，该基板100可以为固态晶片，包括从固态半导体、介电材料及导 电材料中选择的层。除此之外，上述碳膜并不仅限用于牺牲刻蚀，也可以与其他膜结构和材料一起，永久地留在MEMS器件中，以通过其本身属性发挥一定的热、光学及电的功能。 
本实施例通过采用碳膜形成的堆叠结构作为牺牲层制成了MEMS器件，与采用光刻胶作为牺牲层的现有技术相比，碳膜牺牲层能够为悬空构造单元的沉积和光刻构图提供更强健的机械及物理支撑力；采用碳膜牺牲层后可以在相对较低的温度下制造MEMS器件，省略高温处理步骤，因此可以使用在现有MEMS加工过程中会被高温破坏的温度敏感性材料形成MEMS器件；另外，由于低温刻蚀工艺不会影响此前形成的IC器件，因此能够与IC加工过程相兼容，从而形成近似于IC器件的MEMS结构。 
图3为本发明另一实施例所述MEMS器件500的截面视图，其中包括用于在悬空薄膜微型结构200和基板100之间产生静电互动作用的微型组件。在本实施例中，基板100包括：底电极180、电气焊盘185和驱动电路190，在执行上述有关第一碳膜110的步骤之前的半导体制造工艺中制造成。所述底电极180和电气焊盘185分别通过底电极互连线191及电气焊盘互连线195与驱动电路190电连接。同时，所述悬空薄膜微型结构200包括：电连接的顶电极280和顶电极互连线291，也均与驱动电路190电连接。进一步地，位于悬空薄膜微型结构200上的顶电极互连线291还与电气焊盘185电连接，从而使所述顶电极280与基板100上的驱动电路190电连接；因此，通过驱动电路190对顶电极280和底电极180充上相同极性或相反极性的电压，即可产生排斥静电力或吸引静电力，从而使悬空部260可以相对于基板100移动。 
上述用于制造MEMS器件的工艺均使用碳膜作为牺牲材料及构图材料。本发明所述的具体应用和举例所公开的原理提供了实现采用各种方式及各种IC和MEMS结构实现本发明的基础。在本发明的范围内也可以有多种变化。例如，上述第一碳膜110、第二碳膜120及第三碳膜130可以采用相同的材料制造， 或者也可以采用不同的材料制成。 
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (7)

1.一种用于制造微机电系统MEMS器件的方法，所述微机电系统MEMS器件包括位于基板上方的悬空薄膜微型结构(200)，所述悬空薄膜微型结构(200)包括：锚定部(250)，接合于所述基板(100)的顶表面(106)上；悬空部(260)，位于所述基板(100)的顶表面(106)上方，具有与所述基板(100)相平行的基面(205)，该基面(205)与所述基板(100)的顶表面(106)之间具有基本间隙(150)；其中，所述悬空部(260)包括第一凹部(210)，与所述基板(100)的顶表面(106)之间具有第一垂直间隙(151)，所述第一垂直间隙(151)小于所述基本间隙(150)；所述悬空部(260)进一步包括第二凹部(220)，与所述基板(100)的顶表面(106)之间具有第二垂直间隙(152)，所述第二垂直间隙(152)小于所述第一垂直间隙(151)；其特征在于该方法包括：
在基板(100)上沉积第一碳膜(110)；
对所述第一碳膜(110)进行光刻构图，以去除该第一碳膜(110)上与悬空薄膜微型结构(200)的第一凹部(210)对应的第一牺牲预去除部(161)；
在进行光刻构图后的所述第一碳膜(110)上共形地沉积第三碳膜(130)；
对所述第三碳膜(130)进行光刻构图，以形成一开孔(230)，暴露所述基板(100)的锚定部(160)；
在所述第一碳膜(110)及第三碳膜(130)形成的堆叠结构上沉积并光刻构图所述悬空薄膜微型结构(200)；
去除所述第一碳膜(110)及第三碳膜(130)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述在进行光刻构图后的所述第一碳膜(110)上共形地沉积第三碳膜(130)包括：
在进行光刻构图后的所述第一碳膜(110)上共形地沉积第二碳膜(120)；对所述第二碳膜(120)进行光刻构图，以去除该第二碳膜(120)上与所述悬空薄膜微型结构(200)的第二凹部(220)对应的第二牺牲预去除部(162)；
在进行光刻构图后的所述第二碳膜(120)上共形地沉积第三碳膜(130)。 
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述在所述第一碳膜(110)及第三碳膜(130)形成的堆叠结构上沉积并光刻构图所述悬空薄膜微型结构(200)包括：在所述第一碳膜(110)、第二碳膜(120)及第三碳膜(130)形成的堆叠结构上沉积并光刻构图所述悬空薄膜微型结构(200)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述去除所述第一碳膜(110)及第三碳膜(130)包括：去除所述第一碳膜(110)、第二碳膜(120)及第三碳膜(130)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述第一碳膜(110)、第二碳膜(120)或第三碳膜(130)在包含有由等离子电源产生的等离子的反应室中由选择性刻蚀制程气体去除，所述选择性刻蚀制程气体包括氧气或氮气。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述第一碳膜(110)、第二碳膜(120)或第三碳膜(130)采用如下方法进行所述沉积：
将所述基板放置在反应室中；
向所述反应室中导入含碳制程气体，并导入用于强化所述第一碳膜(110)、第二碳膜(120)或所述第三碳膜(130)的热属性的层强化剂气体；
通过将等离子射频RF电源耦合至再进入路径的外部，在该再进入路径中产生再进入环形RF等离子电流，其中，所述再进入路径包括与该基板重叠的制程区；以及将射频等离子偏压电源或偏压电压耦合至所述基板。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述第一碳膜(110)、第二碳膜(120)或第三碳膜(130)包含小于9％的氢。 
CN2010101938590A 2009-05-28 2010-05-28 微机电系统器件的制造方法 Active CN101898745B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18182809P 2009-05-28 2009-05-28
US61/181,828 2009-05-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101898745A CN101898745A (zh) 2010-12-01
CN101898745B true CN101898745B (zh) 2012-06-06

Family

ID=43219263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101938590A Active CN101898745B (zh) 2009-05-28 2010-05-28 微机电系统器件的制造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8389317B2 (zh)
CN (1) CN101898745B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8707734B2 (en) * 2009-10-19 2014-04-29 The Regents Of The University Of Michigan Method of embedding material in a glass substrate
US9120667B2 (en) 2011-06-20 2015-09-01 International Business Machines Corporation Micro-electro-mechanical system (MEMS) and related actuator bumps, methods of manufacture and design structures
US8921956B2 (en) * 2013-01-25 2014-12-30 Infineon Technologies Ag MEMS device having a back plate with elongated protrusions
CN104792583B (zh) * 2014-01-17 2018-06-26 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种tem样品的制备方法
KR102048378B1 (ko) * 2014-06-18 2019-11-25 엑스-셀레프린트 리미티드 트랜스퍼가능한 반도체 구조체들의 방출을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들
US9446947B2 (en) 2014-08-25 2016-09-20 Texas Instruments Incorporated Use of metal native oxide to control stress gradient and bending moment of a released MEMS structure
CN104313544B (zh) * 2014-10-15 2016-12-07 西安交通大学 Ecr离子/电子/离子交替照射工艺制备三明治碳膜及方法
US10106398B2 (en) 2015-05-28 2018-10-23 Infineon Technologies Ag Micromechanical structure comprising carbon material and method for fabricating the same
US10003889B2 (en) 2015-08-04 2018-06-19 Infineon Technologies Ag System and method for a multi-electrode MEMS device
TWI716473B (zh) * 2015-10-22 2021-01-21 愛爾蘭商艾克斯展示公司技術有限公司 微型裝置陣列
CN110316691B (zh) * 2019-06-20 2022-05-20 清华大学 微型气动/液压驱动器及其加工方法
CN111473805B (zh) * 2020-04-17 2021-09-21 江苏多维科技有限公司 一种微机电环境传感器及其制备方法
CN116199183B (zh) * 2023-04-28 2023-07-14 润芯感知科技(南昌)有限公司 一种半导体器件及其制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101018734A (zh) * 2004-02-20 2007-08-15 无线微机电有限公司 微机电系统开关的制作方法和微机电器件及其制作方法
CN101388325A (zh) * 2007-09-12 2009-03-18 海力士半导体有限公司 形成半导体器件中微图案的方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2065581C (en) * 1991-04-22 2002-03-12 Andal Corp. Plasma enhancement apparatus and method for physical vapor deposition
US6184053B1 (en) * 1993-11-16 2001-02-06 Formfactor, Inc. Method of making microelectronic spring contact elements
US8033838B2 (en) * 1996-02-21 2011-10-11 Formfactor, Inc. Microelectronic contact structure
US6625004B1 (en) * 2001-08-31 2003-09-23 Superconductor Technologies, Inc. Electrostatic actuators with intrinsic stress gradient
WO2003028059A1 (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Hrl Laboratories, Llc Mems switches and methods of making same
US7943412B2 (en) * 2001-12-10 2011-05-17 International Business Machines Corporation Low temperature Bi-CMOS compatible process for MEMS RF resonators and filters
US6657525B1 (en) * 2002-05-31 2003-12-02 Northrop Grumman Corporation Microelectromechanical RF switch
US20050062565A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Chia-Shing Chou Method of using a metal platform for making a highly reliable and reproducible metal contact micro-relay MEMS switch
KR100627139B1 (ko) * 2004-06-18 2006-09-25 한국전자통신연구원 미세기전 구조물 그 제조방법
US7356920B2 (en) * 2004-11-12 2008-04-15 Palo Alto Research Center Incorporated Micro-machined structure production using encapsulation
US7335611B2 (en) * 2005-08-08 2008-02-26 Applied Materials, Inc. Copper conductor annealing process employing high speed optical annealing with a low temperature-deposited optical absorber layer
CN100482379C (zh) * 2005-10-27 2009-04-29 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种压铸模仁及其制备方法
GB0523715D0 (en) * 2005-11-22 2005-12-28 Cavendish Kinetics Ltd Method of minimising contact area
JP4918656B2 (ja) * 2005-12-21 2012-04-18 株式会社リケン 非晶質硬質炭素皮膜
US7602261B2 (en) * 2005-12-22 2009-10-13 Intel Corporation Micro-electromechanical system (MEMS) switch
JP2008132583A (ja) * 2006-10-24 2008-06-12 Seiko Epson Corp Ｍｅｍｓデバイス
US7989329B2 (en) * 2007-12-21 2011-08-02 Applied Materials, Inc. Removal of surface dopants from a substrate
US8507385B2 (en) * 2008-05-05 2013-08-13 Shanghai Lexvu Opto Microelectronics Technology Co., Ltd. Method for processing a thin film micro device on a substrate
CN101924542B (zh) * 2009-06-11 2012-06-13 江苏丽恒电子有限公司 电容式微机电系统开关及其制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101018734A (zh) * 2004-02-20 2007-08-15 无线微机电有限公司 微机电系统开关的制作方法和微机电器件及其制作方法
CN101388325A (zh) * 2007-09-12 2009-03-18 海力士半导体有限公司 形成半导体器件中微图案的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101898745A (zh) 2010-12-01
US20100301430A1 (en) 2010-12-02
US8389317B2 (en) 2013-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101898745B (zh) 微机电系统器件的制造方法
US8338205B2 (en) Method of fabricating and encapsulating MEMS devices
US7427526B2 (en) Deposited thin films and their use in separation and sacrificial layer applications
US6465355B1 (en) Method of fabricating suspended microstructures
US7309620B2 (en) Use of sacrificial layers in the manufacture of high performance systems on tailored substrates
US7786561B2 (en) Encapsulated microcomponent equipped with at least one getter
EP1280617A2 (en) Deposited thin films and their use in separation and sarcrificial layer applications
CN102530831A (zh) Mems器件的制作方法
US20090045474A1 (en) MEMS sensor and production method of MEMS sensor
WO2000060652A1 (fr) Procede de fabrication d'un substrat a couches minces et substrat a couches minces fabrique selon ce procede
JP2003509228A (ja) 微細造作を有するデバイスの液体エンボス加工による製造
CN108883927B (zh) 制造三维微结构器件的方法
JP2005527112A (ja) 基体上へのパターン層作製方法
JP2004201499A (ja) 静電機械及びこれの製造方法
KR20090102406A (ko) 마이크로 전자기계 시스템 소자의 패키징 방법 및 그패키지
CN101924542B (zh) 电容式微机电系统开关及其制造方法
JP5192088B2 (ja) 統合したビアとスペーサを設けたｍｅｍｓデバイスの製造方法
CN102556943B (zh) 微机电传感器的形成方法
US8507385B2 (en) Method for processing a thin film micro device on a substrate
US9277656B2 (en) Method to fabricate a substrate including a material disposed on the edge of one or more non through hole formed in the substrate
TWI239051B (en) Method for preparing a removable system on a mother substrate, method for preparing a sacrificial release layer on a mother substrate, and systems prepared thereby
CN115121300A (zh) 带微流道的固态纳米孔阵列芯片及其制备方法
JPH08102544A (ja) 金属の陽極処理膜による微小機械装置
CN112601168B (zh) Mems麦克风的制备方法及mems器件的牺牲层的释放方法
JP2003075459A (ja) 微小三次元構造部を有する基板上への電極形成方法及びその方法を用いて製造されたマイクロチップ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI LIHENGGUANG MICROELECTRONICS TECHNOLOGY C

Free format text: FORMER OWNER: JIANGSU LIHENG ELECTRONICS CO., LTD.

Effective date: 20110113

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 212009 ROOM 211, NO. 668, JINGSHIER ROAD, NEW + HIGH TECHNOLOGY INDUSTRY DEVELOPMENT ZONE, ZHENJIANG, JIANGSU PROVINCE TO: 201203 ROOM 501B, BUILDING 5, NO. 3000, LONGDONG AVENUE, ZHANGJIANG HIGH-TECH. PARK, SHANGHAI

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20110113

Address after: 201203, Shanghai Zhangjiang hi tech park, 3000 East Road, No. 5 building, room 501B

Applicant after: Shanghai Lexvu Opto Mircoelectrics Technology Co., Ltd.

Address before: 212009 Zhenjiang hi tech Industrial Development Zone, Jiangsu Province, No. twelve, No. 211, room 668

Applicant before: Jiangsu Liheng Electronic Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160407

Address after: 710075, arc building, No. 60, West Avenue, new industrial park, hi tech Zone, Shaanxi, Xi'an, 204

Patentee after: Xi'an Yisheng Photoelectric Technology Co., Ltd.

Address before: 201203, Shanghai Zhangjiang hi tech park, 3000 East Road, No. 5 building, room 501B

Patentee before: Shanghai Lexvu Opto Mircoelectrics Technology Co., Ltd.