CN102627252A - 用于沟道填充的新型沟道隔离槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了以一种用于沟道填充的新型矩形沟道隔离槽，属于微机电系统(MEMS)和微加工技术。本发明提出的沟道隔离槽，内壁面上任意一点到外壁面距离均不大于d，d为沟道隔离槽宽度。满足上述技术特征的沟道隔离槽具体形式多样，本发明给出了多个具体实施例。本发明通过直接改变沟道隔离槽的拐角形状，进而避免矩形槽拐角处出现小部分未填充的现象，以保证沟槽拐角处可以完全填充。虽然由于刻蚀离子会从底面弹回，造成对侧壁的二次刻蚀，但是由于矩形沟道拐角处为圆弧等形状，内壁面与外壁面之间距离小于或等于2μm与矩形槽之间距离相等，足以确保填充无缝隙。

Description

用于沟道填充的新型沟道隔离槽

所属领域：

本发明主要属于微机电系统(MEMS)和微加工技术，具体涉及到矩形沟道隔离槽在直角拐弯处的特殊形状。

背景技术：

在MEMS工艺中，经常存在器件表面不但需要机械连接而且还需要电隔离的情况。现有方法通常是通过剖面为矩形的沟道隔离槽来实现，所述沟道隔离槽是先在器件上刻蚀出相应的沟道，随后在沟道两侧壁生长一层二氧化硅作为绝缘层，中间填充多晶硅材料起器件表面被隔离部分的机械连接作用。但是，由于矩形槽在直角拐弯处的宽度大于平行处宽度的原因，这种表面为矩形的沟道隔离槽在多晶硅填充中在转角处会出现空隙，因而不能完全填充满。本沟道隔离槽的制备方法应用广泛，特别是应用于航空航天的微机电系统(MEMS)器件，如加速度计、陀螺、谐振器、光栅、扭转镜、微镜等，并都能起到很好的填充效果。

Harald Schenk，Peter Durr，Detlef Kunze等人在2001年的″A resonantly excitde2D-micro-scanning-mirror with larger deflection″文中的二维扫描镜中的沟道使用了剖面为矩形的沟道填充，结果在矩形沟道的拐弯处出现有小半圆区域没有完全填充。

我们也在实验中发现矩形沟道填充在矩形拐弯处出现填充不完全的现象，如图1所示，出现这种现象的原因是：多晶硅从内壁面、外壁面两面分别均匀的生长，但是由于内壁面、外壁面转角处的两拐角点之间距离大于内壁面、外壁面两面之间的距离，生长时间不足够长，距离过长等原因会出现不完全填充的现象。

发明内容：

本发明的目的是：为了解决现有表面矩形沟道填充出现填充不完全的问题，本发明提出了几种新形状的沟道隔离槽，以使在多晶硅填充沟道的过程中达到满意程度。

本发明的技术方案是：一种用于沟道填充的新型沟道隔离槽，其特征在于：内壁面上任意一点到外壁面距离均不大于d，d为沟道隔离槽宽度。

所述的沟道隔离槽的具体形式多样，例如：

1、沟道隔离槽的内壁面为直角拐角，外壁面拐角为倒圆角，倒圆角为以内壁面直角拐角点为圆心、半径小于或等于

且与外壁面相切。

2、沟道隔离槽的内壁面为直角拐角，外壁面拐角为半边倒角，即外壁面拐角处为与外壁面两条边均呈45°的斜线；所述斜线与内壁面直角拐角点的垂直距离为d。

3、沟道隔离槽的内壁面和外壁面拐角均为半边倒角，两倒角线的垂直距离为d的平行线，倒角线与外壁面两条边均呈45°夹角。

4、沟道隔离槽的内壁面和外壁面拐角均为圆弧线的倒圆角，垂直切线距离等于或小于d，且与内外壁面都相切。

5、沟道隔离槽的内壁面和外壁面均为直角拐角，内壁面拐角处有长度g的生长阻隔柱，生长阻隔柱方向为沿内壁面任意一条边的延长方向，

本发明的有益效果是：

直接改变沟道隔离槽的拐角形状，进而避免矩形槽拐角处出现小部分未填充的现象，以保证沟槽拐角处可以完全填充。

虽然由于刻蚀离子会从底面弹回，造成对侧壁的二次刻蚀，但是由于矩形沟道拐角处为圆弧等形状，内壁面与外壁面之间距离等于或小于2μm与矩形槽之间距离相等，足以确保填充无缝隙。

附图说明：

图1是实验中发现矩形沟道填充在矩形拐弯处出现填充不完全的现象示意图；

图2是实施例1中的剖面为矩形沟道隔离槽示意图

图3是实施例2中的剖面为矩形沟道隔离槽示意图

图4是实施例3中的剖面为矩形沟道隔离槽示意图

图5是实施例4中的剖面为矩形沟道隔离槽示意图

图6是实施例5中的剖面为矩形沟道隔离槽示意图

具体实施方式：

由于本发明给出的一种新的剖面为矩形沟道隔离槽，其特征在于：内壁面上任意一点到外壁面距离均不大于d。符合该发明技术特征的沟道隔离槽的具体形式多样，现在给出几个具体实施例。下述实施例中，所有沟道隔离槽宽度d均取值为d＝2μm。

实施例1：

参阅图2，本实施例中的沟道隔离槽，槽的内壁面为直角拐角，外壁面拐角为倒圆角，倒圆角为以内壁面直角拐角点为圆心、半径为2μm形成的

圆弧线。

当然，作为本实施例的展开，槽的内壁面为直角拐角，外壁面拐角为倒圆角，倒圆角为以内壁面直角拐角点为圆心、半径为小于2μm的任何取值所形成的圆弧线，且与外壁面相切，也是满足本发明技术特征的实施方式。

实施例2：

参阅图3：本实施例中的沟道隔离槽，槽的内壁面为直角拐角，外壁面拐角为半边倒角，即外壁面拐角处为与外壁面两条边均呈45°的斜线；所述斜线与内壁面直角拐角点的垂直距离为2μm。

当然，作为本实施例的展开，槽的内壁面为直角拐角，外壁面拐角的斜线与内壁面直角拐角点垂直距离小于2μm，也是满足本发明技术特征的实施方式。

实施例3：

参阅图4：本实施例中的沟道隔离槽，槽的内壁面和外壁面拐角均为半边倒角，两倒角线为距离为2μm的平行线，倒角线与外壁面两条边均呈45°夹角。

实施例4：

参阅图5：本实施例中的沟道隔离槽，槽的内壁面和外壁面拐角均为圆弧线的倒圆角，两段圆弧线同圆心，距离为2μm。

作为本实例的展开，两段弧线都与内外壁面相切，且垂直切线距离小于2μm，都是满足本发明技术特征的实施方式。

实施例5：

参阅图6：本实施例中的沟道隔离槽，槽的内壁面和外壁面均为直角拐角，内壁面拐角处有长度为1μm的生长阻隔柱，生长阻隔柱方向为沿内壁面任意一条边的延长方向。

作为本实施例的展开，只要生长阻隔柱的长度满足大于0.414μm同时小于2μm的条件，都是满足本发明技术特征的实施方式。

该生长阻碍柱在多晶硅的生长过程中多晶硅也会在阻隔柱上生长，其到任意边界的距离小于1μm，这样足够保证完全填充。

Claims (6)

1.一种用于沟道填充的新型沟道隔离槽，其特征在于：内壁面上任意一点到外壁面距离均不大于d，d为沟道隔离槽宽度。

2.一种如权利要求1所述的用于沟道填充的新型沟道隔离槽，其特征在于，所述的沟道隔离槽具体形式为：沟道隔离槽的内壁面为直角拐角，外壁面拐角为倒圆角，倒圆角为以内壁面直角拐角点为圆心、半径小于或等于

且与外壁面相切。

3.一种如权利要求1所述的用于沟道填充的新型沟道隔离槽，其特征在于，所述的沟道隔离槽具体形式为：沟道隔离槽的内壁面为直角拐角，外壁面拐角为半边倒角，即外壁面拐角处为与外壁面两条边均呈45°的斜线；所述斜线与内壁面直角拐角点的垂直距离为d。

4.一种如权利要求1所述的用于沟道填充的新型沟道隔离槽，其特征在于，所述的沟道隔离槽具体形式为：沟道隔离槽的内壁面和外壁面拐角均为半边倒角，两倒角线的垂直距离为d的平行线，倒角线与外壁面两条边均呈45°夹角。

5.一种如权利要求1所述的用于沟道填充的新型沟道隔离槽，其特征在于，所述的沟道隔离槽具体形式为：沟道隔离槽的内壁面和外壁面拐角均为圆弧线的倒圆角，垂直切线距离等于或小于d，且与内外壁面都相切。

6.一种如权利要求1所述的用于沟道填充的新型沟道隔离槽，其特征在于，所述的沟道隔离槽具体形式为：沟道隔离槽的内壁面和外壁面均为直角拐角，内壁面拐角处有长度g的生长阻隔柱，生长阻隔柱方向为沿内壁面任意一条边的延长方向， $(\sqrt{2}-1)\·\frac{d}{2}\≤g\≤d.$

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