CN104909334B - Mems器件的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种MEMS器件的制作方法。该方法包括：提供前端结构，所述前端结构包括衬底，依次形成于所述衬底上的AMR层和氮化钽层；在所述前端结构上形成第一阻挡层；在所述第一阻挡层上形成第二阻挡层；刻蚀所述第二阻挡层形成第一凹槽，暴露出第一阻挡层；刻蚀所述暴露出的第一阻挡层的部分厚度形成第二凹槽。本发明中由于第一阻挡层的存在，使得氮化钽层获得了保护，避免了刻蚀过程对氮化钽层的侵蚀，也避免了光阻与氮化钽层发生反应，提高了获得的MEMS器件的性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种MEMS器件的制作方法。
背景技术
近年来，随着微机电系统(Micro-Electrico-Mechanical-System，MEMS)技术的发展，各种微机电装置，包括：微传感器、微致动器等实现了微小型化，微小型化有利于提高器件集成度，因此MEMS成为了主要的发展方向之一。
现如今，利用各向异性磁阻(anisotropic magnet resistive，AMR)制造的微机电系统具有灵敏度高、热稳定性好、材料成本低、制备工艺简单等特点，已经得到了广泛的应用。下面请参考如图1-4所示的现有技术中的MEMS器件过程中的结构示意图。
如图1所示，首先，提供前端结构，具体包括衬底10，所述衬底10上依次层叠有AMR材料层11，氮化钽层12以及掩膜层13。然后如图2所示，形成光阻14，并进行图案化。以所述光阻14为掩膜，对前端结构进行刻蚀，如图3所示，首先将掩膜层13刻蚀出开口，然后将所述光阻14去除并进行清洗。接着如图4所示，继续对氮化钽层12进行部分刻蚀，形成所需的接触孔。
但是，在实际刻蚀过程中，刻蚀设备在刻蚀速率的均匀性上是具有波动的，在针对AMR-MEMS器件中，受到氮化钽层本身厚度的限制，这一波动会导致刻蚀后的氮化钽层厚度均匀性较差，从而会影响接触电阻。此外，在刻蚀氮化钽层时，由于离子轰击的作用，例如与光阻等结合成聚合物，这都会影响制得器件的质量。如图5所示的显示图像，经过刻蚀后，氮化钽层表面凹凸不平，且附着有聚合物，严重影响器件的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种MEMS器件的制作方法，提高氮化钽层的平整度，并减少聚合物，提高器件的性能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种MEMS器件的制作方法，包括：
提供前端结构，所述前端结构包括衬底，依次形成于所述衬底上的AMR层和氮化钽层；
在所述前端结构上形成第一阻挡层；
在所述第一阻挡层上形成第二阻挡层；
刻蚀所述第二阻挡层形成第一凹槽，暴露出第一阻挡层；
刻蚀所述暴露出的第一阻挡层的部分厚度形成第二凹槽。
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，所述第一阻挡层的材料为硅化钨。
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，所述第一阻挡层的厚度为
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，所述暴露出的第一阻挡层被刻蚀后保留的厚度为
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，所述第二阻挡层的材料为氮化硅。
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，所述第二阻挡层的厚度为
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，刻蚀所述第一阻挡层时，对第二阻挡层和第一阻挡层的刻蚀选择比为6-10。
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，所述氮化钽层的厚度为
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，所述AMR层的材料为铁镍合金，其厚度为
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，刻蚀所述第二阻挡层形成第一凹槽包括：
在所述第二阻挡层上涂敷光阻，并进行图案化；
以图案化的光阻为掩膜，刻蚀所述第二阻挡层；
去除所述光阻，进行湿法清洗。
可选的，对于所述的MEMS器件的制作方法，所属光阻的厚度为0.8-1.5μm。
与现有技术相比，本发明提供的MEMS器件的制作方法中，在氮化钽层上形成了第一阻挡层和第二阻挡层，在后续刻蚀时，未完全打开第一阻挡层。相比现有技术，由于第一阻挡层的存在，使得氮化钽层获得了保护，避免了刻蚀过程对氮化钽层的侵蚀，也避免了光阻与氮化钽层发生反应，有效排除了不良聚合物的产生，从而提高了获得MEMS器件的性能。
附图说明
图1-4为现有技术中的MEMS器件过程中的结构示意图；
图5为现有技术中MEMS器件的氮化钽层刻蚀后的显示图像；
图6为本发明实施例中MEMS器件的制作方法的流程图；
图7-图12为本发明实施例中MEMS器件的制作方法的过程中的器件结构的示意图；
图13为本发明实施例中MEMS器件的部分显示图像。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的MEMS器件的制作方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，提供一种MEMS器件的制作方法，通过线形成牺牲氧化层，使得孤岛结构的边缘变低，在形成键合氧化层，以提高了键合强度。
该方法包括：
步骤S101，提供前端结构，所述前端结构包括衬底，依次形成于所述衬底上的AMR层和氮化钽层；
步骤S102，在所述前端结构上形成第一阻挡层；
步骤S103，在所述第一阻挡层上形成第二阻挡层；
步骤S104，刻蚀所述第二阻挡层形成第一凹槽，暴露出第一阻挡层；
步骤S105，刻蚀所述暴露出的第一阻挡层的部分厚度形成第二凹槽。
以下列举所述MEMS器件的制作方法的较优实施例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
请参考图6，并结合图7-图12，其中图6为本发明实施例中MEMS器件的制作方法的流程图；图7～图12为本发明实施例中MEMS器件的制作方法的过程中的器件结构的示意图。
如图6所示，在本实施例中，所述MEMS器件的制作方法包括：
首先，请参考图7，执行步骤S101，提供前端结构，所述前端结构包括衬底20，依次形成于所述衬底20上的AMR层21和氮化钽层22；较佳的，所述AMR层21一般可以采用常见的铁镍合金，其厚度为所述氮化钽层22的厚度为例如可以采用PVD(物理气相沉积)工艺形成。
接着，请参考图8，执行步骤S102，在所述前端结构上形成第一阻挡层23；较佳的，所述第一阻挡层23的材料为硅化钨(WSi)，所述第一阻挡层23的厚度为可以采用沉积工艺形成。所述第一阻挡层23作为阻挡层，防止了氮化钽层22受到后续刻蚀的侵蚀，同时第一阻挡层23的存在防止了氮化钽层22与后续光阻之间发生反应，减少甚至避免了产生聚合物。在本发明中，第一阻挡层23的材料并不限制于硅化钨，例如在具有上述作用的情况下，都是可以选择的，当然电阻率接近氮化钽并且不会引起其他不良反应也是一个参考条件，例如氮化钛也可以作为这一第一阻挡层23，而考虑到硅化钨的电阻率更接近氮化钽，因此本实施例中选择硅化钨这一材料。
然后，请参考图9，执行步骤S103，在所述第一阻挡层23上形成第二阻挡层24；较佳的，所述第二阻挡层24的材料为氮化硅，可以经过沉积形成，所述第二阻挡层的厚度为
之后，请参考图10-图11，执行步骤S104，刻蚀所述第二阻挡层24形成第一凹槽26，暴露出第一阻挡层23；具体的，首先如图10所示，在第二阻挡层24上涂敷光阻25，较佳的，例如在0.8-1.5μm的厚度，并进行图案化；然后以图案化后的光阻25为掩膜，进行对第二阻挡层24的刻蚀。这一刻蚀过程为本领域所熟悉，故不进行详述。在第一凹槽26形成后，还包括：去除所述光阻25，例如通过灰化过程(ashing)去除，以及进行湿法清洗。
最后，请参考图12，执行步骤S105，刻蚀所述暴露出的第一阻挡层23的部分厚度形成第二凹槽27。在刻蚀所述第一阻挡层23时，对第二阻挡层24和第一阻挡层23的刻蚀选择比为6-10。所述暴露出的第一阻挡层23被刻蚀后保留的厚度为
下面请参考图13，可见，由于本发明中引入了第一阻挡层23，使得使得氮化钽层获得了保护，避免了刻蚀过程对氮化钽层的侵蚀，也避免了光阻与氮化钽层发生反应，由图13可见，形成的第二凹槽27平坦均匀，也没有聚合物的存在，那么接触电阻不会受到影响。因此，本发明的方法能够显著提高获得MEMS器件的性能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种MEMS器件的制作方法，包括：
提供前端结构，所述前端结构包括衬底，依次形成于所述衬底上的各向异性磁阻层和氮化钽层；
在所述前端结构上形成第一阻挡层；
在所述第一阻挡层上形成第二阻挡层；
刻蚀所述第二阻挡层形成第一凹槽，暴露出第一阻挡层；
刻蚀所述暴露出的第一阻挡层的部分厚度形成第二凹槽，避免刻蚀过程对氮化钽层的侵蚀。
2.如权利要求1所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，所述第一阻挡层的材料为硅化钨。
3.如权利要求2所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，所述第一阻挡层的厚度为
4.如权利要求3所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，所述暴露出的第一阻挡层被刻蚀后保留的厚度为
5.如权利要求1所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，所述第二阻挡层的材料为氮化硅。
6.如权利要求5所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，所述第二阻挡层的厚度为
7.如权利要求1所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，刻蚀所述第一阻挡层时，对第二阻挡层和第一阻挡层的刻蚀选择比为6-10。
8.如权利要求1所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，所述氮化钽层的厚度为
9.如权利要求1所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，所述各向异性磁阻层的材料为铁镍合金，其厚度为
10.如权利要求1所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，刻蚀所述第二阻挡层形成第一凹槽包括：
在所述第二阻挡层上涂敷光阻，并进行图案化；
以图案化的光阻为掩膜，刻蚀所述第二阻挡层；
去除所述光阻，进行湿法清洗。
11.如权利要求10所述的MEMS器件的制作方法，其特征在于，所述光阻的厚度为0.8-1.5μm。
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