CN113415783A - Mens芯片制造方法 - Google Patents
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Abstract
为了解决现有技术的不足之处，本申请提供了一种MENS芯片制造方法,包括如下步骤:利用第一胶层将一个功能层粘贴至一个牺牲层的第一侧；利用第二胶层将一个基板粘贴至所述牺牲层的第二侧；加工贯穿所述基板和所述第二胶层的预制腔；加工所述功能层以形成芯片图形；沿所述预制腔加工所述牺牲层以形成贯穿所述基板、第二胶层和牺牲层的终制腔。本申请的有益之处在于提供了一种步骤合理且又能保证支撑强度的MENS芯片制造方法。
Description
技术领域
本申请涉及一种芯片制造方法，具体涉及一种MENS芯片制造方法。
背景技术
微机电系统（MEMS, Micro-Electro-Mechanical System），也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。
微机电系统是在微电子技术（半导体制造技术）基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。
用于实现温度检测的MEMS芯片往往具有腔结构，现有技术中采用牺牲层形成腔结构时又希望其能作为芯片图案的支撑，这样往往容易出现塌陷的工艺缺陷。
发明内容
为了解决现有技术的不足之处，本申请提供了一种MENS芯片制造方法,包括如下步骤:利用第一胶层将一个功能层粘贴至一个牺牲层的第一侧；利用第二胶层将一个基板粘贴至所述牺牲层的第二侧；加工贯穿所述基板和所述第二胶层的预制腔；加工所述功能层以形成芯片图形；沿所述预制腔加工所述牺牲层以形成贯穿所述基板、第二胶层和牺牲层的终制腔。
进一步地，所述MENS芯片制造方法还包括如下步骤:在一衬底上形成所述功能层；所述第一胶层和所述衬底分别位于所述功能层相对的两侧。
进一步地，所述MENS芯片制造方法还包括如下步骤:将所述衬底剥离自所述功能层。
进一步地，所述加工贯穿所述基板和所述第二胶层的预制腔包括：单独加工所述基板以形成所述预制腔的一部分，然后在将所述基板结合至所述第二胶层后加工所述第二胶层形成所述预制腔的另一部分。
进一步地，所述加工贯穿所述基板和所述第二胶层的预制腔包括：在将所述基板结合至所述第二胶层后同时加工所述基板和第二胶层一次性形成所述预制腔。
进一步地，所述功能层由热敏半导体材料制成。
进一步地，所述热敏半导体材料包括但不限于锑化铟或氧化钒。
进一步地，所述牺牲层材料包括但不限于玻璃、二氧化硅或金属。
进一步地，所述基板材料包括但不限于环氧材料、硅或玻璃。
进一步地，所述第一胶层或所述第二胶层由环氧树脂材料制成。
另一方面，本申请还提供一种MENS芯片制造方法,包括如下步骤:利用一个胶层将一个功能层粘贴至一个牺牲层；加工所述功能层以形成芯片图案；刻蚀所述牺牲层以形成若干腔结构；其中，所述腔结构在所述牺牲层的深度小于等于所述牺牲层厚度以使所述胶层作为所述功能层的支撑。
本申请的有益之处在于：提供了一种步骤合理且又能保证支撑强度的MENS芯片制造方法。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法核心步骤示意框图；
图2是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法第一制备步骤的示意图；
图3是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法第二制备步骤的示意图；
图4是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法第三制备步骤的示意图；
图5是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法第三制备步骤另一种方式的示意图；
图6是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法第四制备步骤的示意图；
图7是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法第五制备步骤的示意图；
图8是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法第六制备步骤的示意图；
图9是根据本申请一种实施例的MENS芯片制造方法第七制备步骤的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参照图1所示，本申请的MENS芯片制造方法的核心步骤包括:利用一个胶层将一个功能层粘贴至一个牺牲层；加工所述功能层以形成芯片图案；刻蚀所述牺牲层以形成若干腔结构；其中，所述腔结构在所述牺牲层的深度小于等于所述胶层厚度以使所述胶层作为所述功能层的支撑。
这样牺牲层仅仅用来形成腔结构，支撑功能由胶层来实现，这样既能保证腔结构的尺寸需求，又能保证功能层的芯片图案不出现工艺缺陷。
参照图2和图9所示，以下结合具体实施例介绍本申请制造方法的具体步骤以及步骤变化。
第一步：如图2所示，在衬底上沉积形成功能层。其中，衬底的材料可以选择晶体、玻璃或陶瓷；功能层由热敏半导体材料制成，热敏半导体材料包括但不限于锑化铟或氧化钒。
第二步：如图3所示，准备基板，作为可选方案，基板材料包括但不限于环氧材料、硅或玻璃。
第三步：作为一种技术方案，如图4所示，可以单独加工基板使其开孔以形成所述预制腔的一部分；另一种技术方案为，如图5所示，将基板通过第二胶层粘贴至牺牲层，然后在统一开孔。
在先给基板开孔的方案中，基板在通过第二胶层粘贴至牺牲层时，可以通过负压对基板开孔进行抽吸以使第二胶层的对应位置也形成孔以构成预制腔的一部分。
第五步：无论先基板先开孔还是粘贴后开孔，如图6所示，均需将功能层通过第一胶层粘贴至牺牲层，此时牺牲层和衬底分别位于第一胶层的两侧。
第六步：如图7所示，将衬底剥离自功能层，剥离的方式可以是机械方式也可以是化学方式，机械的方式包括研磨，化学的方式包括腐蚀。
第七步：如图8所示，对功能层进行刻蚀以使在功能形成芯片图案。
第八步，如图9所示，在已经形成预制腔的位置，刻蚀牺牲层形成最终需要加工的终制腔。作为优选方案，该步刻蚀的深度不宜超过牺牲层的厚度，也就是说，至多刻穿牺牲层，而不应再刻蚀第一胶层。即芯片的腔结构在牺牲层的深度小于等于牺牲层的厚度。这样第一胶层具有足够的厚度制成腔结构处的功能层。该步刻蚀可以采用干法刻蚀也可以采用湿法刻蚀。
作为优选方案，第一胶层和第二胶层可以采用环氧树脂材料制成，当然也可以采用其他低导热率的胶体材料。
作为一种扩展方案，由以上可知，牺牲层和基板可以选取相同的材料，比如玻璃，此时它们可以作为一块整体材料，即不需要第二胶层的粘贴，在这种情况下，仅需要功能层通过第一胶层粘贴至这个整体，然后再对这个整体进行开孔以加工腔结构，为了保证功能层的加工需求，这个整体的腔结构并不是一次加工到位的，其先加工一定深度的腔结构，然后功能层刻蚀形成芯片图案，然后再对接着加工腔结构到设计深度（仍旧不能刻蚀第一胶层），此时第一胶层仍起到支撑作用。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述MENS芯片制造方法包括如下步骤:
利用第一胶层将一个功能层粘贴至一个牺牲层的第一侧；
利用第二胶层将一个基板粘贴至所述牺牲层的第二侧；
加工贯穿所述基板和所述第二胶层的预制腔；
加工所述功能层以形成芯片图形；
沿所述预制腔加工所述牺牲层以形成贯穿所述基板、第二胶层和牺牲层的终制腔。
2.根据权利要求1所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述MENS芯片制造方法还包括如下步骤:
在一衬底上形成所述功能层；
所述第一胶层和所述衬底分别位于所述功能层相对的两侧。
3.根据权利要求2所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述MENS芯片制造方法还包括如下步骤:
将所述衬底剥离自所述功能层。
4.根据权利要求1所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述加工贯穿所述基板和所述第二胶层的预制腔包括：
单独加工所述基板以形成所述预制腔的一部分，然后在将所述基板结合至所述第二胶层后加工所述第二胶层形成所述预制腔的另一部分。
5.根据权利要求1所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述加工贯穿所述基板和所述第二胶层的预制腔包括：
在将所述基板结合至所述第二胶层后同时加工所述基板和第二胶层一次性形成所述预制腔。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述功能层由热敏半导体材料制成。
7.根据权利要求6所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述热敏半导体材料包括但不限于锑化铟或氧化钒。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述牺牲层材料包括但不限于玻璃、二氧化硅或金属。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述基板材料包括但不限于环氧材料、硅或玻璃。
10.根据权利要求1至5任意一项所述的MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述第一胶层或所述第二胶层由环氧树脂材料制成。
11.一种MENS芯片制造方法,其特征在于:
所述MENS芯片制造方法包括如下步骤:
利用一个胶层将一个功能层粘贴至一个牺牲层；
加工所述功能层以形成芯片图案；
刻蚀所述牺牲层以形成若干腔结构；
其中，所述腔结构在所述牺牲层的深度小于等于所述牺牲层的厚度以使所述胶层作为所述功能层的支撑。
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