整体性更好,空腔内部形貌也更好,不会出现上述现有技术中半空腔之间相互键合以形成一个完整空腔时可能发生的错位的情况;另一方面,所述牺牲层中包含有含碳,牺牲层中的碳在刻蚀过程中释放至空腔中,有利于加速牺牲层的分解,进而可以降低去除牺牲层之后,在空腔的侧壁留有残留物的几率,这样形成的空腔内壁更干净,这有利于后续在空腔中形成MEMS器件的活动电极等部件,进而有利于增加形成的MEMS器件的整体性倉泛。
[0053]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0054]图2至图10是本发明MEMS器件的形成方法一实施例中各个步骤的结构示意图。
[0055]首先参考图2,提供衬底100。形成衬底100为现有技术,本发明对此不作限定,也不加赘述。
[0056]然后,在所述衬底100上形成含碳的牺牲层。所述牺牲层用于定义将要形成的MEMS器件的空腔形状。
[0057]在本实施例中,形成所述含碳的牺牲层的步骤包括:
[0058]在衬底上形成含碳的第一牺牲层110 ;
[0059]在所述第一牺牲层110上形成有机物材料的第二牺牲层;
[0060]形成含碳的第一牺牲层110可以在刻蚀过程中将碳释放至空腔中,这样有利于使促进第一牺牲层110自身以及第二牺牲层在刻蚀过程中的分解,进而可以降低去除牺牲层之后在空腔内壁残留有残留物的几率,其原因在于,有机残留物中的氧很容易与碳发生反应进而生成含碳的气体(例如二氧化碳或者一氧化碳),有机残留物容易分解,这样形成的空腔内壁更干净,利于后续在空腔中形成MEMS器件的活动电极等部件,进而可以增加形成的MEMS器件的整体性能。
[0061]同时,先形成第一牺牲层110再形成第二牺牲层可以在后续去除牺牲层的过程中先去除第二牺牲层,在第二牺牲层基本被去除完时,再逐渐开始去除第一牺牲层110,第一牺牲层110中的碳逐渐释放,这样可以进一步减少在后续形成的空腔中留有残留物的几率。
[0062]由于第一牺牲层110也具有厚度,这样第二牺牲层可以相对于现有技术做得更薄,这样第二牺牲层产生残留物的量和几率也能够在一定程度上得到降低。
[0063]此外,本发明对是否必须形成含碳的第一牺牲层以及有机物材料的第二牺牲层不作限定,本发明旨在形成含有碳的牺牲层,因此不限定是否必须形成第一、第二牺牲层。在本发明的其它实施例中,也可以仅形成一层含碳的牺牲层,并以该含碳的牺牲层来定义将要形成的MEMS器件的空腔形状。
[0064]本实施例先对形成所述含碳的第一牺牲层110的具体步骤进行说明,然后再对所述第二牺牲层进行说明。
[0065]在本实施例中,所述含碳的第一牺牲层110的材料为无定形碳(a-C)。但是本发明旨在采用含碳的第一牺牲层110,因此对所述第一牺牲层110是否必须是无定形碳不作限定,在本发明的其他实施例中,所述第一牺牲层110还可以是含氟碳等其他含碳材料。
[0066]在本实施例中,采用化学气相沉积的方式在衬底100上形成所述含碳的第一牺牲层110。具体来说,可以采用四氟化碳和氧气作为化学气相沉积的反应气体来形成第一牺牲层110。这种方式比较容易控制形成的第一牺牲层110的厚度等,并且这种方式形成的第一牺牲层I1的覆盖性也比较好。
[0067]在本实施例中,可以形成厚度范围在300?2000纳米的第一牺牲层110,这样一方面有利于保证足够厚度的含碳的第一牺牲层110以提供足够的碳以促进分解有机残留物,同时又不至于过厚而影响整个MEMS器件的结构。同时,上述厚度范围也仅仅为本实施例的一个示例,第一牺牲层110的具体厚度应当根据实际操作时的需求为准,本发明对此不作限定。
[0068]结合参考图3,在本实施例中,在形成所述第一牺牲层110的步骤之后,形成第二牺牲层的步骤之前,还包括以下步骤:
[0069]在所述第一牺牲层110上形成结构层101。所述结构层101的作用是调整后续形成的空腔的形状,因为后续形成的空腔形状由牺牲层定义,形成结构层101将占据一部分体积,也就是在结构层101上形成的牺牲层的形状也会有所不同。且所述结构层101可以采用与后续形成的材料层形成相同或者不同的材料,这取决于实际操作时的需要,本发明对此不作限定。
[0070]所述结构层101需要露出下方的第一牺牲层110以便后续去除牺牲层的步骤进行。因为后续形成的材料层与衬底100共同形成空腔。
[0071]需要说明的是,由于所述结构层101用于调整形成的空腔的形状,而空腔的形状需要根据实际需要决定,因此本发明对是否必须形成所述结构层101也不作任何限定。
[0072]参考图4,形成第二牺牲层120的步骤包括:
[0073]在所述含碳的第一牺牲层110以及结构层101上形成第二牺牲层120。所述含碳的第一牺牲层110以及第二牺牲层120共同构成牺牲层。
[0074]在本实施例中,第二牺牲层120可以采用聚酰亚胺(polyimide)作为材料,这种材料能够在形成后较好地保持原状,不容易受到后续在第二牺牲层120上形成的材料层或者其他层结构的应力等作用的影响,这样可以比较精确地定义将要形成的空腔的形状。
[0075]在本实施例中,可以使形成的第二牺牲层120的厚度大于含碳的第一牺牲层110的厚度,因为聚酰亚胺材料的第二牺牲层120的保形能力相对于无定形碳材料的第一牺牲层来说更好,这样进一步有利于精确地定义将要形成的空腔的形状。
[0076]在本实施例中,可以使第二牺牲层120的厚度范围在IX 14?5X 14纳米的范围内。
[0077]参考图5,在本实施例中,在形成所述第二牺牲层120之后,形成材料层的步骤之前,本实施例还包括以下步骤:
[0078]在所述牺牲层(在本实施例中具体为第二牺牲层120)的表面形成吸气剂层141 ;所述吸气剂层141用于在后续形成空腔之后,吸收空腔中可能产生的残余气体,进而保持形成的空腔中的真空度,进而延长MEMS器件的使用寿命。
[0079]在本实施例中,所述吸气剂层141的材料为钛,但是本发明对所述吸气剂层141具体采用何种材料并不限定,所述吸气剂层141的材料还可以是锆、铌或者钽等。
[0080]同时需要说明的是,本发明对是否必须形成所述吸气剂层141也不作限定,在一些不要求真空度的MEMS器件中,由于对形成的空腔的真空度要求不高,因此并不一定需要形成所述吸气剂层141。
[0081]参考图6,在形成所述材料层的步骤之前,还包括以下步骤:
[0082]刻蚀部分牺牲层以及吸气剂层141,以露出部分衬底100。如前文所述,这是因为后续形成的材料层需要与衬底100共同构成空腔所致。但是本步骤并不是必需的,这取决于形成的牺牲层是否将衬底100都覆盖。如果是,则需要进行刻蚀以露出一部分衬底100,进而方便后续形成的材料层与衬底100相接触。由于本实施例在衬底100上形成有用于调整空腔形状的结构层101,所以刻蚀部分牺牲层,以及吸气剂层141,以露出部分结构层101。
[0083]继续参考图7,在所述牺牲层的表面以及侧壁均形成材料层130。所述材料层130用于与衬底100配合形成空腔。
[0084]由于本实施例中在牺牲层的表面形成有吸气剂层141,因此所述材料层130具体形成在所述吸气剂层141表面,以及吸气剂层、牺牲层的侧壁。后续去除牺牲层之后,将在所述材料层130中形成本发明所述的空腔。
[0085]在本实施例中,形成锗硅材料的材料层130。
[0086]在本实施例中,采用化学气相沉积的方式形成所述材料层130。这种方式比较易于控制,并且具有较好的保形覆盖能力。
[0087]继续参考图8,刻蚀部分所述材料层130,以在所述材料层130中形成露出部分牺牲层的孔洞1