一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法

摘要

本发明涉及一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，将SOI基片的器件层划分成集成电路区、MEMS结构区和隔离区。采用标准集成电路加工方法，在集成电路区加工集成电路，设置跨过隔离区的电极。在器件层表面的由集成电路加工中生成的介质层表面定义MEMS结构图形，进行刻蚀，得到由介质层构成的MEMS结构掩模。然后根据MEMS结构掩模，对器件层进行硅各向异性刻蚀，得到MEMS结构。对MEMS结构中的间隙进行填充保护，然后对隔离区的介质层进行刻蚀；以光刻胶及隔离区处的电极为掩模，对隔离区的器件层进行硅各向异性刻蚀和硅各向同性刻蚀。本发明能够满足集成电路代工厂制造生产的前提条件，且加工成品率较高。

主权项

一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，包括以下步骤：1)选择基片：选择包括单晶硅器件层、二氧化硅埋氧层和单晶硅衬底层的SOI基片；2)加工集成电路：按照设计要求将SOI基片的器件层划分成集成电路区和MEMS结构区，以及用于分隔集成电路区和MEMS结构区的隔离区；采用标准集成电路加工方法，在集成电路区加工集成电路，在集成电路区和MEMS结构区对应的硅结构之间设置跨过隔离区的电极；3)制作MEMS结构掩模：经过步骤2)，器件层表面生成有一介质层，在介质层表面通过光刻定义MEMS结构图形，然后以光刻胶为掩模，对MEMS结构区上的介质层进行刻蚀，得到由介质层构成的MEMS结构掩模；4)制作MEMS结构：对经步骤3)得到的SOI基片表面，设置除MEMS结构区以外的保护层；然后根据MEMS结构掩模，对器件层进行硅各向异性刻蚀直至埋氧层顶部，完成MEMS结构的加工；5)制作隔离槽：①对由步骤4)得到的MEMS结构中的间隙进行填充保护，然后通过光刻在SOI基片表面定义隔离槽图形，然后以光刻胶为掩模，对隔离区的介质层进行刻蚀直至器件层顶部；②以光刻胶及隔离区处的电极为掩模，对隔离区的器件层进行硅各向异性刻蚀，直至埋氧层顶部；③以光刻胶为掩模，用硅各向同性刻蚀法去除隔离区处电极下方的硅，直至埋氧层顶部；6)释放MEMS结构：①由SOI基片衬底层一侧，依次去除MEMS结构区对应位置处的衬底层和埋氧层；②去除SOI基片表面的保护层以及MEMS结构中的填充物，释放MEMS结构，完成MEMS器件的加工。