提出了用氧化銦錫(ITO)作為掩膜對硅與玻璃的鍵合片進行深硅刻蝕的工藝。ITO薄膜采用直流濺射工藝常溫生長,避免了傳統(tǒng)等離子體化學氣相沉積(PECVD)方式生長氧化硅掩膜高溫對器件制備造成的影響。對不同的ITO薄膜圖形化方式進行了研究,結(jié)果表明垂直或正錐形臺階的光刻膠剝離工藝制備的ITO薄膜邊緣光滑,尺寸誤差小,是實現(xiàn)ITO薄膜圖形化的理想方式。進一步研究了基于ITO掩膜的鍵合片深硅刻蝕能力,在硅刻蝕深度達到150μm時,掩膜只消耗了5.66 nm,刻蝕選擇比高達26 500∶1,沒有發(fā)現(xiàn)微掩膜效應。因此利用ITO掩膜實現(xiàn)鍵合片的深硅刻蝕,掩膜的生長和圖形化都在常溫下進行,特別適合基于硅玻璃(SOG)鍵合刻蝕工藝的MEMS器件制備。 

【文章來源】：微納電子技術(shù). 2020年11期 第905-910頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同濺射條件下制備的ITO薄膜

圖5 鍵合片的深硅刻蝕SEM圖本文選擇了尺寸較大的結(jié)構(gòu)測量刻蝕的深度和均勻性，如表2所示，其中彈性梁處刻蝕區(qū)的寬度為8μm，釋放孔的尺寸為50μm×50μm，長線條的寬度為20μm。由表2可以看出，左側(cè)結(jié)構(gòu)的刻蝕深度與其他位置的刻蝕深度差異較大，這有可能是左側(cè)掩膜腐蝕不完全造成的。測量結(jié)果顯示，彈性梁、釋放孔和長線條的刻蝕深度的平均偏差分別為1.41%、0.75%和0.66%，最大偏差分別為4.82%、3.20%和2.25%，片上刻蝕的最大不均勻性小于5%，證明ITO薄膜用于鍵合片的刻蝕效果是能夠滿足生產(chǎn)需求的。

剛開始時，采用飽和FeCl3溶液和稀釋的王水（V(HCl）∶V(HNO3）∶V(H2O)=9∶1∶6）對ITO薄膜進行腐蝕，可能是由于濺射ITO薄膜較為致密，F(xiàn)eCl3溶液的腐蝕速率約為22 nm/min，稀釋的王水的腐蝕速率約為14 nm/min，這要低于文獻[17]中報道的腐蝕速率。這兩種腐蝕液存在的問題是，F(xiàn)eCl3溶液對膠的腐蝕能力較強，在沒有腐蝕干凈ITO時，已經(jīng)開始漂膠。稀釋的王水的側(cè)蝕現(xiàn)象非常嚴重，也不適于ITO薄膜的圖形化腐蝕，如圖2 (a）所示。王水（V(HCl）∶V(HNO3)=3∶1）仍是較為理想的腐蝕劑。為了減小側(cè)腐蝕，采用王水以光刻膠為掩膜，對60 nm厚的ITO薄膜進行了腐蝕，圖2 (b）為ITO薄膜腐蝕的光學顯微鏡照片。由圖可以看出，叉指部分幾乎不存在過腐蝕現(xiàn)象，但在圖形的邊角還是存在掏蝕問題，這仍會對器件尺寸造成一定的影響。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]北方華創(chuàng):半導體設(shè)備龍頭 國產(chǎn)化替代加速[J]. 石運金.  股市動態(tài)分析. 2017(37)
[2]基于梳齒式電容加速度計的深硅刻蝕[J]. 任子明,白冰,王任鑫,張國軍.  微納電子技術(shù). 2017(09)



本文編號：2909376