專利名稱：帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)通方式，特別涉及一種帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]MEMS器件加工技術(shù)，以光刻、外延、薄膜淀積、氧化、擴(kuò)散、注入、濺射、蒸鍍、刻蝕、 劃片和封裝等為基本工藝步驟來(lái)制造復(fù)雜三維形體的微加工技術(shù)。[0003]傳統(tǒng)的MEMS加工工藝中通過(guò)兩層金屬布線來(lái)解決下層金屬導(dǎo)線交叉的問(wèn)題，兩層金屬布線需要增加兩層掩膜，并且增加相對(duì)應(yīng)的工藝步驟，同時(shí)在電路中因?yàn)榻饘俨季€的交叉，在交叉點(diǎn)的地方形成寄生電容，影響電路中信號(hào)的檢測(cè)，給器件性能帶來(lái)影響。發(fā)明內(nèi)容[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，可以減少一層金屬布線所需要的掩膜和相應(yīng)工藝步驟，并解決金屬交叉走線時(shí)弓I起的寄生電容現(xiàn)象。[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，包括襯底基板和金屬導(dǎo)線，所述襯底基板和金屬導(dǎo)線之間設(shè)有一層電性隔離層，所述電性隔離層上有規(guī)則圖形的突起，所述突起與摻雜多晶硅或是單晶硅的結(jié)構(gòu)層固定連接，所述結(jié)構(gòu)層表面蝕刻有導(dǎo)電通孔，所述導(dǎo)電通孔內(nèi)含空腔狀的二氧化硅絕緣層，所述空腔內(nèi)填充有導(dǎo)電介質(zhì)，所述導(dǎo)電介質(zhì)上端與金屬蓋子相連接、下端與金屬導(dǎo)線相[0006]連接，所述金屬導(dǎo)線通過(guò)所述導(dǎo)電介質(zhì)、金屬蓋子、結(jié)構(gòu)層相連通。[0007]進(jìn)一步的，所述金屬導(dǎo)線與導(dǎo)電通孔的連接部位面積大于導(dǎo)電通孔的面積。[0008]進(jìn)一步的，所述金屬蓋子的面積大于所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電通孔的面積、小于對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)層的面積。[0009]進(jìn)一步的，所述結(jié)構(gòu)層為中間有開(kāi)孔的梁，所述結(jié)構(gòu)層與下方的電性隔離層之間有空隙，所述開(kāi)孔位于空隙上方。[0010]進(jìn)一步的，所述二氧化硅絕緣層從金屬導(dǎo)線下側(cè)一直延伸到結(jié)構(gòu)層的上表面。[0011]與兩層金屬布線技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，通過(guò)結(jié)構(gòu)層的跨越式導(dǎo)電，良好的金半接觸，減少一層金屬導(dǎo)線層，減少需要的掩膜和相應(yīng)工藝步驟，并解決了金屬交叉走線時(shí)引起的寄生電容現(xiàn)象。


[0012]圖I為本發(fā)明在制造硅基板上沉積電性隔離層、金屬基板、金屬基板上面的電性隔離層后的剖面示意圖；[0013]圖2為本發(fā)明在圖I后上層電性隔離層形成圖形，填充犧牲層材料的剖面示意圖；[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)通孔并填充二氧化硅絕緣電介質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)層被蝕刻后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖5為本發(fā)明最終成品的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]其中1為襯底基板；2、6和7為電性隔離層；3為空隙；4和5為金屬導(dǎo)線；8和9 為突起；10和11為二氧化硅絕緣層；12和13為導(dǎo)電通孔導(dǎo)電介質(zhì)；14為摻雜多晶硅或是單晶硅的結(jié)構(gòu)層；15和16為結(jié)金屬蓋子，17為開(kāi)孔。
具體實(shí)施方式
[0018]
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。[0019]如圖I所示，提供一片雙面拋光的硅基板，厚度可以采用研磨加濕法釋放應(yīng)力的工藝組合加以控制，一般厚度控制在300至400微米。在此硅基板的其中一面利用CVD (Chemical vapor deposition,化學(xué)氣相沉積)或者熱氧方法沉積或生長(zhǎng)一層二氧化娃， 二氧化硅作用是作為金屬導(dǎo)線層和硅之間的絕緣層，金屬導(dǎo)線通過(guò)金屬濺射沉積的方式生長(zhǎng)在二氧化硅表面，然后再通過(guò)光刻和蝕刻的方法形成圖形，在此基礎(chǔ)之上，利用CVD (Chemical vapor deposition,化學(xué)氣相沉積)方法沉積生長(zhǎng)一層二氧化娃。[0020]如圖2所示，通過(guò)光刻和蝕刻的方式，在金屬導(dǎo)線層上的二氧化硅層實(shí)現(xiàn)圖形，并在圖形的凹槽處填充犧牲層材料。[0021]如圖3所示，提供壹個(gè)SOI晶圓，通過(guò)二氧化硅和硅的鍵合，將SOI硅層與二氧化硅的突起部位鍵合相連接，此硅層為結(jié)構(gòu)層，在結(jié)構(gòu)層表面利用光刻和蝕刻的方法形成圓形通孔，通孔一直蝕刻到金屬導(dǎo)線層停止，通孔所對(duì)的金屬導(dǎo)線層面積大于通孔的面積，在通孔空內(nèi)部生長(zhǎng)二氧化硅絕緣層，形成中空腔體，在腔體內(nèi)生長(zhǎng)導(dǎo)電介質(zhì)，導(dǎo)電介質(zhì)與金屬導(dǎo)線聯(lián)通。[0022]如圖4所示，先通過(guò)濺射的方式在硅結(jié)構(gòu)層上實(shí)現(xiàn)金屬的沉積，然后通過(guò)金屬剝離技術(shù)，將金屬圖形化，通過(guò)光刻和蝕刻的方式，在結(jié)構(gòu)層上實(shí)現(xiàn)圖形，蝕刻一直到犧牲層材料停止。[0023]如圖5所示，去除犧牲層材料，其最終結(jié)構(gòu)為一種帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，包括襯底基板和金屬導(dǎo)線，所述襯底基板和金屬導(dǎo)線之間設(shè)有一層電性隔離層，所述電性隔離層上有規(guī)則圖形的突起，所述突起與摻雜多晶硅或是單晶硅的結(jié)構(gòu)層固定連接， 所述結(jié)構(gòu)層表面蝕刻有導(dǎo)電通孔，所述導(dǎo)電通孔內(nèi)含空腔狀的二氧化硅絕緣層，所述空腔內(nèi)填充有導(dǎo)電介質(zhì)，所述導(dǎo)電介質(zhì)上端與金屬蓋子相連接、下端與金屬導(dǎo)線相連接，-3-[0024]所述金屬導(dǎo)線通過(guò)所述導(dǎo)電介質(zhì)、金屬蓋子、結(jié)構(gòu)層相連通。其中所述金屬導(dǎo)線與導(dǎo)電通孔的連接部位面積大于導(dǎo)電通孔的面積；所述金屬蓋子的面積大于所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電通孔的面積、小于對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)層的面積；所述結(jié)構(gòu)層為中間有開(kāi)孔的梁，所述結(jié)構(gòu)層與下方的電性隔離層之間有空隙，所述開(kāi)孔位于空隙上方；所述二氧化硅絕緣層從金屬導(dǎo)線下側(cè)一直延伸到結(jié)構(gòu)層的上表面。[0025]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。附圖所示的步驟和結(jié)構(gòu)僅用于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的解釋和說(shuō)明，不涉及保護(hù)范圍。在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，本發(fā)明還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，包括襯底基板和金屬導(dǎo)線，其特征在于，所述襯底基板和金屬導(dǎo)線之間設(shè)有一層電性隔離層，所述電性隔離層上有規(guī)則圖形的突起，所述突起與摻雜多晶硅或是單晶硅的結(jié)構(gòu)層固定連接，所述結(jié)構(gòu)層表面蝕刻有導(dǎo)電通孔，所述導(dǎo)電通孔內(nèi)含空腔狀的二氧化硅絕緣層，所述空腔內(nèi)填充有導(dǎo)電介質(zhì)，所述導(dǎo)電介質(zhì)上端與金屬蓋子相連接、下端與金屬導(dǎo)線相連接，所述金屬導(dǎo)線通過(guò)所述導(dǎo)電介質(zhì)、金屬蓋子、結(jié)構(gòu)層相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬導(dǎo)線與導(dǎo)電通孔的連接部位面積大于導(dǎo)電通孔的面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬蓋子的面積大于所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電通孔的面積、小于對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)層的面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)層為中間有開(kāi)孔的梁，所述結(jié)構(gòu)層與下方的電性隔離層之間有空隙，所述開(kāi)孔位于空隙上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述二氧化硅絕緣層從金屬導(dǎo)線下側(cè)一直延伸到結(jié)構(gòu)層的上表面。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有絕緣槽通過(guò)結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，包括襯底基板和金屬導(dǎo)線，所述襯底基板和金屬導(dǎo)線之間設(shè)有一層電性隔離層，所述電性隔離層上有規(guī)則圖形的突起，所述突起與摻雜多晶硅或是單晶硅的結(jié)構(gòu)層固定連接，所述結(jié)構(gòu)層表面蝕刻有導(dǎo)電通孔，所述導(dǎo)電通孔內(nèi)含空腔狀的二氧化硅絕緣層，所述空腔內(nèi)填充有導(dǎo)電介質(zhì)，所述導(dǎo)電介質(zhì)上端與金屬蓋子相連接、下端與金屬導(dǎo)線相連接，所述金屬導(dǎo)線通過(guò)所述導(dǎo)電介質(zhì)、金屬蓋子、結(jié)構(gòu)層相連通。本實(shí)用新型通過(guò)結(jié)構(gòu)層的跨越式導(dǎo)電，良好的金半接觸，減少一層金屬導(dǎo)線層，減少需要的掩膜和相應(yīng)工藝步驟，并解決了金屬交叉走線時(shí)引起的寄生電容現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B81B7/00GK202808341SQ20122035112
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者孫博華, 田曉丹, 孫明, 王琳, 覃昭君, 周源, 邵長(zhǎng)治, 郭偉恒 申請(qǐng)人:水木智芯科技(北京)有限公司