一种MEMS芯片用CVD密封多层真空腔结构及工艺的制作方法

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一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构及工艺
技术领域
1.本发明涉及传感器等领域，特别涉及一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构及工艺。

背景技术：

2.目前，多腔室的mems器件所用技术为通过在盖板晶圆上刻蚀出多个腔室，再利用晶圆键合工艺将盖板晶圆和器件晶圆键合在一起，形成多个不同真空度的腔室。使用晶圆键合工艺的芯片面积会增大，不利于低成本生产。

技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服上述问题，特提供了一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构及工艺。
4.本发明提供了一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构，其特征在于：所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构，包括衬底1，第一层氧化层2，第一层硅层3，第二层氧化层4，第二层硅层5，低真空度腔室6，高真空度腔室7，第一次封堵结构8，第二次封堵结构9；
5.其中：衬底1为圆片结构，第一层氧化层2在衬底1通过氧化工艺生长出；
6.第一层氧化层2上通过cvd或者外延生长出第一层硅层3，并利用光刻和刻蚀工艺形成器件需要的结构；
7.第一层硅层3为多晶硅或单晶硅层，第一层硅层3上有第二层氧化层4；第二层氧化层4上通过cvd或者外延工艺生长有第二层硅层5；
8.第二层硅层5上设有通孔，通过气态hf腐蚀工艺，形成低真空度腔室6和高真空度腔室7，设有多个腔室；
9.在第二硅层5上通过第一次cvd工艺，将尺寸较小的通孔利用cvd生长的氧化层，形成第一次封堵结构8，在cvd工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室6形成高压或常压状态的腔室；
10.在第二层硅层5上进行第二次cvd工艺，将剩余通孔利用cvd生长的氧化层，形成第二次封堵结构9。
11.一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构的工艺，包括如下步骤：
12.步骤一：衬底1为圆片结构，第一层氧化层2为牺牲层和绝缘层，第一层氧化层2在衬底1通过氧化工艺生长出；
13.步骤二：第一层氧化层2上通过cvd或外延生长出第一层硅层3，并通过光刻和刻蚀工艺形成器件需要的结构；
14.步骤三：第一层硅层3上通过包括但不限于氧化工艺生长出第二层氧化层4；
15.步骤四；通过光刻、刻蚀工艺在第二层氧化层4上刻蚀出器件所需要形状；
16.步骤五：第二层氧化层4上通过cvd或者外延工艺生长第二层硅层5；
17.步骤六：通过光刻、刻蚀工艺在第二层硅层5上开通孔，通过气态hf腐蚀工艺，形成
低真空度腔室6和高真空度腔室7；每个腔室根据用途不同，腔室开通孔的尺寸也不同；
18.步骤七：在第二硅层5上通过第一次cvd工艺，将尺寸相对较小的通孔利用cvd生长的氧化层即第一次封堵结构8，在cvd工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室6形成高压或常压状态的腔室，尺寸较大的通孔并未这个过程被封住；
19.步骤八：在第二层硅层5上进行第二次cvd工艺，将剩余尺寸相对较大的通孔利用cvd生长的氧化层即形成第二次封堵结构9；
20.在cvd的过程中，抽真空，通入可反应气体，以保证高真空度腔室7内部形成真空或低压状态。
21.所述的衬底1为硅晶圆。
22.所述的在第二层硅层5上进行的cvd工艺，利用cvd生长的氧化层为氧化硅、氮化硅和氮氧化硅。
23.所述的第一层硅层3和第二层硅层5为多晶硅或单晶硅层。
24.分为两次封堵的主要目的是通过不同工艺形成真空度不同的腔室。
25.应用于mems器件领域中的多腔室结构。这种多腔室结构的腔室真空度可以是不同真空度。这种结构广泛的应用在mems惯性传感器、mems红外传感器、射频传感器等领域。
26.本发明的优点：
27.本发明所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构及工艺，采用不同的方式来形成具体结构。利用不同真空度的情况下，制备微型腔室，并通过不同的cvd沉积技术，将微腔室密封。从而达到多腔室，不同真空度的状态，而且还能有效减小芯片面积，降低成本。
附图说明
28.下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
29.图1为mems芯片用cvd密封多层真空腔结构示意图；
30.图2为步骤一后，结构示意图；
31.图3为步骤二后，结构示意图；
32.图4为步骤三后，结构示意图；
33.图5为步骤四后，结构示意图；
34.图6为步骤五后，结构示意图；
35.图7为步骤六后，结构示意图；
36.图8为步骤七后，结构示意图；
37.图9为步骤八后，结构示意图。
具体实施方式
38.实施例1
39.本发明提供了一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构，其特征在于：所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构，包括衬底1，第一层氧化层2，第一层硅层3，第二层氧化层4，第二层硅层5，低真空度腔室6，高真空度腔室7，第一次封堵结构8，第二次封堵结构9；
40.其中：衬底1为圆片结构，第一层氧化层2在衬底1通过氧化工艺生长出；
41.第一层氧化层2上通过cvd或者外延生长出第一层硅层3，并利用光刻和刻蚀工艺
形成器件需要的结构；
42.第一层硅层3为多晶硅或单晶硅层，第一层硅层3上有第二层氧化层4；第二层氧化层4上通过cvd或者外延工艺生长有第二层硅层5；
43.第二层硅层5上设有通孔，通过气态hf腐蚀工艺，形成低真空度腔室6和高真空度腔室7，设有多个腔室；
44.在第二硅层5上通过第一次cvd工艺，将尺寸较小的通孔利用cvd生长的氧化层，形成第一次封堵结构8，在cvd工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室6形成高压或常压状态的腔室；
45.在第二层硅层5上进行第二次cvd工艺，将剩余通孔利用cvd生长的氧化层，形成第二次封堵结构9。
46.一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构的工艺，包括如下步骤：
47.步骤一：衬底1为圆片结构，第一层氧化层2为牺牲层和绝缘层，第一层氧化层2在衬底1通过氧化工艺生长出；
48.步骤二：第一层氧化层2上通过cvd或外延生长出第一层硅层3，并通过光刻和刻蚀工艺形成器件需要的结构；
49.步骤三：第一层硅层3上通过包括但不限于氧化工艺生长出第二层氧化层4；
50.步骤四；通过光刻、刻蚀工艺在第二层氧化层4上刻蚀出器件所需要形状；
51.步骤五：第二层氧化层4上通过cvd或者外延工艺生长第二层硅层5；
52.步骤六：通过光刻、刻蚀工艺在第二层硅层5上开通孔，通过气态hf腐蚀工艺，形成低真空度腔室6和高真空度腔室7；每个腔室根据用途不同，腔室开通孔的尺寸也不同；
53.步骤七：在第二硅层5上通过第一次cvd工艺，将尺寸相对较小的通孔利用cvd生长的氧化层即第一次封堵结构8，在cvd工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室6形成高压或常压状态的腔室，尺寸较大的通孔并未这个过程被封住；
54.步骤八：在第二层硅层5上进行第二次cvd工艺，将剩余尺寸相对较大的通孔利用cvd生长的氧化层即形成第二次封堵结构9；
55.在cvd的过程中，抽真空，通入可反应气体，以保证高真空度腔室7内部形成真空或低压状态。
56.所述的衬底1为硅晶圆。
57.所述的在第二层硅层5上进行的cvd工艺，利用cvd生长的氧化层为氧化硅、氮化硅和氮氧化硅。
58.所述的第一层硅层3和第二层硅层5为多晶硅或单晶硅层。
59.分为两次封堵的主要目的是通过不同工艺形成真空度不同的腔室。
60.实施例2
61.本发明提供了一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构，其特征在于：所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构，包括衬底1，第一层氧化层2，第一层硅层3，第二层氧化层4，第二层硅层5，低真空度腔室6，高真空度腔室7，第一次封堵结构8，第二次封堵结构9；
62.其中：衬底1为圆片结构，第一层氧化层2在衬底1通过氧化工艺生长出；
63.第一层氧化层2上通过cvd或者外延生长出第一层硅层3，并利用光刻和刻蚀工艺形成器件需要的结构；
64.第一层硅层3为多晶硅或单晶硅层，第一层硅层3上有第二层氧化层4；第二层氧化层4上通过cvd或者外延工艺生长有第二层硅层5；
65.第二层硅层5上设有通孔，通过气态hf腐蚀工艺，形成低真空度腔室6和高真空度腔室7，设有多个腔室；
66.在第二硅层5上通过第一次cvd工艺，将尺寸较小的通孔利用cvd生长的氧化层，形成第一次封堵结构8，在cvd工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室6形成高压或常压状态的腔室；
67.在第二层硅层5上进行第二次cvd工艺，将剩余通孔利用cvd生长的氧化层，形成第二次封堵结构9。
68.一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构的工艺，包括如下步骤：
69.步骤一：衬底1为圆片结构，第一层氧化层2为牺牲层和绝缘层，第一层氧化层2在衬底1通过氧化工艺生长出；
70.步骤二：第一层氧化层2上通过cvd或外延生长出第一层硅层3，并通过光刻和刻蚀工艺形成器件需要的结构；
71.步骤三：第一层硅层3上通过包括但不限于氧化工艺生长出第二层氧化层4；
72.步骤四；通过光刻、刻蚀工艺在第二层氧化层4上刻蚀出器件所需要形状；
73.步骤五：第二层氧化层4上通过cvd或者外延工艺生长第二层硅层5；
74.步骤六：通过光刻、刻蚀工艺在第二层硅层5上开通孔，通过气态hf腐蚀工艺，形成低真空度腔室6和高真空度腔室7；每个腔室根据用途不同，腔室开通孔的尺寸也不同；
75.步骤七：在第二硅层5上通过第一次cvd工艺，将尺寸相对较小的通孔利用cvd生长的氧化层即第一次封堵结构8，在cvd工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室6形成高压或常压状态的腔室，尺寸较大的通孔并未这个过程被封住；
76.步骤八：在第二层硅层5上进行第二次cvd工艺，将剩余尺寸相对较大的通孔利用cvd生长的氧化层即形成第二次封堵结构9；
77.在cvd的过程中，抽真空，通入可反应气体，以保证高真空度腔室7内部形成真空或低压状态。
78.分为两次封堵的主要目的是通过不同工艺形成真空度不同的腔室。
79.本发明未尽事宜为公知技术。
80.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种mems芯片用cvd密封多层真空腔结构，其特征在于：所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构，包括衬底(1)，第一层氧化层(2)，第一层硅层(3)，第二层氧化层(4)，第二层硅层(5)，低真空度腔室(6)，高真空度腔室(7)，第一次封堵结构(8)，第二次封堵结构(9)；其中：衬底(1)为圆片结构，第一层氧化层(2)在衬底(1)通过氧化工艺生长出；第一层氧化层(2)上通过cvd或者外延生长出第一层硅层(3)，并利用光刻和刻蚀工艺形成器件需要的结构；第一层硅层(3)为多晶硅或单晶硅层，第一层硅层(3)上有第二层氧化层(4)；第二层氧化层(4)上通过cvd或者外延工艺生长有第二层硅层(5)；第二层硅层(5)上设有通孔，通过气态hf腐蚀工艺，形成低真空度腔室(6)和高真空度腔室(7)，设有多个腔室；在第二硅层(5)上通过第一次cvd工艺，将尺寸较小的通孔利用cvd生长的氧化层，形成第一次封堵结构(8)，在cvd工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室(6)形成高压或常压状态的腔室；在第二层硅层(5)上进行第二次cvd工艺，将剩余通孔利用cvd生长的氧化层，形成第二次封堵结构(9)。2.根据权利要求1所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构的工艺，其特征在于：所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构的工艺包括如下步骤：步骤一：衬底(1)为圆片结构，第一层氧化层(2)为牺牲层和绝缘层，第一层氧化层(2)在衬底(1)通过氧化工艺生长出；步骤二：第一层氧化层(2)上通过cvd或外延生长出第一层硅层(3)，并通过光刻和刻蚀工艺形成器件需要的结构；步骤三：第一层硅层(3)上通过包括但不限于氧化工艺生长出第二层氧化层(4)；步骤四；通过光刻、刻蚀工艺在第二层氧化层(4)上刻蚀出器件所需要形状；步骤五：第二层氧化层(4)上通过cvd或者外延工艺生长第二层硅层(5)；步骤六：通过光刻、刻蚀工艺在第二层硅层(5)上开通孔，通过气态hf腐蚀工艺，形成低真空度腔室(6)和高真空度腔室(7)；每个腔室根据用途不同，腔室开通孔的尺寸也不同；步骤七：在第二硅层(5)上通过第一次cvd工艺，将尺寸相对较小的通孔利用cvd生长的氧化层即第一次封堵结构(8)，在cvd工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室(6)形成高压或常压状态的腔室，尺寸较大的通孔并未这个过程被封住；步骤八：在第二层硅层(5)上进行第二次cvd工艺，将剩余尺寸相对较大的通孔利用cvd生长的氧化层即形成第二次封堵结构(9)；在cvd的过程中，抽真空，通入可反应气体，以保证高真空度腔室(7)内部形成真空或低压状态。3.根据权利要求2所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构的工艺，其特征在于：所述的衬底(1)为硅晶圆。4.根据权利要求2所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构的工艺，其特征在于：所述的在第二层硅层(5)上进行的cvd工艺，利用cvd生长的氧化层为氧化硅、氮化硅和氮氧化硅。
5.根据权利要求2所述的mems芯片用cvd密封多层真空腔结构的工艺，其特征在于：所述的第一层硅层(3)和第二层硅层(5)为多晶硅或单晶硅层。

技术总结

一种MEMS芯片用CVD密封多层真空腔结构，其中：衬底为圆片结构，第一层氧化层上通过CVD或者外延生长出第一层硅层，第二层氧化层上有第二层硅层；第二层硅层上设有通孔，形成低真空度腔室和高真空度腔室，设有多个腔室，在CVD工艺过程中，通入惰性气体，低真空度腔室形成高压或常压状态的腔室。一种MEMS芯片用CVD密封多层真空腔结构的工艺，包括如下步骤：通过光刻、刻蚀工艺在第二层硅层上开通孔，通过气态HF腐蚀工艺，形成低真空度腔室和高真空度腔室；本发明的优点：利用不同真空度的情况下，制备微型腔室，并通过不同的CVD沉积技术，将微腔室密封，从而达到多腔室，不同真空度的状态，而且还能有效减小芯片面积，降低成本。降低成本。降低成本。