空腔-SOI衬底制造MEMS谐振器的工艺流程

常规的绝缘层上硅 (Silicon on Insulator, SOI）是通过注氧隔离 (Separation byImplanted Oxygen, SIMOX)、智能切割 （Smart Cut） 等方法在体硅衬底中引入绝缘层，从而达到表层硅与衬底硅电学隔离的目的的。如果在制作SOI硅片的过程中，先在下层硅片上刻蚀出硅槽，然后再进行键合和抛光减薄，即可制造出带空腔的 SO1 硅片，称为空腔-SOI ( Caviy-SOI)。

对于 MEMS 行业而言，使用空腔-SOI 衬底的优势在于：

① 可消除多晶硅中常见的应力问题;

② 对于 MEMS 谐振器而言，高精度的膜厚可以带來高精度的振荡频率；

③ 极佳的表面及侧壁平滑度；

④ 更薄的结构；

⑤ 提高了 MEMS 部件热导率；

⑥大大降低制造时间，节约成本；

相比于传统的 SOI 衬底，空腔-SOI 衬底更适于加工需要垂直或水平运动的结构（如电容式惯性传感器、压力传感器、传声器、射频器件和微流控器件）因为腔体在空腔-SOI 衬底制造中可以很好地定义出来，配合干法刻蚀，可以很容易地释放可动结构，大大缩短了开发时间。

利用空腔-SOI 衬底制造 MEMS 谐振器的工艺流程：

① 减薄上层硅的厚度（可以通过CMP、湿法刻蚀或干法刻蚀等方法）；

② 电极制作；

③ 光刻出结构图形，使用 DRIE 刻蚀硅以释放可动结构。

审核编辑：彭静