本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)制備方法、導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及微機(jī)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、微機(jī)電系統(tǒng)mems(micro-electro-mechanical?system，mems)是一種將電性能和機(jī)械性能結(jié)合的微器件，具有體積小、功耗低、性能好、與ic制作工藝兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。金屬由于其良好的導(dǎo)電性與化學(xué)穩(wěn)定性，可以用于制備微機(jī)電系統(tǒng)中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

2、一般地，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括基底層，設(shè)置于非晶態(tài)黏附層一側(cè)的晶態(tài)金屬層，設(shè)置于晶態(tài)金屬層一側(cè)的陣列式排布的金屬導(dǎo)線。目前的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，金屬導(dǎo)線容易與基底層和非晶態(tài)黏附層發(fā)生脫落，造成微機(jī)電系統(tǒng)的損壞，進(jìn)而影響微機(jī)電系統(tǒng)的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N導(dǎo)電結(jié)構(gòu)制備方法、導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及微機(jī)電系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中金屬導(dǎo)線容易與基底層和非晶態(tài)黏附層發(fā)生脫落，造成微機(jī)電系統(tǒng)的損壞的問(wèn)題。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N導(dǎo)電結(jié)構(gòu)制備方法，包括：

3、在基底層的一側(cè)濺射非晶態(tài)黏附層；

4、以預(yù)配置的不同濺射功率，在非晶態(tài)黏附層的遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)依次濺射至少兩層晶態(tài)金屬層，使得與非晶態(tài)黏附層距離最近的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸小于設(shè)定的第一尺寸閾值，與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸大于設(shè)定的第二尺寸閾值，且第二尺寸閾值大于第一尺寸閾值，其中，每個(gè)濺射功率用于濺射一層晶態(tài)金屬層；

5、在與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)，形成陣列式的排布的金屬導(dǎo)線，其中，金屬導(dǎo)線從靠近晶態(tài)金屬層的一側(cè)到遠(yuǎn)離晶態(tài)金屬層的一側(cè)的晶粒尺寸越來(lái)越大，且金屬導(dǎo)線的靠近晶態(tài)金屬層的一側(cè)的晶粒尺寸等于與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸；

6、去除與非晶態(tài)黏附層和至少兩層晶態(tài)金屬層的在基底層上的正投影與金屬導(dǎo)線在基底層上的正投影不重疊的部分。

7、在一種可能的實(shí)施方式中，非晶態(tài)黏附層的濺射功率范圍為500w～40kw，每次濺射晶態(tài)金屬層的濺射功率的范圍為100w～10kw。

8、在一種可能的實(shí)施方式中，晶態(tài)金屬層包括兩層，

9、非晶態(tài)黏附層的濺射功率為25kw，第一次濺射晶態(tài)金屬層的功率為2kw，第二次濺射晶態(tài)金屬層的功率為1kw；

10、或者，非晶態(tài)黏附層的濺射功率為1kw，第一次濺射晶態(tài)金屬層的功率為10kw，第二次濺射晶態(tài)金屬層的功率為100w；

11、或者，非晶態(tài)黏附層的濺射功率為40kw，第一次濺射晶態(tài)金屬層的功率為100w，第二次濺射晶態(tài)金屬層的功率為10kw；

12、或者，非晶態(tài)黏附層的濺射功率為20kw，第一次濺射晶態(tài)金屬層的功率為5kw，第二次濺射晶態(tài)金屬層的功率為500w。

13、在一種可能的實(shí)施方式中，設(shè)定的第二尺寸閾值的范圍為25nm-50nm。

14、在一種可能的實(shí)施方式中，在濺射非晶態(tài)黏附層和至少兩層晶態(tài)金屬層時(shí)，濺射反應(yīng)器的壓力范圍為5×10-9mtorr～5×10-5mtorr。

15、在一種可能的實(shí)施方式中，非晶態(tài)黏附層的厚度范圍為2nm～50nm，至少兩層晶態(tài)金屬層的總厚度范圍為50nm～500nm。

16、在一種可能的實(shí)施方式中，去除與非晶態(tài)黏附層和至少兩層晶態(tài)金屬層的在基底層上的正投影與金屬導(dǎo)線在基底層上的正投影不重疊的部分，包括：

17、采用離子束刻蝕，去除與非晶態(tài)黏附層和至少兩層晶態(tài)金屬層的在基底層上的正投影與金屬導(dǎo)線在基底層上的正投影不重疊的部分。

18、在一種可能的實(shí)施方式中，在與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)形成陣列式的排布的金屬導(dǎo)線，包括：

19、在與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)形成陣列式間隔排布的光阻，以形成電鍍圖案；

20、在每相鄰的兩個(gè)光阻之間的曝光區(qū)域電鍍金屬導(dǎo)線；

21、采用刷洗機(jī)去除陣列式間隔排布的光阻，以形成陣列式的排布的金屬導(dǎo)線。

22、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，采用本申請(qǐng)第一方面提供的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)制備方法制備而成。

23、第三方面，本申請(qǐng)還提供了一種微機(jī)電系統(tǒng)，包括多個(gè)導(dǎo)電元件，各個(gè)導(dǎo)電元件之間采用本申請(qǐng)第二方面提供的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電連接。

24、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N導(dǎo)電結(jié)構(gòu)制備方法、導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及微機(jī)電系統(tǒng)，以預(yù)配置的不同濺射功率，在非晶態(tài)黏附層的遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)依次濺射至少兩層晶態(tài)金屬層，使得與非晶態(tài)黏附層距離最近的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸小于設(shè)定的第一尺寸閾值，這樣一來(lái)，可以使得與非晶態(tài)黏附層距離最近的晶態(tài)金屬層與非晶態(tài)黏附層銜接性更好，使得后續(xù)生長(zhǎng)于至少兩層晶態(tài)金屬層的金屬導(dǎo)線不容易與非晶態(tài)黏附層發(fā)生脫落。

25、另外，在與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)，形成陣列式的排布的金屬導(dǎo)線，由于與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸大于設(shè)定的第二尺寸閾值，金屬導(dǎo)線的靠近晶態(tài)金屬層的一側(cè)的晶粒尺寸等于與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸，金屬導(dǎo)線從靠近晶態(tài)金屬層的一側(cè)到遠(yuǎn)離晶態(tài)金屬層的一側(cè)的晶粒尺寸越來(lái)越大。如此，可以使得至少兩層晶態(tài)金屬層在整體上的晶粒尺寸較大，根據(jù)霍爾佩奇定律可知，晶粒尺寸越大，硬度越低的原理可知，金屬導(dǎo)線在整體上的硬度較低，當(dāng)硬度較低的金屬導(dǎo)線在形成的過(guò)程中，對(duì)至少兩層晶態(tài)金屬層、非晶態(tài)黏附層、以及基底層的沖擊力較小，如此不易破壞基底層與非晶態(tài)黏附層之間的銜接性，使得金屬導(dǎo)線不易與基底層發(fā)生脫落，提升了微機(jī)電系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非晶態(tài)黏附層的濺射功率范圍為500w～40kw，每次濺射所述晶態(tài)金屬層的濺射功率的范圍為100w～10kw。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶態(tài)金屬層包括兩層，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定的第二尺寸閾值的范圍為25nm-50nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在濺射所述非晶態(tài)黏附層和所述至少兩層晶態(tài)金屬層時(shí)，濺射反應(yīng)器的壓力范圍為5×10-9mtorr～5×10-5mtorr。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非晶態(tài)黏附層的厚度范圍為2nm～50nm，所述至少兩層晶態(tài)金屬層的總厚度范圍為50nm～500nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除與所述非晶態(tài)黏附層和所述至少兩層晶態(tài)金屬層的在所述基底層上的正投影與所述金屬導(dǎo)線在所述基底層上的正投影不重疊的部分，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在與所述非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的遠(yuǎn)離所述基底層的一側(cè)形成陣列式的排布的金屬導(dǎo)線，包括：

9.一種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8任一所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)制備方法制備而成。

10.一種微機(jī)電系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)導(dǎo)電元件，各個(gè)所述導(dǎo)電元件之間采用權(quán)利要求9所述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電連接。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N導(dǎo)電結(jié)構(gòu)制備方法、導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及微機(jī)電系統(tǒng)，涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。以預(yù)配置的不同濺射功率，在非晶態(tài)黏附層的遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)依次濺射至少兩層晶態(tài)金屬層，使得與非晶態(tài)黏附層距離最近的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸小于設(shè)定的第一尺寸閾值，與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸大于設(shè)定的第二尺寸閾值；在與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)，形成陣列式的排布的金屬導(dǎo)線，金屬導(dǎo)線從靠近晶態(tài)金屬層的一側(cè)到遠(yuǎn)離晶態(tài)金屬層的一側(cè)的晶粒尺寸越來(lái)越大，且金屬導(dǎo)線的靠近晶態(tài)金屬層的一側(cè)的晶粒尺寸等于與非晶態(tài)黏附層距離最遠(yuǎn)的晶態(tài)金屬層的晶粒尺寸，使得金屬導(dǎo)線不易與基底層發(fā)生脫落，可靠性高。

技術(shù)研發(fā)人員：周運(yùn)成,肖婷,楊會(huì)平,王盛曦,陳曉斌,張強(qiáng)強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：賽萊克斯微系統(tǒng)科技（北京）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/14