專利名稱：構(gòu)造基片的器件層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種構(gòu)造基片的器件層的方法。 本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及一種微機(jī)械結(jié)構(gòu)的三維構(gòu)造方法。
背景技術(shù)：
微機(jī)械器件，例如微光學(xué)器件，如掃描儀，可以用體微機(jī)械(volume micromechanical)法在例如BSOI(鍵合絕緣體上硅)(bonded - silicon - on -insulator)上制造，其中，這些器件通過(guò)分別將器件層或設(shè)備面"蝕刻" 到分離層或中間層，例如BOX(嵌入氧化物)上來(lái)進(jìn)行幾何學(xué)上限定。致動(dòng) 器下面的空間，分別為載體晶片或載體層，通常被暴露以用于進(jìn)行不受限 制的振動(dòng)。在電極的平面結(jié)構(gòu)中，例如，側(cè)電極可以用于激勵(lì)例如諧振微 機(jī)械裝置。
DE199 63 382 A1中描述了微鏡的一個(gè)例子。提出了微鏡，尤其是具 有至少一個(gè)大懸臂鏡面的微振動(dòng)鏡，該鏡通過(guò)至少一個(gè)扭轉(zhuǎn)彈簧可從固定 位置上偏轉(zhuǎn)。這里，鏡面通過(guò)由至少大致相互平行導(dǎo)引的扭轉(zhuǎn)梁連接到至 少一個(gè)支撐體上。進(jìn)一步地，建議經(jīng)由靜電或磁相互作用來(lái)將微鏡偏離固 定位置。
圖9(A)-(C)顯示了制造BS01晶片的方法900的例子。這里，在第一 步驟910中，由例如硅組成并且在其表面具有氧化層130的載體層120連 接到器件層110上，器件層110的厚度為2)Lim到400pm，并且由例如硅組 成，如圖9(A)和9(B)所示。載體層120表面上的氧化層130用作器件層 110和載體層120之間的中間層130。在這種情況下，中間層130也稱為 BOX。在第二步驟920中，構(gòu)造器件層110的層厚和邊緣，如圖9(C)所示。
進(jìn)一步地，圖10(A)-(D)顯示了制造在BSOI晶片中或在其上的微機(jī)械 結(jié)構(gòu)的方法1000的例子，該晶片例如根據(jù)圖9所述的方法來(lái)制造。在方 法1000中，在第一步驟1010中，如圖10(A)所示，在器件層110中提供了隔離溝槽。因此，需要在器件層iio的硅中蝕刻出溝槽，并在之后氧化
溝槽壁(如附圖標(biāo)記1011所示)，并且用例如多晶硅1012填充溝槽。這
個(gè)步驟可以由平面化CMP(CMP:化學(xué)機(jī)械拋光)處理或等離子回刻(etching back)而結(jié)束。
如圖IO(B)所示，第二步驟1020包括形成并構(gòu)造背部掩模1022，形成 并構(gòu)造導(dǎo)電路徑1024和粘合墊(bondpad)1025(粘合墊用于提供與其他電 裝置的例如電連接的墊片)，以及形成并構(gòu)造例如鏡1026。由此，背部掩 模由載體層120上的遠(yuǎn)離器件層110的層1022形成，并且在之后將蝕刻 載體層120的位置處被去除。
如圖IO(C)所示，通過(guò)第三步驟1030形成用于構(gòu)造微機(jī)械元件的前部 掩模1032，載體層120在由背部掩模1022，例如TMAH(TMAH:羥化四甲 銨)所限定的位置1021處被去除，并且中間層130或BOX同樣在己經(jīng)去 除掉載體層120的位置1023處被去除。
如圖IO(D)所示，第四步驟1040包括在器件層110中蝕刻出溝槽1042， 其中在形成溝槽1042的位置處，器件層110被完全去除，第四步驟還包 括在之后去除前部掩模1032。器件層110中的溝槽1042限定了微機(jī)械元 件的幾何形狀。
通常，這些設(shè)備的物理性能，例如固有頻率或模式裂距(mode splitting) 由懸掛物(suspensicm)的幾何尺寸，例如彈簧的長(zhǎng)度和寬度，結(jié)合振動(dòng)質(zhì)量 (vibration mass)幾何關(guān)系來(lái)限定，并且可以根據(jù)，例如各種應(yīng)用的需要來(lái) 進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。但是，對(duì)于某些應(yīng)用，這些二維尺寸的參數(shù)空間并不足 以得到完美的解決。由此，本質(zhì)上可能要求局部改變器件層的厚度。換句 話說(shuō)，除了二維的幾何尺寸限定外，額外地，第三維尺寸，即器件層的厚 度可以被改變以便調(diào)節(jié)設(shè)備的物理性能。
一些方法通過(guò)局部沉積并構(gòu)造厚的層來(lái)改變器件層厚度，由此改變物 理性能(如質(zhì)量)。但是，沉積和蝕刻所需的冗長(zhǎng)的加工時(shí)間使得成本昂貴。 此外，眾多步驟會(huì)產(chǎn)生光刻問(wèn)題。
其他方法從前側(cè)產(chǎn)生了 SOI層的階梯(SOI:絕緣體上硅 (silicon-on-insulator)),該階梯導(dǎo)致了平面度的損失。這會(huì)導(dǎo)致，例如光刻 問(wèn)題，并且不再能輕易實(shí)現(xiàn)旋涂抗蝕劑(resist spin-on)。兩級(jí)蝕刻加工(通過(guò)通常為等離子蝕刻工藝的蝕刻來(lái)蝕刻各個(gè)階梯并暴露設(shè)備)控制成本高 昂，并且意味著需要雙重掩模。如果不需要把掩模殘留物保留在設(shè)備的已
加工的器件層上以避免層張力，則很難用雙重抗蝕劑(double-resist)掩模來(lái)
實(shí)現(xiàn)該技術(shù)。
一些方法從后側(cè)產(chǎn)生了 SOI層的階梯，這同樣導(dǎo)致了具有相同問(wèn)題的 平面度的損失。當(dāng)使用噴涂抗蝕劑時(shí)，只有非常粗糙的結(jié)構(gòu)可以被分解， 并且調(diào)節(jié)很不精確。另外，在溝槽中構(gòu)造時(shí)會(huì)產(chǎn)生聚焦問(wèn)題。同樣，對(duì)在 先前可能已經(jīng)處理過(guò)并構(gòu)造過(guò)的前側(cè)上的板進(jìn)行處理時(shí)可能會(huì)對(duì)已經(jīng)存 在的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于以簡(jiǎn)單方式調(diào)節(jié)元件，例如微機(jī)械元件 的物理性能，并避免上述缺陷的方法。
這個(gè)目的通過(guò)權(quán)利要求1的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種構(gòu)造基片的器件層的方法，其中，基 片包括載體層、器件層和設(shè)置在載體層和器件層之間的中間層。中間層被 構(gòu)造為至少在一個(gè)部位中暴露載體層的面對(duì)器件層的第一表面。從載體層 的與第一表面相對(duì)的第二表面開(kāi)始，器件層的厚度在去除中間層的那些位 置處被減小到預(yù)定的厚度。
本發(fā)明的實(shí)施例基于下述中心思想，即基片的器件層的厚度從面對(duì)載 體層的那側(cè)被減小，其中，"預(yù)構(gòu)造"的中間層用作減小器件層厚度的掩 模。在本文中，術(shù)語(yǔ)"預(yù)構(gòu)造"(pre-structured)的中間層意指中間層在制造 基片時(shí)就已經(jīng)被構(gòu)造。由此器件層在去除中間層的那些位置處被精確地減 小，而不需要進(jìn)一步的光刻步驟。
本發(fā)明的一些實(shí)施例具有能夠在一個(gè)工藝步驟中去除載體層并減小 器件層厚度的優(yōu)勢(shì)。因此，不需要昂貴的兩級(jí)加工。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，器件層包括一體形成在器件層中或者沉積 在器件層上的阻擋層，該阻擋層限定了器件層的預(yù)定厚度。因此，器件層 的厚度可以被減小到預(yù)定厚度，而在減小過(guò)程中不需要進(jìn)行昂貴的工藝控 制。


下面將參照附圖來(lái)更加具體地描述本發(fā)明的實(shí)施例。它們顯示了 圖l(AMB)，構(gòu)造基片器件層的方法的示意圖； 圖2(A)-(D)，制造微機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法的示意圖3(A)-(D)，制造微機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法的示意圖，其中基片的器件層包 括一體形成的阻擋層；
圖4(A)-(C)，制造預(yù)構(gòu)造的基片的方法的示意圖5(A)-(C)，制造預(yù)構(gòu)造基片的方法的示意圖，其中器件層表面包括
圖6(A)-(D)，制造微機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法的示意圖，其中，器件層表面至 少在一個(gè)區(qū)域中包括附加層；
圖7，具有扭轉(zhuǎn)彈簧和變薄的電勢(shì)通道的二維掃描儀的示意平面圖； 圖8，具有變薄的扭轉(zhuǎn)彈簧或轉(zhuǎn)換彈簧以及用于增加鏡子諧振頻率的 變薄的鏡子的二維掃描儀的平面示意圖9(A)-(C)，制造BSOI晶片的方法的示意圖；禾口
圖IO(A)-(D)，在BSOI晶片中或在其上制造微機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖l(A)和l(B)顯示了構(gòu)造本發(fā)明實(shí)施例中的基片140的器件層110的 方法100的示意圖。該方法100為構(gòu)造基片140的器件層110提供了可能， 其中，基片140包括載體層120、器件層110和設(shè)置在載體層120與器件 層110之間的中間層130。由此，中間層130構(gòu)造為至少在一個(gè)部位121 中暴露載體層120的面對(duì)器件層110的第一表面122。由這個(gè)基片結(jié)構(gòu)開(kāi) 始，從載體層120的與第一表面122相對(duì)的第二表面124開(kāi)始，器件層110 的厚度在去除中間層130的位置121處被減小到預(yù)定的厚度126，其中載 體層120的第二表面124包括用于限定例如進(jìn)行蝕刻的區(qū)域的掩模122。
中間層130在制造基片140期間己經(jīng)被預(yù)構(gòu)造好。則圖l(A)所示的預(yù) 構(gòu)造的基片140為從背面?zhèn)?載體層120的遠(yuǎn)離器件層110的那側(cè))減小器件層110的厚度提供了可能，如圖l(B)所示。
因此，例如，能夠避免由于通過(guò)去除載體層120導(dǎo)致的平面度損失而 產(chǎn)生的光刻問(wèn)題，這是因?yàn)橛捎谥虚g層130的預(yù)構(gòu)造使得構(gòu)造器件層110 厚度的掩模己經(jīng)事先存在。因此，可以以簡(jiǎn)單的方式來(lái)減小器件層110的厚度。
圖2(A)-(D)顯示了制造對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例中的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法 200的示意圖。方法200類似于圖IO所示的方法，并且相同的元件用相同 的附圖標(biāo)記表示。與圖IO不同，根據(jù)本發(fā)明，使用了具有預(yù)構(gòu)造的中間 層130的基片140。由此，在圖IO所示方法的第三工藝步驟1030中，載 體層120的蝕刻1021被擴(kuò)展，因此在去除中間層130的那些位置121上， 器件層IIO在相同的工藝步驟中被減小(如附圖標(biāo)記232所示)，如方法 200的第三工藝步驟230所示。這樣，微機(jī)械結(jié)構(gòu)的物理性能不會(huì)僅由二 維尺寸，例如長(zhǎng)度和寬度決定以滿足需求，其同樣也由器件層IIO的厚度 來(lái)決定。器件層110的厚度可以，例如由蝕刻持續(xù)時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)。如方法1000 中所示，基片140可以是，例如BSOI晶片?；?40的各層也可以由其 他材料組成。
圖3(A)-(D)，顯示了制造微機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法300的示意圖，其中器件 層IIO包括對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例的一體形成的阻擋層。方法300大部分對(duì) 應(yīng)于上述的方法200。但是，限定器件層110的預(yù)定厚度的阻擋層312 — 體形成在器件層110中或一體形成在其上。器件層110的預(yù)定厚度被限定， 在減小232器件層110的厚度時(shí)，由于當(dāng)?shù)竭_(dá)阻擋層312時(shí)分別結(jié)束去除 1021載體層120之后的蝕刻或者使該蝕刻速度大幅度減小，從而器件層 110的厚度不會(huì)隨著較長(zhǎng)時(shí)間的蝕刻而顯著改變。這樣，蝕刻持續(xù)時(shí)間就 不是很關(guān)鍵。阻擋層312可以含有，例如摻雜硅。阻擋層可以局部限定于 需要減薄的區(qū)域中。作為將阻擋層一體形成到器件層中的另一種選擇，阻 擋層也可以沉積到器件層上。
這樣，可以通過(guò)其中制造阻擋層的簡(jiǎn)單的附加工藝步驟而避免了使器 件層110的厚度減小得太多的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的一些實(shí)施例包括制造預(yù)構(gòu)造的基片。
圖4(A)-(C)顯示了制造作為本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)構(gòu)造的基片140的方法
9400的示意圖。方法400類似于圖9所示的方法900，因此相同的元件用 相同的附圖標(biāo)記表示。但是，與圖9中不同，在連接910到器件層110之 前，設(shè)置在載體層120和器件層IIO之間并位于載體層120表面上的中間 層130被構(gòu)造在之后去除器件層110的那些位置121處，從而在那些位置 121處暴露載體層120的表面122?；?40的各個(gè)獨(dú)立層所使用的材料 不一定要與所描述的用于方法900的基片的那些層相同。
圖5(A)-(C)顯示了制造預(yù)構(gòu)造的基片140的方法500的示意圖，其中 器件層110的表面具有對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例的附加層512。方法500類似 于圖4所示的方法，因此相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示。但是，在將 其表面122上存在預(yù)構(gòu)造的中間層的載體層120和器件層110連接910之 前，在器件層110的表面上，形成了相對(duì)于載體層120的材料有效的作為 蝕刻阻擋物的附加層512。在連接910之后，在器件層110的遠(yuǎn)離載體層 120的表面514上的附加層512再次被去除，如圖5C所示?；?40的 各個(gè)獨(dú)立層所使用的材料不一定要與用于方法900的基片所使用的材料相 同。
圖6(A)-(D)顯示了制造微機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法600的示意圖，其中，器件 層110的表面至少在一個(gè)區(qū)域中包括對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例的附加層512。 基片140用于該方法600，其中，在器件層110的面對(duì)載體層120的表面 的至少一個(gè)區(qū)域中，設(shè)置了相對(duì)于載體層120的材料有效的作為蝕刻阻擋 物的附加層512。這可以是，例如根據(jù)方法500制造的基片140。微機(jī)械 結(jié)構(gòu)或微機(jī)械元件的制造分別類似于方法200。由于附加層512的存在， 在方法600中載體層120的去除1021及器件層110厚度的減小232不能 在一個(gè)工藝步驟中進(jìn)行。首先，在背部掩模1022限定的位置處去除載體 層120被去除。之后，去除器件層110表面上附加層512，最后，將器件 層110的厚度減小到預(yù)定的厚度126，如圖6(C)所示。方法600可以在， 例如需要在整個(gè)基片區(qū)域中提高載體層120的蝕刻1021均勻性時(shí)使用。 這種蝕刻均勻性的改善通過(guò)附加層512的蝕刻阻擋物來(lái)獲得，由此，去除 1021載體層120的較長(zhǎng)時(shí)間的蝕刻變得不那么關(guān)鍵。與中間層130相比， 附加層512更薄，因此，附加層512的蝕刻穿透不會(huì)完全去除中間層130。 中間層130的厚度與附加層512的厚度之比為，例如，1000: 50。圖7顯示了對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例的具有扭轉(zhuǎn)彈簧702和變薄的電勢(shì)通
道704的二維掃描儀700的平面示意圖。掃描儀700構(gòu)造在基片的器件層 中或構(gòu)造在其上，并且包括兩個(gè)用作扭轉(zhuǎn)彈簧的相向梁702，至少一個(gè)， 例如蜿曲的電勢(shì)通道704設(shè)置在靠近各個(gè)梁702的兩側(cè)上。掃描儀懸浮在 形成扭轉(zhuǎn)彈簧的兩個(gè)梁702，并懸浮在四個(gè)電勢(shì)通道704上。但是，這四 個(gè)蜿曲的電勢(shì)通道704位于其器件層厚度減小的區(qū)域706中。因此，掃描 儀的物理性能，例如固有頻率主要由扭轉(zhuǎn)彈簧的梁702確定。由此，設(shè)備 700的性能與不具有電勢(shì)通道704的設(shè)備基本上相同。通過(guò)在某些區(qū)域706 減小器件層的厚度，就可以制造例如，具有一個(gè)或幾個(gè)與扭轉(zhuǎn)彈簧分開(kāi)的 電勢(shì)通道704，并且仍然具有其機(jī)械性能(例如，固有頻率)主要由扭轉(zhuǎn)彈 簧來(lái)確定的優(yōu)勢(shì)的設(shè)備。
該方法的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，可以在單個(gè)蝕刻步驟中形成具有不同階梯
(深度)或漸變的深度路線的溝槽。
圖8顯示了對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例的具有變薄的扭轉(zhuǎn)彈簧或轉(zhuǎn)換彈簧
(和電勢(shì)通道)以及用于增加鏡子諧振頻率的變薄的鏡的二維掃描儀的平 面示意圖。掃描儀800包括在各位于兩個(gè)相向側(cè)的三個(gè)梁802，這些梁共 同確定扭轉(zhuǎn)彈簧的方向和性能，并且可以額外用作電勢(shì)通道。進(jìn)一步地， 鏡806設(shè)置在掃描儀的中間。例如，這六個(gè)梁和至少一部分鏡位于其器件 層厚度減小的區(qū)域804中，以便提高鏡子諧振頻率。掃描儀由梁802懸浮， 其中梁802的數(shù)目并不一定是六個(gè)，也可以更多或更少。進(jìn)一步地，并不 一定所有的梁802都必須位于其器件層厚度減小的區(qū)域804中。掃描儀的 物理性能可以通過(guò)改變器件層的厚度，以及通過(guò)改變其器件層厚度減小的 區(qū)域804來(lái)適應(yīng)各種需求。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，微機(jī)械結(jié)構(gòu)可以通過(guò)使用預(yù)構(gòu)造的BSOI 晶片來(lái)制造，該晶片在需要的位置上具有作為掩模的已構(gòu)造的BOX。之 后，在去除BOX時(shí)會(huì)自動(dòng)去除該掩模。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，這種晶片可以實(shí)施從背部局部蝕刻器件層 的方法，其中前部和后部并不一定要進(jìn)行額外加工并提供掩模。這可以例 如通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)展已經(jīng)在TMAH中使用的濕法蝕刻來(lái)實(shí)施。另一種可能是， 例如，等離子蝕刻，但是，等離子蝕刻得在蝕刻腔中與前側(cè)接觸相結(jié)合。本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例可以分別利用第三個(gè)尺寸或器件層的厚度 變化來(lái)調(diào)節(jié)物理性能，例如質(zhì)量、剛性、熱容、層張力、動(dòng)態(tài)性能或電阻 抗。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，待限定的層厚的尺寸限制通過(guò)下述方式實(shí) 現(xiàn)，例如通過(guò)以恒定的并且完善控制的蝕刻速率進(jìn)行的暫時(shí)蝕刻，通過(guò)依 據(jù)能夠以干涉測(cè)量方式執(zhí)行的光學(xué)終點(diǎn)控制的蝕刻停止，或通過(guò)一體形成 在器件層中的阻擋層來(lái)進(jìn)行限制。這里，阻擋層可以，例如，以電化學(xué)、 化學(xué)或"自停止"方式起作用。電化學(xué)有效的阻擋層可以通過(guò)，例如摻雜 步驟，即摻雜材料梯度或慘雜材料的改變(P/N)來(lái)制造。因此，可以通過(guò)在 阻擋層和器件層上施加不同的電勢(shì)來(lái)進(jìn)行蝕刻停止?；瘜W(xué)有效的阻擋層可 以，例如，通過(guò)用更高選擇性的材料制作阻擋層來(lái)獲得，例如以氧化硅代 替硅。進(jìn)一步地，在非均勻蝕刻中，能夠形成"自停止"阻擋層，例如在 器件層中進(jìn)行高摻雜的區(qū)域，或者在器件層的表面所形成的111面。
通常，應(yīng)該注意的是，術(shù)語(yǔ)阻擋層和蝕刻停止并不僅僅包括完全停止 蝕刻或者減小器件層的厚度，同樣也意味著蝕刻的明顯減慢或器件層厚度 明顯減小，因此，器件層的厚度不會(huì)隨著較長(zhǎng)的工藝持續(xù)時(shí)間而明顯地改 變。
本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例包括待變薄的元件或者在其器件層厚度減 小的區(qū)域中的元件，例如彈簧(扭轉(zhuǎn)，彎曲)、通道或電勢(shì)通道、熱的、 壓電的和其他致動(dòng)器(例如，通過(guò)使用層堆棧)或者引起振動(dòng)質(zhì)量改變的元 件。
本發(fā)明的一些實(shí)施例包括微元件，例如掃描儀鏡、轉(zhuǎn)換鏡(例如移相器) 或諧振或準(zhǔn)靜態(tài)型的聚焦元件(例如，光致動(dòng)器)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例包括具有簡(jiǎn)單的扭轉(zhuǎn)彈簧(與器件層高度相 同)和平行于該軸的一些硅結(jié)構(gòu)(從背部變薄或具有減小的器件層厚度)的 掃描儀鏡。因此，諧振頻率分別由扭轉(zhuǎn)彈簧和變薄的結(jié)構(gòu)或者其器件層厚 度減小的結(jié)構(gòu)決定，這些結(jié)構(gòu)用于在不會(huì)顯著影響頻率的情況下提供電 勢(shì)，這就允許進(jìn)行頻率很低的諧振，同時(shí)能夠?yàn)槔鐐鞲衅魈峁┮恍╇妱?shì)。 這些通道結(jié)構(gòu)可以是直的，或者例如蜿曲形的，以便減小剛性，扭轉(zhuǎn)彈簧 也可以用作通道。掃描儀的機(jī)械懸浮基本上可以由一些平行的變薄的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。變薄的結(jié)構(gòu)可以作為導(dǎo)體和/或傳導(dǎo)路徑的載體來(lái)操作。 本發(fā)明的一些實(shí)施例具有工藝控制簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例具有使用現(xiàn)有的工藝而不必改變工藝控制 的優(yōu)勢(shì)。它們僅僅需要對(duì)晶片的制造作一些微小的改變。
本發(fā)明的一些實(shí)施例具有能夠?qū)雍穸冗M(jìn)行精確調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)。這個(gè)可 以，例如部分以"自停止"方式進(jìn)行。
本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例包括變薄的彈簧、電通道或地線。
本發(fā)明的一些實(shí)施例包括由單晶硅制成的器件層和載體層、填充有多 晶硅的隔離溝槽、由二氧化硅制成的中間層、由鋁-硅-銅合金制成的導(dǎo)電 路徑和結(jié)合墊，以及鋁制成的鏡。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及下述結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
*數(shù)據(jù)獲取微系統(tǒng)(例如， 一維掃描儀、二維掃描儀、顯微鏡)； *數(shù)據(jù)輸出微系統(tǒng)(例如激光顯示器、激光投影儀、激光打印機(jī)、發(fā) 光器)；
*光學(xué)路徑控制微系統(tǒng)(例如，分光計(jì)、路徑長(zhǎng)度調(diào)制器)；
*壓力、加速度和粘性傳感器，或
*需要兩級(jí)操作的微機(jī)械齒輪元件(例如，鐘表行業(yè)的齒輪或鐘表發(fā)
條(clock anchor))。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)造基片(140)的器件層(110)的方法(100)，其中，基片(140)包括載體層(120)、器件層(110)和設(shè)置在載體層(120)與器件層(110)之間的中間層(130)，并且其中中間層(130)被構(gòu)造為至少在一個(gè)部位(121)中暴露載體層(120)的面對(duì)器件層(110)的第一表面(122)，其中，從載體層(120)的與第一表面(122)相對(duì)的第二表面(124)開(kāi)始，器件層(110)的厚度在去除中間層(130)的那些部位(121)處被減小到預(yù)定的厚度(126)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，減小的方式包括蝕刻。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，相對(duì)于載體層(120)和器 件層(110)的材料而言，所述中間層(130)用作蝕刻阻擋物。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，器件層(110)的預(yù)定厚度 由蝕刻持續(xù)時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在減小步驟中，器件層(IIO) 的厚度由光學(xué)終點(diǎn)控制器來(lái)監(jiān)控，其中，當(dāng)達(dá)到預(yù)定厚度時(shí)終止減小步驟。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，器件層(110)包括一體形 成在器件層(110)中或者沉積在器件層上的阻擋層，所述阻擋層限定了器件 層(110)的預(yù)定厚度。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述阻擋層和器件層(IIO) 具有不同的摻雜材料濃度。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，器件層(110)和阻擋層之 間的摻雜材料濃度逐步地或連續(xù)地變化，或者選擇不同的摻雜材料濃度來(lái) 限定pn轉(zhuǎn)變。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在器件層(110)和阻擋層 上施加不同的電勢(shì)。
10. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，阻擋層由不同于器件層 (IIO)的材料組成。
11. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，設(shè)置在器件層上的阻擋 層具有不同于器件層(110)的晶體結(jié)構(gòu)或晶體取向。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在至少一個(gè)部位上，在減小器件層(110)厚度的一個(gè)工藝步驟中執(zhí)行載體層(120)的去除。
13. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，器件層(110)在與載體層 (120)的第一表面(122)相對(duì)的至少一個(gè)區(qū)域中包括相對(duì)于載體層(120)的材 料有效的作為蝕刻阻擋物的附加層。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，減小方式包括下述步驟蝕刻載體層(120)，直到附加層暴露出來(lái)； 去除器件層(110)表面上的附加層；和將器件層(110)蝕刻到預(yù)定厚度。
15. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述基片為BSOI晶片。
16. —種制造微機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法，包括提供基片(140)，所述基片包括器件層(IIO)、載體層(120)和設(shè)置在器 件層(110)與載體層(120)之間的中間層(130)，其中，中間層(130)被構(gòu)造為 至少在一個(gè)部位(121)中暴露載體層(120)的面對(duì)器件層(110)的第一表面 (122);禾口在基片(140)的器件層(110)中形成微機(jī)械結(jié)構(gòu)，其中，微機(jī)械結(jié)構(gòu)的形 成包括根據(jù)權(quán)利要求1到15任意一項(xiàng)所述的方法在微機(jī)械結(jié)構(gòu)的至少一 個(gè)區(qū)域上將器件層(110)的厚度減小到預(yù)定厚度。
17. 微機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括基片(140)，其包括器件層(IIO)、載體層(120)和設(shè)置在器件層(110)與 載體層(120)之間的中間層(130)，其中，中間層(130)被構(gòu)造為至少在一個(gè) 部位中暴露載體層(120)的面對(duì)器件層(110)的第一表面(122);禾口微機(jī)械結(jié)構(gòu)區(qū)域中的至少一個(gè)部位，其中根據(jù)權(quán)利要求1到15任意 一項(xiàng)所述的方法減小器件層(110)的厚度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的微機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，在至少一個(gè) 部位上減小器件層(110)的厚度，以便影響微機(jī)械結(jié)構(gòu)的諧振頻率。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的微機(jī)械結(jié)構(gòu)(700)，其特征在于，所述微 機(jī)械結(jié)構(gòu)是二維掃描儀鏡并且包括至少一個(gè)靠近掃描儀鏡的扭轉(zhuǎn)彈簧的 導(dǎo)電通道，所述通道被構(gòu)造在其器件層厚度減小的部位中或在其上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的微機(jī)械結(jié)構(gòu)(800)，其特征在于，所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)是二維掃描儀鏡，其中所有扭轉(zhuǎn)彈簧和電勢(shì)通道以及至少部分加 工成鏡的區(qū)域被構(gòu)造在其器件層厚度減小的部位中。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的微機(jī)械結(jié)構(gòu)(800),用作數(shù)據(jù)獲取微系統(tǒng)， 數(shù)據(jù)輸出微系統(tǒng)，光學(xué)路徑控制微系統(tǒng)，壓力、加速度或粘性傳感器，或 者微機(jī)械齒輪。
全文摘要
一種構(gòu)造基片的器件層的方法，其中，基片包括載體層、器件層和設(shè)置在載體層與器件層之間的中間層。由此，中間層被構(gòu)造為至少在一個(gè)部位中暴露載體層的面對(duì)器件層的第一表面。從載體層的與第一表面相對(duì)的第二表面開(kāi)始，器件層的厚度在去除中間層的那些位置處被減小到預(yù)定的厚度。
文檔編號(hào)B81B7/00GK101597021SQ20091014267
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者克利斯汀·德拉貝, 托馬斯·克洛斯 申請(qǐng)人:弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)