112到層堆疊中。在通道結(jié)構(gòu)112已被刻蝕之后可以去除掩膜結(jié)構(gòu)。
[0022]在圖1C中示出的下一個(gè)步驟中，執(zhí)行層102和106的選擇性刻蝕以至少去除層102的部分和層106的部分。經(jīng)由通道結(jié)構(gòu)112提供用于刻蝕層102和106的刻蝕劑。由于從層堆疊的頂(即從層110的頂表面)提供刻蝕劑并且考慮到層106比層102更接近頂，在層106中比在層102中更大的部分被刻蝕。在示出的實(shí)施例中，在層102和106的橫向方向中不提供刻蝕停止以在橫向方向上停止層102和106的刻蝕。因此，在層102和106中被去除的部分在橫向方向上的延伸僅由刻蝕時(shí)間和刻蝕速率限定。
[0023]在實(shí)施例中，在通道結(jié)構(gòu)112之間在層堆疊的部分114中全部去除層102和106。在層堆疊的部分114中，通過(guò)在層堆疊的部分114中去除層102，在層108和層104之間生成第一間隙116。此外，通過(guò)在層堆疊的部分114中去除層106，在層104和層110之間生成第二間隙118。作為選擇性刻蝕的結(jié)果，釋放形成MEMS器件的可移動(dòng)元件的層104的部分104A，并且該部分104A其后是可移動(dòng)元件104A。此外，橫向于可移動(dòng)元件104A并且被通道結(jié)構(gòu)112分離的部分104B在選擇性刻蝕之后保留并且形成層104的不可移動(dòng)部分104B。
[0024]圖1D示出在施加密封工藝用于在層110中密封由通道結(jié)構(gòu)112生成的孔之后的MEMS器件。在圖1D中示出的實(shí)施例中，層110以單晶材料密封，例如通過(guò)單晶半導(dǎo)體材料的外延沉積。這允許制造進(jìn)一步垂直堆疊的MEMS器件，如關(guān)于圖7A到7E將描述的。然而要指出密封工藝能夠包含其它密封工藝，諸如多晶材料或其它材料的沉積。在一些實(shí)施例中，刻蝕工藝可以在密封工藝之后施加以得到平坦表面。在一些實(shí)施例中，密封提供包含可移動(dòng)元件的氣密密封的空腔。氣密密封的空腔允許可移動(dòng)元件在低壓下移動(dòng)，由此減少由環(huán)境空氣引起的阻尼和其它效應(yīng)。
[0025]如能夠從圖1D看到，通道結(jié)構(gòu)112限定層104的可移動(dòng)元件104A和不可移動(dòng)部分104B之間的橫向間隙。通道結(jié)構(gòu)112因而不僅被用于提供用于對(duì)層102和106的選擇性刻蝕的刻蝕劑而且限定層104的可移動(dòng)元件104A和不可移動(dòng)部分之間的橫向間隙，其允許可移動(dòng)兀件104A以橫向方向移動(dòng)并且比如感測(cè)層104的可移動(dòng)兀件104A和不可移動(dòng)部分104B之間的距離變化。
[0026]取決于MEMS器件的類型和應(yīng)用，可移動(dòng)元件104A能夠具有多種形式和結(jié)構(gòu)。可移動(dòng)元件104A可以包含下述任何元件:該元件能夠相對(duì)于MEMS器件的不可移動(dòng)部分諸如不可移動(dòng)部分104B或襯底機(jī)械移動(dòng)整個(gè)元件或元件的部分。機(jī)械移動(dòng)可以包含由作用在MEMS器件上的機(jī)械力引起的移動(dòng)，諸如加速或旋轉(zhuǎn)。在這樣的應(yīng)用中，能夠感測(cè)可移動(dòng)元件104A的移動(dòng)并且基于感測(cè)的移動(dòng)能夠確定表示物理動(dòng)作的量。機(jī)械移動(dòng)也可以包含MEMS器件本身誘導(dǎo)的移動(dòng)，比如通過(guò)施加電驅(qū)動(dòng)信號(hào)以誘導(dǎo)這樣的移動(dòng)。MEMS器件可以是傳感器、致動(dòng)器或振蕩器比如以提供定時(shí)應(yīng)用。機(jī)械移動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)、線性移動(dòng)、彎曲移動(dòng)、應(yīng)變移動(dòng)、應(yīng)力移動(dòng)、壓縮移動(dòng)或其它類型機(jī)械移動(dòng)。可移動(dòng)元件104A可以是橫梁或懸臂，其錨定在一個(gè)或多個(gè)錨部分處以允許圍繞錨部分的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)或兩個(gè)錨部分之間的移動(dòng)或橫梁的彎曲?？梢苿?dòng)元件104A可以包含特定結(jié)構(gòu)，諸如允許以高信號(hào)強(qiáng)度電容性感測(cè)移動(dòng)的指狀結(jié)構(gòu)。指狀結(jié)構(gòu)可以以不可移動(dòng)部分的指狀結(jié)構(gòu)交叉指型布置。在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)元件104A可以包含膜狀元件，該膜狀元件能夠響應(yīng)于機(jī)械力或施加的電信號(hào)而彎折或變形。
[0027]在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)元件104A可以能夠僅在一個(gè)維度上移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)元件可以能夠在兩個(gè)維度上移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)元件104A可以能夠在三個(gè)維度上移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)元件104A可以能夠旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)元件104A可以能夠線性移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)元件104A可以能夠旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和線性移動(dòng)。
[0028]在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)兀件104A可以在橫向方向上是可移動(dòng)的，使得可移動(dòng)兀件104A和層104的剩余部分之間的間隙距離由于移動(dòng)而改變。物理量諸如加速度或旋轉(zhuǎn)速率可以通過(guò)可移動(dòng)元件104A的這樣的移動(dòng)來(lái)檢測(cè)。層104的不可移動(dòng)部分104B和可移動(dòng)元件104A之間的間隙距離的變化比如能夠通過(guò)檢測(cè)層104的不可移動(dòng)部分104B和可移動(dòng)元件104A之間的電容的改變來(lái)測(cè)量。物理量能夠通過(guò)在電子電路中的電容信號(hào)的進(jìn)一步評(píng)估和處理來(lái)檢測(cè)。電子電路可以被單片集成在MEMS器件中或可以被提供在分離的集成電路器件內(nèi)。在其它實(shí)施例中，可移動(dòng)元件104A可以能夠在垂直方向上移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，可移動(dòng)元件104A可以能夠在垂直方向和橫向方向上移動(dòng)。
[0029]為了檢測(cè)目的，當(dāng)形成層104時(shí)或在工藝的稍后階段處能夠施加摻雜工藝。層104的摻雜增加層104的不可移動(dòng)部分104B和可移動(dòng)元件104A的導(dǎo)電率，并且可以因此增強(qiáng)它們之間的電容的檢測(cè)?？梢苿?dòng)元件104A和不可移動(dòng)部分104B之間的電隔離比如能夠通過(guò)不同摻雜類型的摻雜工藝以形成電隔離P-η結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0030]進(jìn)一步要提及在一些實(shí)施例中晶體管可以在晶體管區(qū)中形成以為MEMS提供集成電路。特別地，由于所描述的實(shí)施例使用單晶層用于形成MEMS元件，所以在工藝(諸如雙極、MOS、CMOS或BiCMOS工藝）中提供的晶體管結(jié)構(gòu)能夠在已形成MEMS元件之后在橫向于MEMS區(qū)的晶體管區(qū)中形成。
[0031]現(xiàn)在圖2示出依據(jù)示例實(shí)施例的在x-y平面中的層104的示意頂視圖。圖2示出能夠以在本文實(shí)施例中描述的工藝來(lái)形成的加速度計(jì)MEMS器件。圖2示出可移動(dòng)元件104A作為帶有多個(gè)指狀部的橫梁，該多個(gè)指狀部與層104的不可移動(dòng)部分的指狀部交叉指型布置并且通過(guò)由通道結(jié)構(gòu)112限定的間隙分離?？梢苿?dòng)元件104A在錨部分處機(jī)械連接到不可移動(dòng)部分104B。要指出為了圖解目的圖2僅示出示意MEMS器件，并且在其它實(shí)施例中能夠提供MEMS器件的多種其它類型、結(jié)構(gòu)尺寸或形式。比如，在其它變化和修改之中，在其它實(shí)施例中圖2中示出的電極指狀部可以具有不同尺寸、形狀并且指狀部的數(shù)目可以更小或更高，可移動(dòng)元件104A和不可移動(dòng)部分之間提供的間隙可以具有不同尺寸等等。
[0032]在圖5中，解釋依據(jù)在本文中描述的實(shí)施例的用于制造MEMS器件的流程圖500。
[0033]流程圖500在502處以下述開(kāi)始：形成堆疊，該堆疊包括第一、第二和第三單晶層(比如半導(dǎo)體層102、104、106)。如早前描述的，第二單晶半導(dǎo)體層在第一和第三單晶半導(dǎo)體層之間形成，并且第二單晶半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料與第一和第三單晶半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料不同。在504處，可移動(dòng)元件通過(guò)同時(shí)刻蝕第一和第三單晶層的部分來(lái)釋放。
[0034]在一些實(shí)施例中，第一、第二和第三單晶半導(dǎo)體層通過(guò)外延生長(zhǎng)工藝來(lái)形成。在實(shí)施例中，可移動(dòng)元件由第二單晶層的部分形成。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體層堆疊進(jìn)一步包括第四和第五半導(dǎo)體層(例如，層108和110)，其中第一單晶半導(dǎo)體層在第四半導(dǎo)體層上方形成并且其中第五半導(dǎo)體層在第三單晶半導(dǎo)體層上方形成。第四半導(dǎo)體層可以是半導(dǎo)體晶片襯底諸如非SOI晶片襯底。在垂直方向中，第四半導(dǎo)體層和第二單晶半導(dǎo)體層之間的第一間隙以及第二單晶半導(dǎo)體層和第五半導(dǎo)體層之間的第二間隙通過(guò)第一和第三單晶半導(dǎo)體層的至少部分的刻蝕來(lái)形成。
[0035]在一些實(shí)施例中，第二單晶半導(dǎo)體層以及第四和第五半導(dǎo)體層包括相同的半導(dǎo)體材料。
[0036]在一些實(shí)施例中，第一和第三單晶半導(dǎo)體層包括與第二單晶半導(dǎo)體層以及第四和第五半導(dǎo)體層不同的半導(dǎo)體材料。
[0037]在一些實(shí)施例中，第一和第三單晶半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)具有第一晶格常數(shù)，該第一晶格常數(shù)與第二單晶半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)的第二晶格常數(shù)不同，其中第一和第二晶格常數(shù)的差不大于X%。
[0038]在一些實(shí)施例中，第一和第三單晶半導(dǎo)體層包括化合物半導(dǎo)體。依據(jù)一些實(shí)施例，第二單晶半導(dǎo)體層的晶體結(jié)構(gòu)是由第一原子的晶格布置形成的非化合物半導(dǎo)體，并且化合物半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)由第一原子和第二原子的晶格布置形成。第一和第二原子可以是化學(xué)元素周期表中的同族的化學(xué)元素。
[0039]如以上概述，第一和第三單晶半導(dǎo)體層中的每個(gè)的至少部分的刻蝕去除在第二單晶半導(dǎo)體層的第一部分上方和下方的第一和第三單晶半導(dǎo)體層的至少部分，同時(shí)第一和第三單晶半導(dǎo)體層保留在第二單晶半導(dǎo)體層的第二部分上方和下方。要指出用于釋放可移動(dòng)元件的刻蝕能夠從前側(cè)(頂側(cè))來(lái)提供，從而避免背側(cè)刻蝕和制造工藝。
[0040]在一些實(shí)施例中，不對(duì)刻蝕提供橫向于第一和第三單晶半導(dǎo)體層的刻蝕停止來(lái)停止第一和第三單晶半導(dǎo)體層的至少部分的刻蝕。
[0041]在一些實(shí)施例中，提供橫向于第一和第三單晶半導(dǎo)體層中的至少一個(gè)的橫向刻蝕停止來(lái)停止第一和第三單晶半導(dǎo)體層的至少部分的刻蝕。以下參考圖4A到4H將進(jìn)一步描述在其中使用刻蝕停止的實(shí)施例。
[0042]在一些實(shí)施例中，經(jīng)由至少在第一和第三單晶半導(dǎo)體層之間垂直延伸的通道來(lái)提供用于刻蝕第一和第三層的部分并且釋放可移動(dòng)元件的刻蝕劑。通道比如可以由刻蝕到層堆疊中的垂直溝槽形成。因而，可移動(dòng)MEMS元件的垂直延伸等于第二單晶半導(dǎo)體層的垂直延伸，其中在可移動(dòng)MEMS元件的下方的第一間隙的垂直延伸等于第一單晶半導(dǎo)體層的垂直延伸，并且在可移動(dòng)MEMS元件的上方的第二間隙的垂直延伸等于第三單晶半導(dǎo)體層的垂直延伸。
[0043]圖6示出工藝600，該工藝600在602處以下述開(kāi)始:形成堆疊，該堆疊包括第一、第二和第三單晶層。在604