CN101274741A - 微移动器件、晶片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微移动器件、晶片及其制造方法。该微移动器件通过加工多层结构的材料基板而获得，该多层结构包括：第一层；第二层，在其位于该第一层一侧的表面上具有微细粗糙区；以及中间层，其设置在该第一层与该第二层之间，该微移动器件包括在该第一层中形成的第一结构和在该第二层中形成的第二结构。该第二结构包括经由间隙与第一结构相对的、并在其位于第一结构一侧具有微细粗糙区的部分，且该第二结构相对于该第一结构可相对移位。
Description
技术领域
本发明涉及一种由微机械加工技术生产的微移动器件。也涉及一种用于制造微移动器件的晶片，以及制造该晶片的方法。
背景技术
近来，微机械加工器件被用于很多应用中。这些器件包括诸如角速度传感器、加速度传感器或微镜器件等微振荡元件，该微振荡元件具有微移动部分或振荡部分。角速度传感器和加速度传感器例如应用于摄像机或装有摄像头的移动电话中，用于针对使用者的手的动作而稳定图像，还应用于汽车导航系统、气囊释放定时系统、或机器人中，用于控制其姿态。微镜器件例如在光盘技术或光通信技术领域中用以进行光反射。这种微移动器件通常包含固定部分、可移位的可移动结构、和连接该固定部分和可移动结构的连接部分。这样配置的微移动器件例如可以在下列专利文献1至3中找到：
专利文献1：JP-A-2003-19700
专利文献2：JP-A-2004-341364
专利文献3：JP-A-2006-72252
图13描述了微移动器件X2，其是现有的微移动器件的实例。微移动器件X2包括固定部分81和可移动结构82，并且该微移动器件X2被设计为执行预定功能。固定部分81和可移动结构82经由图13中未示出的连接部分连接。例如，将可移动结构82设置为进行如图13中箭头D所示的移位。
图14示出微移动器件X2的一些制造工艺。为了制造微移动器件X2，首先要制备图14(a)所示的材料基板90，该材料基板90是所谓的绝缘体上硅(以下称为SOI)晶片，并具有多层结构，该多层结构包括硅层91、硅层92、和设置于它们之间的中间层93。该中间层93的厚度大约为1μm。
然后，如图14(b)所示，经由预定掩模而在硅层91上执行各向异性干蚀刻工艺，以便形成将要设置于硅层91上的部分(例如在固定部分81、可移动结构82和连接部分中的一部分)。
如图14(c)所示，经由预定掩模，在硅层92上执行另一各向异性干蚀刻工艺，以便形成将要设置于硅层92上的部分(例如固定部分81的一部分)。
接下来转到图14(d)，在中间层93上执行各向同性蚀刻工艺，以去除其暴露的部分和位于固定部分81与可移动结构82之间的部分。通过包含这些工艺的方法，即可获得微移动器件X2。
在微移动器件X2中，在之前参照图14(d)而描述的蚀刻工艺后，或在器件工作时，如图15所示，该可移动结构82可能会意外地与固定部分81粘连。这种粘连会抑制可移动结构82的移位，从而导致微移动器件X2不能正常工作。
为了避免这种粘连，在参照图14(d)所述的蚀刻工艺后，主要是对固定部分81中与可移动结构82相对的表面81a、以及可移动结构82中与固定部分81相对的表面82a执行预定的各向同性干蚀刻或各向同性湿蚀刻工艺，从而使表面81a和表面82a粗糙化。而通过给表面81a和表面82a提供一定的粗糙度，就可以避免粘连。或者，在参照图14(d)所述的蚀刻工艺之后，主要是对表面81a和表面82a进行防水硅烷化涂覆工艺，以避免粘连。
然而，上述的措施可能并不适用于例如表面81a和82a过大之时，因为在这种情况下，很难对相对的表面81a和82a进行充分粗糙化或充分涂覆。另外，鉴于上述措施是在微移动器件X2各个部分制造完成后额外执行的，从微移动器件X2制造产量的角度出发，是不希望执行这些额外工艺的。
发明内容
鉴于上述情况而提出本发明。因此本发明的一个目的是提供一种微移动器件，其被配置为可以防止粘连并以高产率来制造。本发明的其他目的是提供一种用于制造这种微移动器件的晶片，以及制造这种晶片的方法。
本发明的第一方面提供一种微移动器件。该微移动器件通过加工多层结构的材料基板而获得，该多层结构包括：第一层；第二层，在其位于该第一层一侧的表面上具有微细(finely)粗糙区；以及中间层，其设置在该第一层与该第二层之间。该微移动器件包含形成于第一层中的第一结构和形成于第二层中的第二结构，其中该第二结构包括经由间隙与第一结构相对的、并在其位于第一结构一侧具有微细粗糙区的部分。第二结构相对于第一结构可移位(例如，移近或远离该第一结构)。该微移动器件可以用作角速度传感器或加速度传感器的一部分。
例如，通过在第一层上执行各向异性干蚀刻工艺以部分暴露具有上述多层结构的材料基板的中间层，而在第一层中形成微移动器件的第一结构。例如，通过在第二层上执行各向异性干蚀刻工艺，而在第二层中形成第二结构。然后，再执行例如各向同性湿蚀刻工艺，去除位于该第一结构和第二结构之间的中间层的一部分，从而使得第一结构和第二结构经由间隙而彼此相对。第二结构中位于第一结构一侧的表面(其原先是材料基板的一部分)就是该第二层中位于第一层一侧的微细粗糙区的一部分，因此而具有微细粗糙结构。在该微移动器件中，由于第二结构上设置的这种微细粗糙区，就可防止该第一结构和第二结构彼此之间意外粘连。
此外，在微移动器件的制造工艺中，因为用于防止粘连的微细粗糙结构在形成第一结构和第二结构之前已经存在，这就消除了在形成第一结构和第二结构其中至少一个之后、为防止粘连而执行蚀刻或涂覆工艺的需要。这种设置有利于以更高产量制造微移动器件。
因此，根据本发明第一方面的微移动器件适用于防止第一和第二结构的粘连，以及以高产量进行制造。
本发明的第二方面提供一种晶片。该晶片具有多层结构，该多层结构包括第一层、在位于第一层一侧具有微细粗糙区的第二层和设置于该第一层与第二层之间的中间层。这种晶片可作为用于制造根据第一方面的微移动器件的材料基板。
在本发明的第一和第二方面中，优选地，通过在第二层上沉积多晶硅和非晶硅其中之一，或通过在第二层的表面上执行蚀刻工艺，从而在第二层上设置微细粗糙区。这些方法可以在第二层上形成防止粘连的适当的微细粗糙结构。第二层的微细粗糙区的表面粗糙度例如不小于10nm，且不超过中间层厚度的20％。
本发明的第三方面是提供一种具有多层结构的晶片的制造方法，该多层结构包括第一层，在位于第一层一侧具有微细粗糙区的第二层、和设置于第一层与第二层之间的中间层。该方法包括：在预备第二层(pre-second layer)的表面上沉积多晶硅或非晶硅，或在预备第二层的表面上执行蚀刻工艺，从而形成微细粗糙区。然后，在预备第二层的微细粗糙区上形成预备中间层。预备第二层和预备第一层经由在微细粗糙区上形成的预备中间层相互连接。
本发明的第四方面是提供另外一种具有多层结构的晶片的制造方法，该多层结构包括第一层、在位于第一层一侧具有微细粗糙区的第二层、和设置于第一层与第二层之间的中间层。该方法包括：在预备第二层的表面上沉积多晶硅或非晶硅，或在预备第二层的表面上执行蚀刻工艺，从而形成微细粗糙区。然后，在预备第二层的微细粗糙区上形成预备中间层。然后，通过在预备中间层上沉积材料，形成第一层。
在本发明第三和第四方面中，优选地，预备中间层可以是绝缘层，比如氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层。
附图说明
图1是示出根据本发明的陀螺仪传感器的局部平面图；
图2是示出根据本发明的陀螺仪传感器的另一局部平面图；
图3是沿图1中III-III线的剖面图；
图4是沿图1中IV-IV线的剖面图；
图5是沿图1中V-V线的剖面图；
图6是沿图1中VI-VI线的剖面图；
图7是沿图1中VII-VII线的剖面图；
图8是沿图1中VIII-VIII线的剖面图；
图9以剖面图示出在如图1所示的陀螺仪传感器的制造工艺中的一些步骤；
图10示出在制造过程中，图9所示的步骤之后的一些步骤；
图11示出在制造过程中，图10所示的步骤之后的一些步骤；
图12示出另一晶片的制造工艺；
图13是示出现有的微移动器件的剖面图；
图14以截面图示出在图13所示的微移动器件的制造工艺中的一些步骤；以及
图15是示出图13所示的微移动器件发生粘连时的剖面图。
具体实施方式
图1至8示出根据本发明的陀螺仪传感器X1。图1是陀螺仪传感器X1的局部平面图，图2是陀螺仪传感器X1的另一局部平面图。图3至8分别是沿图1中的线III-III、IV-IV、V-V、VI-VI、VII-VII和VIII-VIII的剖面图。
陀螺仪传感器X1被用作角速度传感器，其包含焊接块(land)部分10、内框架20、外框架30、一对连接部分40、一对连接部分50、检测电极61(图1中未示出)、检测电极62A和62B(图2中未示出)、以及驱动电极71A、71B、72A、72B。该陀螺仪传感器X1属于通过使用体块(bulk)微机械加工技术(如MEMS技术)加工晶片(该晶片即所谓的SOI基板)而制造的传感器类型。该晶片具有多层结构，该多层结构例如包括第一硅层和第二硅层，以及设置于这两个硅层之间的绝缘层，其中通过掺入杂质而赋予该晶片预定的导电性。图1中的阴影部分表示得自第一硅层且与绝缘层相比更靠近观察者的部分。图2中的阴影部分表示得自第二硅层且与绝缘层相比更靠近观察者的部分。
焊接块部分10是得自第一硅层的部分。如图3和图5所示，该焊接块部分10包含埋设在其中的导电插栓11。
例如，如图3所示，内框架20具有多层结构，该多层结构包括得自第一硅层的第一层部分21、得自第二硅层的第二层部分22和设置在它们之间的绝缘层23。如图1所示，第一层部分21包含区块21a、21b、21c、21d、21e、21f。区块21a至21f通过间隙相互隔离。
例如图3和图4所示，外框架30具有多层结构，该多层结构包括得自第一硅层的第一层部分31、得自第二硅层的第二层部分32、和设置在它们之间的绝缘层33。如图1所示，第一层部分31包含区块31a、31b、31c、31d、31e、31f、31g、31h。区块31a至31h通过间隙相互隔离，并组成陀螺仪传感器X1中用于外部连接的端部。
一对连接部分40得自第一硅层，并用以连接焊接块部分10和内框架20。每个连接部分40均包含两个扭力杆41。如图1所示，将一个连接部分40的各扭力杆41连接至焊接块部分10，以及连接至内框架20的第一层部分21的区块21a，使得焊接块部分10和区块21a电连接。将另一连接部分40的各扭力杆41连接至焊接块部分10，以及连接至内框架20的第一层部分21的区块21d，使得焊接块部分10和区块21d电连接。这样配置的一对连接部分40定义了焊接块部分10的振荡运动的轴向中心A1。每个连接部分40包含两个扭力杆41，并且在这两个扭力杆41之间限定的间隙从内框架20向焊接块部分10逐步增大，从而有利于抑制在焊接块部分10的振荡运动中的不必要的位移分量。
一对连接部分50得自第一硅层，并用以连接内框架20和外框架30。每个连接部分50包含三个扭力杆51、52、53。如图1所示，将一个连接部分50中的扭力杆51连接至内框架20的第一层部分21的区块21a，以及连接至外框架30的第一层部分31的区块31a，从而将区块21a和区块31a电连接。将扭力杆52连接至内框架20的第一层部分21的区块21b，以及连接到外框架30的第一层部分31的区块31b，从而将区块21b和区块31b电连接。将扭力杆53连接至内框架20的第一层部分21的区块21c，以及连接到外框架30的第一层部分31的区块31c，从而将区块21c和区块31c电连接。将另一连接部分50中的扭力杆51连接到内框架20的第一层部分21的区块21d，以及连接至外框架30的第一层部分31的区块31d，使得区块21d和区块31d电连接。将扭力杆52连接至内框架20的第一层部分21的区块21e，以及连接至外框架30的第一层部分31的区块31e，使得区块21e和区块31e电连接。将扭力杆53连接至内框架20的第一层部分21的区块21f，以及连接至外框架30的第一层部分31的区块31f，使得区块21f和区块31f电连接。这样配置的一对连接部分50定义了内框架20的振荡运动的轴向中心A2。每个连接部分50包含两个扭力杆51、53，并且这两个扭力杆51、53之间限定的间隙从外框架30向内框架20逐步增大，从而有利于抑制在内框架20的振荡运动中出现的不必要的位移分量。
检测电极61是得自第二硅层的部分，并对应于根据本发明的第二结构。检测电极61包含微细粗糙区61a，例如，如图4和图5中以放大尺寸所示出的那样。微细粗糙区61a的表面粗糙度(Rz)例如是10至200nm。同时参照图3和图5，检测电极61经由得自绝缘层的绝缘层部分12连接到焊接块部分10，并通过贯穿该焊接块部分10和绝缘层部分12的导电插栓11电连接到焊接块部分10。
检测电极62A是得自第一硅层的部分，并对应于本发明的第一结构。如图5所示，检测电极62A包含从内框架20的第一层部分21的区块21b朝向焊接块部分10而延伸的部分，使得该部分与检测电极61相对。检测电极62A包含多个开口。
检测电极62B是得自第一硅层的部分，并对应于本发明的第一结构。如图5所示，检测电极62B包含从内框架20的第一层部分21的区块21e朝向焊接块部分10延伸的部分，使得该部分与检测电极61相对。检测电极62B包含多个开口。
如图1所示，驱动电极71A是得自第一硅层的梳齿状电极，并包含从内框架20的区块21c延伸出来的多个电极齿71a。例如图1和图6所示，电极齿71a相互平行。
驱动电极71B是得自第一硅层的梳齿状电极，并包含从内框架20的区块21f延伸出来的多个电极齿71b。电极齿71b相互平行。
驱动电极72A是得自第一硅层的梳齿状电极，且与驱动电极71A相对而设。该驱动电极72A包含从外框架30的区块31g延伸出来的多个电极齿72a。例如，如图1和图6所示，电极齿72a相互平行，并且还与驱动电极71A的电极齿71a相互平行。
驱动电极72B是得自第一硅层的梳齿状电极，且与驱动电极71B相对而设。驱动电极72B包含从外框架30的区块31h延伸出来的多个电极齿72b。电极齿72b相互平行，并且还与驱动电极71B的电极齿71b相互平行。
当驱动陀螺仪传感器X1时，使得可移动部分(焊接块部分10、内框架20、驱动电极61、62A、62B)以预先确定的频率或周期绕着轴向中心A2振荡。这样的振荡运动可通过在驱动电极71A和72A之间、以及在驱动电极71B和72B之间交替重复施加电压而实现。在此操作中，可以通过外框架30的区块31c、一个连接部分50中的扭力杆53和内框架20的区块21c而将电位提供至驱动电极71A。可以通过外框架30的区块31f、另一连接部分50中的扭力杆53和内框架20的区块21f而将电位提供至驱动电极71B。可以通过外框架30的区块31g而将电位提供至驱动电极72A。可以通过外框架30的区块31h而将电位提供至驱动电极72B。在本实施例中，例如，使驱动电极71A和71B接地，通过交替重复地给驱动电极72A和驱动电极72B提供电位，就可以使可移动部分发生振荡。
在使得可移动部分进行例如如上所述的振荡或振动的状态下，将预定的角速度或加速度作用于陀螺仪传感器X1，并因而作用于其可移动部分时，焊接块部分10与驱动电极61一起绕着轴向中心A1旋转移位至预定程度，从而改变检测电极61中的与检测电极62A相对的部分与该检测电极62A之间的间隙量，并改变检测电极61中的与检测电极62B相对的部分与该检测电极62A之间的间隙量(检测电极61和检测电极62A、62B之间可以彼此移近或远离)。这些间隙量值的改变导致检测电极61、62A之间、以及检测电极61、62B之间的静态电容量的改变。根据该检测电极61、62A之间、以及该检测电极61、62B之间的静态电容量的改变，就可以检测到焊接块部分10和驱动电极61的旋转位移量。然后，这样获得的检测结果被用于计算作用于可移动部分或陀螺仪传感器X1的角速度或加速度。
图9至图11示出陀螺仪检测器X1的制造方法。该方法描述了应用微机械加工技术来制造陀螺仪传感器X1的实例。图9(a)至11(d)以特定剖面图的截面变化的形式，依次示出在图11(d)中所示的焊接块部分L、框架F1和F2、连接部分C1和C2、以及电极E1、E2、E3、E4的形成过程。在待加工的晶片中，这种特定剖面图是多个预定部分中的一个部分的横截面示意性演示模型，其中该多个预定部分是包含在陀螺仪传感器的单个加工区中的。焊接块部分L对应于焊接块部分10的一部分。框架F1对应于内框架20，并表示内框架20的预定位置的横截面。框架F2对应于外框架30，并表示外框架30的预定位置的横截面。连接部分C1对应于连接部分40，并表示扭力杆41的横截面。连接部分C2对应于连接部分50，并表示扭力杆51、52、53的其中之一的纵截面。电极E1对应于驱动电极61的一部分。电极E2对应于驱动电极62A、62B。电极E3对应于检测电极71A、71B。电极E4对应于检测电极72A、72B。
为了制造陀螺仪传感器X1，首先，如图9(a)所示，一方面在晶片101上形成绝缘层102，另一方面则在晶片103上依次形成表面粗糙化层103A和绝缘层104。
晶片101对应于根据本发明的预备第一层，并例如由掺入杂质而赋予导电性的硅材料组成。适用的杂质实例包括p型杂质(比如B)和n型杂质(比如P和Sb)。绝缘层102可以由氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层组成。通过例如CVD或溅射工艺，该绝缘层102可以在晶片101上沉积预定的材料来形成。
晶片103对应于根据本发明的预备第二层，并例如由掺入杂质而赋予导电性的硅材料组成。适用的杂质实例包括p型杂质(比如B)、n型杂质(比如P和Sb)。表面粗糙化层103A例如由多晶硅或非晶硅组成，并包含微细粗糙区103a。晶片103的厚度例如是100至525μm。表面粗糙化层103A的厚度例如是1至2μm，微细粗糙区103a的表面粗糙度(Rz)优选为10nm或更多，例如为10至200nm。通过例如CVD工艺，表面粗糙化层103A可以在晶片103上沉积多晶硅或非晶硅来形成。绝缘层104可以用与绝缘层102相同的材料、并通过相同的工艺来形成。
然后参照图9(b)，经过上述工艺的晶片101和晶片103被连接。该连接方法的实例包括所谓的直接接合和室温接合。这种工艺提供多层结构，该多层结构包括得自晶片101的硅层201、得自晶片103与表面粗糙化层103A并包括微细粗糙区103a的硅层202、以及在接合绝缘层102、104时形成的绝缘层203。绝缘层203的厚度例如是1至2μm。微细粗糙区103a的表面粗糙度Rz优选为等于或小于绝缘层203厚度的20％。
然后如图9(c)所示，执行抛光工艺，以减小硅层201的厚度。在这种情况下，例如可以采用CMP工艺。在这种工艺之后，硅层201的厚度变成例如10至100μm。通过图9(a)至9(c)的一系列步骤，即可获得SOI晶片200。
接下来转到图10(a)，形成通孔201a，使其穿透硅层201和绝缘层203。更具体地，在硅层201上形成具有预定开口的抗蚀剂图案(未示出)之后，以该抗蚀剂图案作为掩模，执行深度反应离子蚀刻(下文称为DRIE)工艺，从而在硅层201上执行各向异性干蚀刻工艺，直至绝缘层203被部分暴露。在对侧壁交替执行蚀刻和保护的博施(Bosch)工艺中，DIRE工艺有助于各向异性干蚀刻工艺的正确执行。对于此处及随后的DRIE工艺，可采用博施工艺。然后通过不同的蚀刻工艺(例如，应用由氟酸和氟化氨组成的氢氟酸缓冲液的湿蚀刻，该氢氟酸缓冲液在下文中为BHF)去除绝缘层203的暴露部分。由此，就可以获得通孔201a。
参照图10(b)，形成导电插栓11。在这种情况下，通过用导电材料填充通孔201a以设置导电插栓11。
然后参照图10(c)，在硅层201上形成氧化物层图案204和抗蚀剂图案205，并在硅层202上形成氧化物层图案206。该氧化物层图案204具有对应于焊接块部分L、框架F1和F2，连接部分C1和C2、以及电极E2和E4的图案形状。该抗蚀剂图案205具有对应于电极E3的图案形状。该氧化物层图案206具有对应于框架F1、F2和电极E1的图案形状。
为了形成氧化物层图案204，首先执行CVD工艺以在硅层201的表面上沉积氧化硅，直至其厚度达到例如1μm。然后用预定的抗蚀剂图案作为掩模来执行蚀刻工艺，使得在硅层201上的氧化物层成形为预定的图案。也可以在蚀刻工艺之前，通过沉积氧化物材料，并在该氧化物层形成抗蚀剂图案，从而在硅层202上形成氧化物层图案206。另一方面，为了形成抗蚀剂图案205，首先通过旋转涂覆法而在硅层201上沉积预定的液态光致抗蚀剂。然后在曝光和显影工艺后，图案化该光致抗蚀剂。
接下来转至图10(d)，使用氧化物层图案204、205作为掩模来执行DRIE工艺，因此而在硅层201上执行蚀刻，直至硅层201达到预定的深度和厚度。该深度对应于电极E3(驱动电极71A、71B)的高度。
在去除如图11(a)所示的抗蚀剂图案205之后，使用氧化物层图案204作为掩模来执行DRIE工艺，因此而在如图11(b)所示的硅层201上进行蚀刻。在这个阶段，获得焊接块部分L，并获得框架F1的一部分、框架F2的一部分、连接部分C1和C2、以及电极E2、E3、和E4。
然后参照图11(c)，使用氧化物层图案206作为掩模来执行DRIE工艺，因此而在硅层202上进行蚀刻。在这个阶段，获得框架F1、F2的剩余部分和电极E1。
最后参照图11(d)，通过蚀刻去除绝缘层203和氧化物层204、206的暴露部分。这里，干蚀刻或湿蚀刻都可被使用。在使用干蚀刻的情况下，例如，可采用CHF3作为蚀刻气体。而在使用湿蚀刻的情况下，例如可采用BHF作为蚀刻溶液。
经过上述步骤，就形成了焊接块部分L、框架F1和F2、连接部分C1和C2、以及电极E1至E4，并得到陀螺仪传感器X1。
例如，如图5所示，在陀螺仪传感器X1中，检测电极61的位于检测电极62A、62B一侧的表面(微细粗糙区61a)(其原先是SOI晶片200的一部分)是硅层202的微细粗糙区103a的一部分，并具有微细粗糙结构。在该陀螺仪传感器X1中，正是由于设置在检测电极61上的该微细粗糙区61a，就能够防止检测电极61和检测电极62A、62B彼此之间的意外粘连。
此外，在陀螺仪传感器X1的制造过程中，用于防止粘连的微细粗糙结构在形成检测电极61和检测电极62A、62B之前已经存在，这就消除了在形成检测电极61和检测电极62A、62B中的至少一个之后、为了防止粘连而执行蚀刻工艺或涂覆工艺的必要性。这样配置的陀螺仪传感器X1有利于以更高产量进行制造。
因此，根据本发明的陀螺仪传感器X1，适用于防止检测电极61和检测电极62A、62B之间发生粘连，并适于以更高产量来制造。
图12示出在陀螺仪传感器X1的制造工艺中，可取代上述SOI晶片200的SOI晶片的制造方法。
首先参见图12(a)，一方面在晶片301上形成绝缘层302，另一方面则在晶片303上形成微细粗糙区303a，其后，在该微细粗糙区303a上形成绝缘层304。
晶片301对应于根据本发明的预备第一层，并例如由掺入杂质而赋予导电性的硅材料组成。适用的杂质实例例如包括p型杂质(比如B)、n型杂质(比如P和Sb)。绝缘层302可以由氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层组成。绝缘层302可以用与上述的绝缘层102相同的材料、并通过相同的工艺来形成。
晶片303对应于根据本发明的预备第二层，并例如由掺入杂质而赋予导电性的硅材料组成。可以通过在晶片303的表面上执行蚀刻工艺而形成微细粗糙区303a。在这种情况下，可采用SF6作为蚀刻气体来执行各向同性干蚀刻工艺，或者采用氟硝酸(fluoronitric acid)和乙酸的混合液作为蚀刻溶液来执行湿蚀刻工艺。微细粗糙区303a的表面粗糙度(Rz)优选为10nm或更多，例如为10至200nm。绝缘层304可以用与绝缘层102相同的材料、并通过相同的工艺来形成。
然后参见图12(b)，经过上述工艺的晶片301和303被连接。该连接方法的实例包括所谓的直接接合和室温接合。这种工艺提供多层结构，该多层结构包括得自晶片301的硅层401、得自晶片303且具有微细粗糙区303a的硅层402、以及在接合绝缘层302、304时形成的绝缘层403。绝缘层403的厚度例如是1至2μm。微细粗糙区303a的表面粗糙度Rz优选为等于或小于绝缘层403的厚度的20％。
接下来转到图12(c)，执行抛光工艺，以减小硅层401的厚度。在这种情况下，例如可以采用CMP工艺。在该工艺之后，硅层201的厚度变成例如10至100μm。通过图12(a)至12(c)所示的一系列步骤，即可获得SOI晶片400。在参照图10(a)至11(d)描述的制造工艺中，用SOI晶片400取代SOI晶片200，可等效地得到陀螺仪传感器X1。
通过在具有图9(a)所示的表面粗糙化层103A和绝缘层104的晶片103上沉积预定材料，也可以得到用于制造陀螺仪传感器X1的晶片。在这种情况下，例如，在表面粗糙化层103A上可以形成具有足够厚度的绝缘层104，然后，应用CMP等进行抛光以使之平坦化，之后，可在绝缘层104上沉积诸如多晶硅或多晶锗硅等多晶硅材料，使其达到预定的厚度。
通过在具有图12(a)所示的微细粗糙区303a和绝缘层304的晶片303上沉积预定材料，也可以得到用于制造陀螺仪传感器X1的晶片。在这种情况下，例如，可以在微细粗糙区303a上形成具有足够厚度的绝缘层304，然后，应用CMP等进行抛光以使之平坦化，之后，可在绝缘层304上沉积诸如多晶硅或多晶锗硅多晶硅材料，使其达到预定的厚度。
Claims (11)
1.一种微移动器件，其通过加工多层结构的材料基板而获得，所述多层结构包括：第一层；第二层，在其位于该第一层一侧的表面上具有微细粗糙区；以及中间层，其设置在该第一层与该第二层之间，该微移动器件包括：
第一结构，其形成在该第一层中，以及；
第二结构，其形成在该第二层中，并相对于该第一结构而可移位，该第二结构包括经由间隙面向该第一结构、并在其位于该第一结构的一侧具有微细粗糙区的部分。
2.如权利要求1所述的微移动器件，其中通过在该第二层上沉积多晶硅或非晶硅、或者通过蚀刻该第二层的表面而设置该微细粗糙区。
3.如权利要求1所述的微移动器件，其中该微细粗糙区的表面粗糙度不小于10nm，并且不超过该中间层的厚度的20％。
4.如权利要求1所述的微移动器件，其被配置为角速度传感器或加速度传感器。
5.一种包括多层结构的晶片，该多层结构包括：
第一层；
第二层，在其位于该第一层的一侧具有微细粗糙区；以及
中间层，其设置在该第一层与该第二层之间。
6.如权利要求5所述的晶片，其中通过在该第二层上沉积多晶硅或非晶硅、或者通过蚀刻该第二层的表面而设置该微细粗糙区。
7.如权利要求5所述的晶片，其中该微细粗糙区的表面粗糙度不小于10nm，并且不超过该中间层的厚度的20％。
8.一种具有多层结构的晶片的制造方法，该多层结构包括：第一层；第二层，在其位于该第一层的一侧具有微细粗糙区；以及中间层，其设置在该第一层与该第二层之间，该方法包括如下步骤：
通过在预备第二层的表面上沉积多晶硅或非晶硅、或者通过蚀刻该预备第二层的表面而形成该微细粗糙区；
在该预备第二层的微细粗糙区上形成预备中间层；以及
经由在该微细粗糙区上形成的预备中间层来连接该预备第二层和一预备第一层。
9.如权利要求8所述的方法，其中该预备中间层是氧化硅层、氮化硅层和氧化铝层其中之一。
10.一种具有多层结构的晶片的制造方法，该多层结构包括：第一层；第二层，在其位于该第一层的一侧具有微细粗糙区；以及中间层，其设置在该第一层与该第二层之间，该方法包括如下步骤：
通过在预备第二层的表面上沉积多晶硅或非晶硅、或者通过蚀刻该预备第二层的表面而形成该微细粗糙区；
在该预备第二层的微细粗糙区上形成预备中间层；以及
通过在该预备中间层上沉积材料来形成该第一层。
11.如权利要求10所述的方法，其中该预备中间层是氧化硅层、氮化硅层和氧化铝层其中之一。
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