CN101657728B - 集成电路mems平台上具有支承结构的检验质量块及其制法 - Google Patents

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Abstract

提供一种微机电系统(MEMS)装置，其包括：基片；配置在基片上的至少一个半导体层；包括包含驱动/感测电路的至少一个芯片的电路区域，所述电路区域配置在所述至少一个半导体层上；附着到基片的支承结构；附着到支承结构的至少一个弹性装置；被所述至少一个弹性装置悬挂的检验质量块，其能够在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上自由地运动；至少一个上电极，其配置在所述至少一个弹性装置上；以及至少一个下电极，其位于所述至少一个弹性装置之下，从而使得在所述至少一个上电极和所述至少一个下电极之间产生初始电容，其中，驱动/感测电路、检验质量块、支承结构以及所述至少一个上电极和所述至少一个下电极被制造在所述至少一个半导体层上。

Description

集成电路MEMS平台上具有支承结构的检验质量块及其制法
相关申请
本申请要求美国申请11/640,345的优先权，在此通过引用将其全部内容并入。
技术领域
本发明涉及微机电系统(MEMS)装置及其制造方法。
背景技术
微机电系统(MEMS)是利用与用于集成电路的过程相似的过程而制造的集成传感器、致动器和电子元件。它们通过微制造技术在共用基片上将机械元件(诸如传感器和致动器)与电子元件相结合。它们将物理参数转换成电子信号或者从电子信号转换物理参数，并且以用于它们的操作的重要方式取决于机械结构或参数。
MEMS装置使用具有感测电路的传感器和/或具有驱动电路的致动装置来检测或产生物理现象。MEMS传感器通过测量机械、热、生物、化学、光和磁现象的任意组合来收集信息。电子元件然后处理从传感器得到的信息，并且其通过一定的决策能力可以指示致动器进行响应。非限制性的响应包括运动、定位、调节、泵浦和过滤，从而为了某期望的结果或目的而控制环境。
以前的MEMS装置被用作用于车辆相撞安全气囊展开系统的加速度计。现在，MEMS加速度计正迅速地取代车辆中用于相撞安全气囊展开系统的传统加速度计。传统的方法使用若干个由安装在汽车前部的离散部件组成的大体积的加速度计，其中分立的电子元件在安全气囊附近。MEMS使得能够将加速度计和电子元件结合到单一的硅芯片上。MEMS加速度计因此更小、功能更强、更轻、更可靠，并且制造其仅用传统大规模加速度计元件的一小部分成本。
现在可以以许多其他方式来使用MEMS。其他非限制性的例子包括压力传感器、微型阀和回转仪。它们在许多领域中有应用，包括医疗保健、工业自动化(包括自动化半导体制造)、汽车系统(包括车辆和智能公路两者)、全球环境监视、环境控制、防御和多种消费产品。
MEMS装置也可以用作光纤光网络中的开关。MEMS光开关包括与检验质量块(proof-mass)进行光通信的至少一个输入端口和与检验质量块进行光通信的至少一个输出端口。检验质量块将光从至少一个输入端口引导到至少一个输出端口。当向至少一个上电极和下电极施加静电势时，生成致使检验质量块移动并将光从至少一个输入端口引导到至少一个输出端口的静电力。检验质量块然后保持静止，直到光路需要重新定向为止。在某些实施例中，检验质量块可以形成至少一个反射镜、至少一个部分反射反射镜和/或至少一个衍射光栅。检验质量块可以对至少一个光波长是透明的。在其他实施例中，装置还包含被布置在检验质量块上的至少一个光涂层。所述至少一个光涂层可以形成至少一个反射镜、至少一个部分反射反射镜和/或至少一个衍射光栅。所述至少一个光涂层可以是传导性的或非传导性的，并且可以对至少一个光波长是透明的。在某些实施例中，输入和输出端口可以是光纤线路。这些基于反射镜的开关可以是二维的，其中它们上下或左右移动，或者它们可以是三维的，其中它们在广阔的运动范围内旋转。在另一个实施例中，可以以阵列的形式采用光开关，在单一芯片上最多可达数千个。结果是更可靠且更符合成本效益并且具有最小的性能下降的端到端光子网络。其他的应用包括有源源、可调滤波器、可变光衰减器以及增益平衡和色散补偿装置。
MEMS装置是使用类似于用于集成电路的批量制造技术而制造的。微机械部件是使用选择性地蚀刻掉硅晶圆的部分或者增加新的结构层以构成机械和/或机电装置的过程而制造的。MEMS装置可以包含利用检验质量块悬挂结构的传感器装置，以及通常使用典型的半导体类型的制造过程而形成的感测电路。在下面的参考文献中描述了示例性MEMS制造技术，从而这些参考文献的全部内容通过引用被并入本申请中：John J.Neumann，Jr.&Kaigham J.Gabriel，CMOS-MEMS Membrane forAudio-Frequency Acoustic Actuation，95 Sensors&Actuators A 175-82(2002)；M.Mehregany et al.，Integrated Fabrication of Poly siliconMechanisms，35 IEEE Transactions on Electron Devices 719-23(1988)；Huikai Xie et al，Post-CMOS Processing for High-Aspect-Ratio IntegratedSilicon Microstructures，11 Journal of Microelectromechanical Systems93-101(2002)；Kaigham J.Gabriel，Engineering Microscopic Machines，273 Scientific American 118-21(1995)；Andrew A.Berlin&Kaigham J.Gabriel，Distributed MEMS：New Challenges for Computation，4IEEEComputational Science&Engineering 12-16(1997)。
用于现有MEMS装置的制造过程由于制造单一装置所需的各个步骤的组合因而是低效且成本高的。另外，虽然电子信号处理被越来越多地用于MEMS式传感器、致动器和集成电子元件，但是现有的MEMS应用的限制在于，它们具有相对较低水平的电子-机械集成以及几乎没有与单独或一起工作的机械部件的相互作用以使能复杂的动作。例如，在典型的集成电路中，电路和检验质量块悬挂结构形成在分离的半导体层上。虽然使用集成电路(IC)工艺步骤(例如CMOS、双极或BICMOS工艺)制造电子元件，但是微机械部件是使用兼容的“显微机械加工”工艺而制造的，该“显微机械加工”工艺选择性地蚀刻掉硅晶圆的部分或者增加新的结构层以构成机械和机电装置。因此，片上电路和检验质量块悬挂结构的集成通常需要另外的沉积层或者被构建在单独的晶粒(die)上。
因此，存在对具有较大水平的电子-机械集成的MEMS产品的需要。为了满足对于MEMS装置中的日益增大的水平的集成的该需要，需要开发单片芯片或多芯片模块。这些单片装置会将感测、驱动、控制和信号处理电子元件集成到基片上的较少层中。通过以相同的制造和封装工艺将微机械装置与电子子系统相结合，该集成使得能够提高微机械装置的性能，还降低这些装置的制造、封装和安装的成本。
发明内容
本发明致力于MEMS装置和制造MEMS装置的方法，所述MEMS装置基本上避免了由于相关技术领域的限制和缺点而造成的问题中的至少一个。
在一个实施例中，本发明提供单一的单片晶粒及其制造方法，其中所述晶粒能够感测或产生悬挂检验质量块在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上的运动，其中包括电路区域的硅、金属和氧化物层还包括MEMS结构，从而消除对另外的沉积的需要。
本发明的另一实施例提供单片装置及其制造方法，其中MEMS装置和包含驱动/感测电路的至少一个芯片都整体地(unitarily)形成在基片上的至少一个半导体层的半导体晶粒上的至少一个电路区域中，而无需额外的沉积层或单独的晶粒。
本发明的另一实施例提供单片MEMS装置及其制造方法，其中检验质量块、支承结构和电极与驱动/感测电路制造在相同的半导体层中。
本发明的又一实施例提供MEMS装置及其制造方法，其中MEMS装置可以用于多轴惯性传感器、倾斜传感器、光开关和其他MEMS应用。
为了获得这些和其他优点，根据本发明的目的，如所体现和粗略地描述的那样，MEMS装置包括检验质量块，所述检验质量块被至少一个弹性或伸缩性装置悬挂，处于平衡或不平衡状态，并且在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上能够自由地运动，其中至少一个电极嵌入在所述至少一个弹性或伸缩性装置中。所述至少一个弹性或伸缩性装置附着到支承结构，所述支承结构附着到基片。检验质量块、支承结构和至少一个电极与驱动/感测电路制造在相同的半导体层中。在某些实施例中，所述至少一个弹性或伸缩性装置和支承结构形成支承网。被支承网悬挂的检验质量块能够在任意方向上自由地运动。MEMS电容性地感测或产生检验质量块在任意方向上的运动。在某些实施例中，所述方向可以包括沿着x方向、y方向和z方向中的至少一个方向的方向。
将在随后的说明中阐述本发明的其他特征和优点，并且这些特征和优点通过所述说明将部分地清楚，或者可以通过实践本发明而被了解。本发明的目的和其他优点将通过在有关的书面说明和权利要求以及附图中特定指出的结构而被实现和获得。
应当理解的是，前述一般说明和下面的详细说明仅仅是示例性和说明性的，并且意在提供对所要求保护的本发明的进一步的说明。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步的理解，并且附图被包含在本说明书中且组成其一部分，其示出本发明的实施例，并且与所述说明一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1A是包含机械层的弹性元件所支承的检验质量块的实施例的截面图，所述机械层进一步包括传导层和绝缘层；
图1B是图1A中所示出的实施例的俯视图，为清楚起见，省略了锚定弹性元件和所述至少一个上电极；
图2A是弹性元件支承的检验质量块响应于z负方向上的外力Fz或加速度而运动的实施例的截面图；
图2B是弹性元件支承的检验质量块响应于x正方向上的外力或加速度而运动的实施例的截面图，其中检验质量块的质心位于由弹性元件所限定的平面内；
图2C是弹性元件支承的检验质量块响应于x正方向上的外力或加速度而运动的实施例的截面图，其中检验质量块的质心位于由弹性元件所限定的平面之外；
图3是弹性元件支承的检验质量块响应于区域C中的至少一个上导电极和下导电极之间所产生的静电力而运动的实施例的截面图；
图4是由锚定到晶粒和基片上的多组弹性元件所悬挂的检验质量块的实施例的顶视图；
图5A是由多组弹性元件悬挂且被四个超程(over-travel)止动器包围的检验质量块的实施例的顶视图；以及
图5B是由弹性元件悬挂且被锚定到基片的超程止动器包围的检验质量块的实施例的截面图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中被示出。
图1A是被包含机械层132的弹性元件130所支承的检验质量块120的实施例的截面图，机械层132进一步包含传导层136和绝缘层134。可以使用位于所述至少一个弹性元件130之下的至少一个下导电极150来致动检验质量块120或感测检验质量块120响应于外力或动作的运动。驱动/感测电路(未示出)位于基片110上，并且与所述至少一个弹性元件130同时被制造。检验质量块系统100可以是任意形状，并且可以被再划分成任意数量的区域。在所示出的实施例中，检验质量块系统100具有四个特有的上导电极140和下导电极150组，其定义四个区域(A、B、C和D)。区域A和C在图1A中被示出。
检验质量块120是通过将完全或部分由硅、多晶硅、半导体介电材料或金属制成的区域从基片110分离而形成的。在某些实施例中，检验质量块120具有不比基片110厚的厚度。可以使用标准MEMS蚀刻技术将检验质量块120从基片110释放。两种蚀刻技术为湿蚀刻和等离子干法蚀刻。MEMS蚀刻技术可以包括将材料从基片110除去直到得到检验质量块120的期望的结构为止。一旦被释放，就没有进一步的蚀刻处理施加到检验质量块120。检验质量块120可以被形成为任何形状。检验质量块120可以在释放处理之前或在其期间被成形。在某些实施例中，检验质量块120的形状由释放处理来限定。检验质量块120的上表面122和/或其他表面可以具有金属和氧化层的组合，并且取决于特定应用可以具有其他涂层。
在某些实施例中，检验质量块120被至少一个弹性装置悬挂。所述至少一个弹性装置包括至少一个传导层136。围绕所述至少一个传导层136的一些或全部材料被去除。围绕所述至少一个传导层136的剩下的材料形成至少一个绝缘层134。一旦所述至少一个弹性装置下面的材料被去除，所述至少一个弹性装置就可以在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上自由运动。至少一个锚定器(anchor)128建立起所述至少一个弹性装置和检验质量块120之间的机械连接。所述至少一个锚定器128和所述至少一个弹性装置之间的机械连接是通过使用标准MEMS蚀刻技术在所述至少一个弹性装置的所述至少一个传导层136中形成所述至少一个锚定器128而形成的。
在某些实施例中，弹性元件130可以被用作弹性装置。在某些其他实施例中，弹性元件130形成弹性支承网。弹性元件130可以包含但不限于蛇形环、网状模式、蟹腿状挠曲、折叠挠曲或者简单的梁。可以将弹性元件130的区域设计成对特定方向上的力或运动有反应。弹性元件130可以包含机械层132和至少一个传导层136。机械层132包括下列中的任意部分或全部：绝缘层134，诸如氧化硅和/或氮化硅或者其他半导体介电材料，用于防止上导电极140与下导电极150之间的短路；以及传导层136，其由金属或多晶硅制成，可以与所述至少一个上导电极140电隔离。机械层132将检验质量块120连接到晶粒(未示出)，同时将所述至少一个上导电极140悬挂在所述至少一个下导电极150的上面。
在图1A所示的实施例中，所述至少一个上导电极140位于所述至少一个传导层136的下面。上导电极140可以被包在绝缘材料(未示出)中。在其他实施例中，所述至少一个传导层136可以用作所述至少一个上导电极140。在又一其他实施例中，所述至少一个上导电极140根本不存在。上导电极140和下导电极150可以是由金属和/或多晶硅制成的，或者可以被形成为基片110内的掺杂区域。气隙将弹性元件130与所述至少一个下电极150分离开。气隙可以是通过蚀刻弹性元件130下面的硅、多晶硅和/或半导体介电材料而生成的。所述至少一个下导电极150位于弹性元件130的下面。初始电容C0在所述至少一个上导电极140和下导电极150之间被生成。所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的初始电容C0可以根据所施加的力的方向而增大或减小。
利用片上电子元件(未示出)来差动地(differentially)感测该电容。所述片上电子元件和MEMS驱动/感测电路被制造在相同的层中以减小寄生电容。寄生电容降低机械能量向电能量(反之亦然)的容性传感器/致动器转换的效率。通过在相同的层中制造片上电子元件和MEMS驱动/感测电路，相比于机械结构被制造在单独的晶粒上或者利用未用于驱动/感测电路的层来制造机械结构的情况机电接口被更紧密地耦合。这种更紧密的耦合使得MEMS驱动/感测电路与片上电子元件输入/输出之间的寄生电容减小到使用单独的晶粒或者额外的层来形成机械结构可获得的水平之下的水平。
图1B是图1A中所示出的实施例的俯视图，其中为了清楚起见省略了锚定器128、弹性元件130和所述至少一个上电极140。其示出检验质量块120，检验质量块上表面122，被基片110的各个部分分离开的所述至少一个下电极150的区域A、B、C和D。即使所示的检验质量块系统100具有限定各个区域(A、B、C和D)的四组独特的上导电极140和下导电极150，检验质量块系统100也可以是任意形状的并且可以被再划分成任意数量的区域。
图2A是弹性元件支承的检验质量块120响应于z负方向上的外力Fz或加速度而运动的实施例的截面图。在所示的实施例中，所述至少一个传导层136用作所述至少一个上导电极140。所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的初始电容C0可以根据所施加的力的方向而增大或减小。被悬挂的检验质量块120和弹性元件130从基片110运动离开。当所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的距离增大时，所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的电容在所有四个区域中都减小。这些变化可以被位于基片110上的电子元件(未示出)感测到。这些电容变化的共模和表示力Fz的z分量。在x方向和y方向上没有产生差动信号，因为表示x分量和y分量的差动项相互抵消为零。所述至少一个上导电极140和下导电极150的布置仅仅是示例性的，并不限于所示出的布置。在另一实施例中，可以使用所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的距离响应于z负方向上的力而减小的布置，通过所有四个区域中的电容的增大来感测z负方向上的力Fz。
图2B是弹性元件支承的检验质量块120响应于x正方向上的外力Fx或加速度而运动的实施例的截面图，其中检验质量块120的质心位于由弹性元件130所限定的平面内。在所示的实施例中，所述至少一个传导层136用作所述至少一个上导电极140。在检验质量块120的质心位于由弹性元件130所限定的平面内的情况下，x正方向上的力Fx或加速度产生检验质量块120在x正方向上的横向运动。在所述至少一个上导电极140和下导电极150之间所产生的初始电容C0根据所施加的力的方向而增大或减小。在图2B中，在区域A中电容减小，因为在区域A中所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的面积减小，而在区域C中电容增大，因为在区域C中所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的面积增大。这些变化可以被位于基片110上的电子元件(未示出)差动地感测到。由于在图2B中力Fx没有y分量和z分量，因此在区域B和D(在图1B中示出)中电容的任何变化都差动地相互抵消为零。所述至少一个上导电极140和下导电极150的布置仅仅是示例性的，并不限于所示出的布置。在另一实施例中，可以使用x正方向上的运动导致在区域A中所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的面积增大而导致在区域C中所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的面积减小的布置，通过区域A中的电容的增大和区域C中的电容的减小来感测x正方向上的运动。
图2C是弹性元件支承的检验质量块120响应于x正方向上的外力Fx或加速度而运动的实施例的截面图，其中检验质量块120的质心位于由弹性元件130所限定的平面外。在所示的实施例中，所述至少一个传导层136用作所述至少一个上导电极140。在检验质量块120的质心位于由弹性元件130所限定的平面外的情况下，x正方向上的力Fx或加速度产生检验质量块120的转动以及检验质量块120在x正方向上的横向运动。在所述至少一个上导电极140和下导电极150之间所产生的初始电容C0在区域A中减小而在区域C中增大。这些变化可以被位于基片110上的电子元件(未示出)差动地感测到。所述至少一个上导电极140和下导电极150的布置仅仅是示例性的，并不限于所示出的布置。在另一实施例中，可以通过区域A中电容的增大和区域C中电容的减小来感测x正方向上的运动。由于图2C所示的力没有y分量和z分量，因此在区域B和D(在图1B中示出)中电容的任何变化都差动地相互抵消为零。
图3是弹性元件支承的检验质量块120响应于区域C中所述至少一个上导电极140和下导电极150之间所产生的静电力而运动的实施例的截面图。在所示出的实施例中，所述至少一个传导层136用作所述至少一个上导电极140。可以使用所述静电力来使悬挂的检验质量块120运动。静电力是通过在所述至少一个上导电极140和下导电极150之间产生静电势而生成的。在所示的实施例中，所述至少一个传导层136同样用作所述至少一个上导电极140。所述至少一个上导电极140被包在绝缘机械层132中以避免在所述至少一个上导电极140被吸引向所述至少一个下导电极150时发生短路。在所示的实施例中，在区域C中所述至少一个上导电极140和下导电极150之间所生成的静电势产生z负方向上的静电力，从而使得悬挂的检验质量块120转动并且使其在x正方向上横向运动。图3中的运动仅仅是示例性的，并不限于所示出的。可以以其他的组合生成所述至少一个上导电极140和下导电极150之间的静电势，以产生可以在任何方向上使检验质量块120转动和/或运动的静电力。在某些实施例中，转动和/或运动可以包括沿着x轴、y轴和z轴中的至少一个的方向。
图3所示的实施例可以用作光开关，以将光200从一个光纤引导到另一个。被置于检验质量块120上的至少一个光涂层124引导光200以用于光应用。所述至少一个光涂层124可以是传导性的或非传导性的。所述至少一个光涂层124可以形成反射镜、部分反射反射镜，或包含切口以形成衍射光栅。所述至少一个光涂层124对特定光波长可以是光学透明的。虽然示出为所述至少一个光涂层124被置于检验质量块120的上表面122上，但是所述至少一个光涂层124可以被置于上表面122的仅仅一部分上、检验质量块的另一表面上或者检验质量块120的另一表面的一部分上。在其他实施例中，可以结合光涂层124使用检验质量块120来引导光200。在又一实施例中，检验质量块120自身引导光200，而无需光涂层124。
光开关还包括与检验质量块120进行光通信的至少一个输入端口210和与检验质量块120进行光通信的至少一个输出端口220。当检验质量块120运动时，其将光引导到至少一个输出端口220。然后检验质量块120保持静止，直到光200需要被重新引导为止。然后检验质量块120再次运动以重新引导光200。所述至少一个输入端口210和所述至少一个输出端口220的数量和位置仅仅是示例性的，并且在其他实施例中可以不同，只要他们保持与检验质量块120和/或至少一个光涂层124进行光通信即可。在某些实施例中，所述至少一个输入端口210和至少一个输出端口220可以是与检验质量块120和/或至少一个光涂层124进行光通信的光纤线路。这些光开关可以是二维的，其中它们上下或左右运动，或者是三维的，其中它们可以在大的运动范围内旋转。在其他实施例中，可以采用阵列形式的光开关，在单个芯片上多至数千个。其结果是端到端的光子网络，其更可靠、更符合成本效益并且具有最小的性能下降。
图4是被多组锚定到晶粒(未示出)和基片110的蛇形环弹性元件130悬挂的检验质量块120的实施例的顶视图。在该实施例中，在检验质量块120的区域A和C中弹性元件130被设计成对沿着x方向和z方向的力作出响应，而在区域B和D中弹性元件130对y方向和z方向的力作出响应。该图中的弹性元件130的分布仅仅是示例性的，并不限于所示出的分布。取决于特定的应用，可以以其他方式来分布弹性元件130和对其进行分组。在某些实施例中，检验质量块120在每一面上包括至少一个弹性元件130。在其他实施例中，在每一面上可以使用两个或更多弹性元件。在其他实施例中，在特定面上所使用的弹性元件的数量与在相对面或邻近面上所使用的弹性元件的数量可以是相同的或者是不同的。
图5A和5B示出具有至少一个越程止动器160的本发明的实施例。所述至少一个越程止动器160防止检验质量块120运动超过可操作的限度。所述至少一个越程止动器160可以是由金属、多晶硅和/或任何半导体介电材料(多种或一种)制成的，并且可以包含孔。所述至少一个越程止动器160是以与所述至少一个弹性装置相同的方式与所述至少一个弹性装置同时被制造的。所述至少一个越程止动器160的一部分被锚定到基片110并且不被释放。所述至少一个越程止动器160的其他部分以与所述至少一个弹性装置相同的方式被释放。在某些实施例中，所述至少一个越程止动器160可以包含至少一个传导层。所述至少一个传导层在检验质量块120的释放期间保护所述至少一个越程止动器160。去除在所述至少一个越程止动器160的部分中围绕所述至少一个传导层的待去除材料，而保留所述至少一个传导层之下的任何绝缘材料和所述至少一个传导层。
图5A是被多组蛇形环弹性元件130悬挂且被四个越程止动器160包围的检验质量块120的实施例的顶视图。越程止动器160的位置和数量仅仅是示例性的，并不限于所示的数量或位置。作为例子，可以在如图5A所示的检验质量块120的至少一个角落边缘处插入至少一个越程止动器160。越程止动器160位于检验质量块120的角落边缘处，以防止检验质量块120在x方向和y方向上运动得太远。越程止动器160被锚定到基片110中，从而使得在检验质量块120推它们时它们不运动。所述至少一个越程止动器160的被释放的部分位于检验质量块120的一部分的上面，并防止检验质量块120在z正方向上运动得太远。基片110防止弹性元件130在z负方向上运动得太远。
图5B是被弹性元件130悬挂且被锚定到基片110的越程止动器160包围的检验质量块120的实施例的截面图。越程止动器160浮在检验质量块120的一部分的上方，并且防止检验质量块120运动得太远离表面，这是因为越程止动器160部分地叠加在检验质量块120上。越程止动器160的位置和数量仅仅是示例性的，并不限于所示的数量或位置。

Claims (42)

1.一种微机电系统装置，包括：
基片；
配置在基片上的至少一个半导体层；
包括包含驱动/感测电路的至少一个芯片的电路区域，所述电路区域配置在所述至少一个半导体层上；
附着到基片的支承结构；
附着到所述支承结构的至少一个弹性装置；
被所述至少一个弹性装置悬挂的检验质量块，其能够在x方向、y方向和z方向上自由地运动；
至少一个上电极，其配置在所述至少一个弹性装置上；以及
至少一个下电极，其位于所述至少一个弹性装置之下，从而使得在所述至少一个上电极和所述至少一个下电极之间产生初始电容，
其中：
所述至少一个弹性装置被锚定到所述基片；
所述至少一个弹性装置包括至少一个机械层和至少一个传导层；
所述至少一个机械层进一步包括将所述至少一个传导层与所述至少一个上电极电隔离的至少一个绝缘层；并且
所述驱动/感测电路、所述检验质量块、所述支承结构以及所述至少一个上电极和所述至少一个下电极被制造在所述至少一个半导体层上。
2.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述微机电系统装置是单个单片晶粒。
3.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述电路区域包括硅、金属和氧化层。
4.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述检验质量块的上表面包括至少一个金属层和至少一个氧化层。
5.根据权利要求1所述的微机电系统装置，所述至少一个弹性装置和所述至少一个下电极还限定一气隙，该气隙将所述至少一个弹性装置与所述至少一个下电极分离。
6.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述至少一个弹性装置包括网状模式、蟹腿状挠曲和折叠挠曲中的一个。
7.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述至少一个传导层用作所述至少一个上电极。
8.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述至少一个机械层将检验质量块连接到基片，而同时将所述至少一个上电极悬挂在所述至少一个下电极的上面。
9.根据权利要求8所述的微机电系统装置，其中所述至少一个机械层进一步包括将所述至少一个上电极与所述至少一个下电极电隔离的至少一个绝缘层。
10.根据权利要求1所述的微机电系统装置，还包括至少一个越程止动器，所述至少一个越程止动器被布置在检验质量块的边缘处并被锚定到基片。
11.根据权利要求10所述的微机电系统装置，其中所述至少一个越程止动器被布置在检验质量块的一部分的上面。
12.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述至少一个上电极和所述至少一个下电极之间的初始电容响应于施加到检验质量块的力而变化。
13.根据权利要求12所述的微机电系统装置，其中初始电容的所述变化是由所述至少一个上电极和所述至少一个下电极之间的距离的变化而导致的。
14.根据权利要求13所述的微机电系统装置，其中所述至少一个传导层用作所述至少一个上电极。
15.根据权利要求12所述的微机电系统装置，其中初始电容的所述变化是由所述至少一个上电极和所述至少一个下电极之间的重叠面积的变化而导致的。
16.根据权利要求15所述的微机电系统装置，其中所述至少一个传导层用作所述至少一个上电极。
17.根据权利要求12所述的微机电系统装置，其中通过所述驱动/感测电路来感测初始电容的所述变化。
18.根据权利要求12所述的微机电系统装置，其中所述驱动/感测电路对被悬挂的所述检验质量块沿着x方向、y方向和z方向中的至少一个方向的运动进行感测。
19.根据权利要求12所述的微机电系统装置，其中所述驱动/感测电路对被悬挂的所述检验质量块沿着x方向、y方向和z方向中的至少一个方向的惯量的变化进行感测。
20.根据权利要求12所述的微机电系统装置，其中所述驱动/感测电路对被悬挂的所述检验质量块沿着x方向、y方向和z方向中的至少一个方向的倾斜进行感测。
21.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中通过在所述至少一个上电极和所述至少一个下电极之间生成静电势而将力沿着x方向、y方向和z方向中的至少一个方向施加到被悬挂的所述检验质量块。
22.根据权利要求21所述的微机电系统装置，其中施加到检验质量块的力导致检验质量块在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上运动。
23.根据权利要求21所述的微机电系统装置，其中施加到检验质量块的力导致检验质量块沿着x方向、y方向和z方向中的至少一个方向倾斜。
24.根据权利要求21所述的微机电系统装置，其中所述驱动/感测电路在所述至少一个上电极和所述至少一个下电极之间产生静电势。
25.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中通过在所述至少一个传导层和所述至少一个下电极之间生成静电势而将力沿着x方向、y方向和z方向中的至少一个方向施加到被悬挂的所述检验质量块。
26.根据权利要求25所述的微机电系统装置，其中施加到检验质量块的力导致检验质量块在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上运动。
27.根据权利要求25所述的微机电系统装置，其中施加到检验质量块的力导致检验质量块沿着x方向、y方向和z方向中的至少一个方向倾斜。
28.根据权利要求21所述的微机电系统装置，其中所述驱动/感测电路在所述至少一个传导层和所述至少一个下电极之间产生静电势。
29.根据权利要求21所述的微机电系统装置，还包括：
与所述检验质量块进行光通信的至少一个输入端口；以及
与所述检验质量块进行光通信的至少一个输出端口；
其中所述检验质量块将光波从至少一个输入端口引导至至少一个输出端口。
30.根据权利要求29所述的微机电系统装置，其中所述微机电系统装置是光开关。
31.根据权利要求30所述的微机电系统装置，其中所述驱动/感测电路在所述至少一个上电极和所述至少一个下电极之间产生静电势。
32.根据权利要求30所述的微机电系统装置，其中所述微机电系统装置是以阵列的形式采用的多个微机电系统装置中的一个。
33.根据权利要求30所述的微机电系统装置，其中所述检验质量块形成至少一个反射镜。
34.根据权利要求30所述的微机电系统装置，其中所述检验质量块形成至少一个部分反射镜。
35.根据权利要求30所述的微机电系统装置，其中所述检验质量块形成至少一个衍射光栅。
36.根据权利要求30所述的微机电系统装置，其中所述检验质量块对于至少一个光波长是透明的。
37.根据权利要求30所述的微机电系统装置，还包括布置在检验质量块上的至少一个光涂层。
38.根据权利要求37所述的微机电系统装置，其中所述至少一个光涂层形成至少一个反射镜。
39.根据权利要求37所述的微机电系统装置，其中所述至少一个光涂层形成至少一个部分反射镜。
40.根据权利要求37所述的微机电系统装置，其中所述至少一个光涂层形成至少一个衍射光栅。
41.根据权利要求37所述的微机电系统装置，其中所述至少一个光涂层对于至少一个光波长是透明的。
42.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述至少一个弹性装置包括蛇形环。
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