FI121539B - Förfarande för framställning av mikromekaniska komponenter och en kiselmikromekanisk struktur framställd med dylikt förfarande samt användning av denna - Google Patents

Förfarande för framställning av mikromekaniska komponenter och en kiselmikromekanisk struktur framställd med dylikt förfarande samt användning av denna Download PDF

Info

Publication number
FI121539B
FI121539B FI20050592A FI20050592A FI121539B FI 121539 B FI121539 B FI 121539B FI 20050592 A FI20050592 A FI 20050592A FI 20050592 A FI20050592 A FI 20050592A FI 121539 B FI121539 B FI 121539B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
silicon
electrode
structures
projections
micromechanical
Prior art date
Application number
FI20050592A
Other languages
English (en)
Finnish (fi)
Other versions
FI20050592A (sv
FI20050592A0 (sv
Inventor
Jyrki Kiihamaeki
Hannu Kattelus
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI20050592A priority Critical patent/FI121539B/sv
Publication of FI20050592A0 publication Critical patent/FI20050592A0/sv
Priority to CN2006800194918A priority patent/CN101351400B/zh
Priority to PCT/FI2006/000174 priority patent/WO2006128958A2/en
Priority to GB0724114A priority patent/GB2441465B/en
Priority to US11/920,687 priority patent/US7882741B2/en
Publication of FI20050592A publication Critical patent/FI20050592A/sv
Priority to HK08109828.1A priority patent/HK1118528A1/xx
Priority to US12/884,823 priority patent/US8236694B2/en
Application granted granted Critical
Publication of FI121539B publication Critical patent/FI121539B/sv

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
    • B81C1/00555—Achieving a desired geometry, i.e. controlling etch rates, anisotropy or selectivity
    • B81C1/00611—Processes for the planarisation of structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/0072—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks of microelectro-mechanical resonators or networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0118—Processes for the planarization of structures
    • B81C2201/0125—Blanket removal, e.g. polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Claims (17)

1. Förfarande för fullföljning av smala springor i mikromekaniska komponenter ur en mikromekanisk SOI-skivstruktur, väri faror har etsats, vilkas väggar har oxiderats, vilket 5 förfarande är kännetecknat av att man a) odlar ett tjockt lager elektrodmaterial (14) pä skivstrukturen, vilket lager täcker allt annat material, b) jämnar ut ytan genom att slipa, c) polerar ytan genom en kemisk-mekanisk polering, 10 d) etsar tunna frigömingshäl (7) i strukturen, e) bildar strukturfigurer (1,8,9) och f) etsar med en fluorvätesyralösning för att ffigöra strukturema (1,8,9).
2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det använda elektrodmaterialet (14) 15 är epipolykisel, som har odlats i en epireaktor.
3. Förfarande enligt nagot av patentkraven 1-2, kännetecknat av att enkristallkisel an-vänds för de rörliga delama (1) av de mikromekaniska komponentema. 20 4. Förfarande enligt nagot av patentkraven 1-3, kännetecknat av att faroma (13), som etsats i skivstrukturen, bildar en kamaktig struktur, som omfattar ätminstone tvä utspräng av enkristallkisel.
5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat av att en försänkning (10) etsas i skiv-25 strukturen innan faroma (13) etsas, varvid den kamaktiga strukturen bildas pä en ca 1 pm lägre niva jämfört med den övriga strukturen.
6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att faroma (13) i den kamaktiga strukturen fylls med elektrodmaterial (14) sä att materialet fullständigt fyller ätminstone faroma 30 (13) och försänkningen (10).
7. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att strukturema som är menade att vara rörliga (1) frigörs med vätefluoridetsningen och en kapacitiv springa (6) ästadkoms mellan de rörliga strukturema (1) och elektrodema (3).
8. En kiselmikromekanisk struktur, som är framställd med förfarandet enligt patentkrav 1 och som omfattar - en stomme (12), 5. en massa (1), som är flexibelt fäst vid stommen (12), en kondensatorstruktur (8,9), som är bildad mellan stommen (12) och massan (1), extra hai (7), som sträcker sig genom strukturen, för frigömingsetsningen, kännetecknat av att den har en elektrodstruktur (3), som är av polykisel, och dess rörliga 10 strukturer (1) bestär av enkristallkisel, och av att utspräng (8,9), som motsvarar varandra, har bildats bade i massan (1) och i stommen (12), med vilka en större kondensatoryta och en större totalkapacitans ästadkoms mellan massan (1) och stommen (12).
9. Kiselmikromekaniska strukturen enligt patentkrav 8, kännetecknad av att 15. den har en rörlig struktur (1) framställd ur enkristallkisel, som flyter pä fyra ankare (4), tili vilka den är fäst med hjälp av upphängningsfjädrar (5), en skära (2) sträcker sig runt den rörliga strukturen (1), vilken garanterar strukturens rörlighet, en smal kapacitiv springa (6) har etsats mellan enkristallkiseln och elektrod-20 strukturema (3), och ätminstone tvä utspräng (9) är närvarande i enkristallkiseln och ett motsva-rande antal elektrodutspräng (8) placerade mot dem.
10. Kiselmikromekaniska strukturen enligt patentkrav 8 eller 9, kännetecknad av att dess 25 elektrodmaterial (14) är epipolykisel.
11. Kiselmikromekaniska strukturen enligt nägot av patentkraven 8-10, kännetecknad av att dess elektrodstruktur (3) har utspräng (8), som är ca 4 pm breda.
12. Kiselmikromekaniska strukturen enligt nägot av patentkraven 8-11, kännetecknad av att utsprängen (8) i dess elektrodstruktur (3) bildar en kamaktig struktur. 1 2 Kiselmikromekaniska strukturen enligt nägot av patentkraven 8-12, kännetecknad 2 av att utsprängen (8) i den kamaktiga elektrodstrukturen kombineras av en ca 1 pm tjock enhetlig polykiselmassa pä grund av försänkningen (10), som gjorts i SOI-skivstrukturen enligt patentkrav 5.
14. Kiselmikromekaniska strukturen enligt nägot av patentkraven 8 - 13, kännetecknad 5 av att breddema pä utsprängen (9) av enkristallkisel är ca 5 μπι.
15. Kiselmikromekaniska strukturen enligt nägot av patentkraven 8-14, kännetecknad av att bredden pä totala ekektrodstrukturen (3) är ca 20 - 35 μιη.
16. Kiselmikromekaniska strukturen enligt nägot av patentkraven 8-15, kännetecknad av att den är en resonator.
17. Kiselmikromekaniska strukturen enligt nägot av patentkraven 8-15, kännetecknad av att den är en accelerationssensor. 15
18. Användning av förfarandet enligt nägot av patentkraven 1 - 7 i skivbindnings-tillämpningar, varvid sädana strukturer ästadkoms, som kan användas t.ex. för vakuum-stängning eller förpackning. 1
19. Användning av kiselmikromekaniska strukturen enligt nägot av patentkraven 8 - 15 i tillämpningar, där en stor kapacitans behövs mellan elektrodeina.
FI20050592A 2005-06-03 2005-06-03 Förfarande för framställning av mikromekaniska komponenter och en kiselmikromekanisk struktur framställd med dylikt förfarande samt användning av denna FI121539B (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050592A FI121539B (sv) 2005-06-03 2005-06-03 Förfarande för framställning av mikromekaniska komponenter och en kiselmikromekanisk struktur framställd med dylikt förfarande samt användning av denna
CN2006800194918A CN101351400B (zh) 2005-06-03 2006-06-02 制造微机械部件的方法
PCT/FI2006/000174 WO2006128958A2 (en) 2005-06-03 2006-06-02 Method for manufacturing micromechanical components
GB0724114A GB2441465B (en) 2005-06-03 2006-06-02 Method for manufacturing micromechanical components
US11/920,687 US7882741B2 (en) 2005-06-03 2006-06-02 Method for manufacturing micromechanical components
HK08109828.1A HK1118528A1 (en) 2005-06-03 2008-09-04 Method for manufacturing micromechanical components
US12/884,823 US8236694B2 (en) 2005-06-03 2010-09-17 Method for manufacturing micromechanical components

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050592 2005-06-03
FI20050592A FI121539B (sv) 2005-06-03 2005-06-03 Förfarande för framställning av mikromekaniska komponenter och en kiselmikromekanisk struktur framställd med dylikt förfarande samt användning av denna

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20050592A0 FI20050592A0 (sv) 2005-06-03
FI20050592A FI20050592A (sv) 2006-12-04
FI121539B true FI121539B (sv) 2010-12-31

Family

ID=34778315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20050592A FI121539B (sv) 2005-06-03 2005-06-03 Förfarande för framställning av mikromekaniska komponenter och en kiselmikromekanisk struktur framställd med dylikt förfarande samt användning av denna

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7882741B2 (sv)
CN (1) CN101351400B (sv)
FI (1) FI121539B (sv)
GB (1) GB2441465B (sv)
HK (1) HK1118528A1 (sv)
WO (1) WO2006128958A2 (sv)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4737140B2 (ja) * 2006-10-20 2011-07-27 セイコーエプソン株式会社 Ｍｅｍｓデバイスおよびその製造方法
US8828772B2 (en) * 2012-03-05 2014-09-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. High aspect ratio MEMS devices and methods for forming the same

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5563343A (en) * 1993-05-26 1996-10-08 Cornell Research Foundation, Inc. Microelectromechanical lateral accelerometer
FR2732467B1 (fr) * 1995-02-10 1999-09-17 Bosch Gmbh Robert Capteur d'acceleration et procede de fabrication d'un tel capteur
DE19537814B4 (de) 1995-10-11 2009-11-19 Robert Bosch Gmbh Sensor und Verfahren zur Herstellung eines Sensors
JP3430771B2 (ja) * 1996-02-05 2003-07-28 株式会社デンソー 半導体力学量センサの製造方法
DE69626972T2 (de) 1996-07-31 2004-01-08 Stmicroelectronics S.R.L., Agrate Brianza Integrierter kapazitiver Halbleiter-Beschleunigungsmessaufnehmer sowie Verfahren zu seiner Herstellung
US5804084A (en) 1996-10-11 1998-09-08 Sandia Corporation Use of chemical mechanical polishing in micromachining
US5939633A (en) 1997-06-18 1999-08-17 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for multi-axis capacitive sensing
US6393913B1 (en) 2000-02-08 2002-05-28 Sandia Corporation Microelectromechanical dual-mass resonator structure
JP2002131331A (ja) 2000-10-24 2002-05-09 Denso Corp 半導体力学量センサ
EP2325604B1 (en) 2002-02-06 2013-04-24 Analog Devices, Inc. Micromachined gyroscope
US6770506B2 (en) * 2002-12-23 2004-08-03 Motorola, Inc. Release etch method for micromachined sensors
US6845670B1 (en) 2003-07-08 2005-01-25 Freescale Semiconductor, Inc. Single proof mass, 3 axis MEMS transducer

Also Published As

Publication number Publication date
US8236694B2 (en) 2012-08-07
GB0724114D0 (en) 2008-01-30
FI20050592A (sv) 2006-12-04
CN101351400B (zh) 2013-04-24
GB2441465B (en) 2011-03-09
WO2006128958A3 (en) 2007-04-05
US20090206423A1 (en) 2009-08-20
FI20050592A0 (sv) 2005-06-03
CN101351400A (zh) 2009-01-21
WO2006128958A2 (en) 2006-12-07
US20110070675A1 (en) 2011-03-24
GB2441465A (en) 2008-03-05
US7882741B2 (en) 2011-02-08
HK1118528A1 (en) 2009-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7982558B2 (en) Integrated single-crystal MEMS device
US7505245B2 (en) Semiconductor physical quantity sensor and method for manufacturing the same
US8058952B2 (en) MEMS resonator, a method of manufacturing thereof, and a MEMS oscillator
US7056757B2 (en) Methods of forming oxide masks with submicron openings and microstructures formed thereby
US7999635B1 (en) Out-of plane MEMS resonator with static out-of-plane deflection
US7612484B2 (en) High-deformation composite microresonator
JP2003531017A (ja) マイクロマシーニング構造素子の製造法および該方法により製造された構造素子
US20070277620A1 (en) Composite mechanical transducers and approaches therefor
US7993949B2 (en) Heterogeneous substrate including a sacrificial layer, and a method of fabricating it
JP2007210083A (ja) Ｍｅｍｓ素子及びその製造方法
JP2006205352A (ja) Ｍｅｍｓ構造体の製造方法
US20140024161A1 (en) Method of fabricating an inertial sensor
US11277112B2 (en) Micro-electro-mechanical device with reduced temperature sensitivity and manufacturing method thereof
JPH11261079A (ja) 半導体素子およびその製造方法
EP1433199B1 (en) Method for forming a cavity structure in an soi substrate and cavity structure formed in an soi substrate
US20090315644A1 (en) High-q disk nano resonator device and method of fabricating the same
JP4146850B2 (ja) 垂直段差構造物の製作方法
CN101597021B (zh) 构造基片的器件层的方法
FI121539B (sv) Förfarande för framställning av mikromekaniska komponenter och en kiselmikromekanisk struktur framställd med dylikt förfarande samt användning av denna
JP2002103299A (ja) マイクロマシンの製造方法
Song et al. Wafer level vacuum packaged de-coupled vertical gyroscope by a new fabrication process
US20070001267A1 (en) Methods of forming oxide masks with submicron openings and microstructures formed thereby
Park et al. A new isolation method for single crystal silicon MEMS and its application to Z-axis microgyroscope
Messana Development and Characterization of a Wafer-Scale Packaging Technique for Stable, Large Lateral Deflection Mems
KR19980701751A (ko) 다층 희생 에칭 실리콘 기판 세정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed