JP2010247329A - 溶解ウェーハ製造プロセス、およびスペーシング・メサを持つ支持基板を有する関連マイクロ電気機械デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の方法は、部分犠牲基板および支持基板を提供することにより始まる。結果として生じるMEMSデバイスの機械部材および/または電気機械部材を、支持基板上方に間隔を置いて配置するために、支持基板上にメサが形成される。部分犠牲基板ではなく支持基板上にメサを形成することにより、部分犠牲基板の内面がエッチングされずに平面のままで残るため、機械部材および/または電気機械部材を、部分犠牲基板からより正確に形成することができる。したがって、部分犠牲基板の平面の内面を通して溝を正確にエッチングして、MEMSデバイスの機械部材および/または電気機械部材を画定することができる。
【選択図】図2F
Description
本発明は、マイクロ電気機械デバイス、およびデバイスを製造するための方法に関する。特に、本発明は、マイクロ電気機械デバイスの種々の機械部材および/または電気機械部材を画定する部分犠牲基板のドープ領域を支持するための、メサを含む支持基板を有する、マイクロ電気機械デバイス、およびデバイスを製造するための方法に関する。
従来、機械システムおよび/または電気機械システムの小型化は、小型軽量の機械部品または電気機械部品の製造上の限界によって阻まれていた。部品が複雑であるため、小規模での製造が困難で実現不可能となっていた。例えば、最近まで、重い大型のジンバル・システムが、航空宇宙工業で航法案内システムに使用されていた。これらのシステムは、金属製の、一般に大型で重い機械部品を含んでいた。しかし、機械部品が複雑であるため、航法案内システムの小型化は困難となっていた。
以下に述べるように、本発明のMEMSデバイスを形成するための方法、および関連するMEMSデバイスは、従来の方法に関連する不備を克服している。特に、本発明の方法は、結果として生じる溝が寸法、位置、および深さに関して正確に画定されるように、RIE等により、平面の部分犠牲基板の内面を通してエッチングすることによって、MEMSデバイスの種々の機械部材および/または電気機械部材を分離する。特に、部分犠牲基板のドープ領域と支持基板とから主に構成されるMEMSデバイスに関して、本発明の方法は、部分犠牲基板ではなく支持基板から支持メサをエッチングする。部分犠牲基板の内面ではなく支持基板からメサをエッチングすることにより、部分犠牲基板の内面が、正確な機械部材および/または電気機械部材を分離するエッチング手順のために、平面のままで残る。したがって、機械部材および/または電気機械部材を有するMEMSデバイスを確実に製造することができる。
次に、本発明の1つの好ましい実施形態を図示する添付図面を参照しながら、本明細書で以後、本発明をより明確に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載する実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。そうではなく、本開示を綿密かつ完全なものにし、当業者に本発明の範囲を明確に提示するためにこの実施形態を提供する。図面を通じて同じ参照番号が同じ要素を表す。
Claims (20)
- マイクロ電気機械構造を形成するための方法であって、
第1の表面を有する部分犠牲基板を提供するステップと、
前記部分犠牲基板がドープ領域と非ドープ領域とを含むように、前記部分犠牲基板の一部をドーパントでドーピングし、ドープ領域が前記部分犠牲基板の第1の表面に隣接しているステップと、
前記部分犠牲基板を支持するための支持基板を提供するステップと、
少なくとも1つのメサが各表面から外側に延びるように、前記支持基板の各表面上に前記少なくとも1つのメサを形成するステップと、
前記部分犠牲基板の第1の表面が、前記支持基板の各表面の残りの部分の上方に吊るされ、前記部分犠牲基板のドープ領域が前記支持基板と向かい合わせになるように、前記部分犠牲基板の第1の表面を前記少なくとも1つのメサに結合するステップと、を含む方法。 - 前記結合ステップの後に、前記部分犠牲基板の前記非ドープ領域を除去するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記結合ステップの前に、前記メサ表面の少なくとも一部の上に導電材料を配置して、前記結合ステップの後に、前記部分犠牲基板のドープ領域に電気連通して配置される電極を形成するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記結合ステップが、前記部分犠牲基板の前記ドープされた第1の表面を、前記支持基板の前記メサに陽極結合するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記形成ステップが、一組の傾斜した側壁間を延びる接触面を有する、少なくとも1つのメサを形成するステップを含み、
前記方法が更に、導電材料を、接触面の少なくとも一部、および前記支持基板の前記メサの、傾斜した側壁の少なくとも1つの上に配置して、前記結合ステップの前にその上に電極を形成するステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記形成ステップが、
前記メサの所定位置に対応する位置で、前記支持基板の前記表面にフォトレジスト層を塗布し、前記フォトレジスト層の寸法を、メサのベースの寸法に近付けるステップと、
前記支持基板の露出した表面をエッチングするステップと、
結果として生じるメサが、一組の傾斜した側壁間を延びる、メサのベースよりも寸法の小さい接触面を含むように、前記エッチング中にフォトレジスト層の寸法を次第に減少させるステップとを含む、請求項5に記載の方法。 - 前記ドーピングするステップが、前記基板を、ホウ素、インジウム、タリウム、およびアルミニウムからなる群から選択されたドーパントでドーピングするステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記提供するステップが、シリコン、ゲルマニウム、およびヒ化ガリウムから形成された基板の群から選択された、部分犠牲基板を提供するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 誘電材料から形成された支持基板を提供するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- マイクロ電気機械デバイスを形成するための溶解ウェーハ・プロセスで使用する方法であって、
第1の表面を有する部分犠牲基板を提供するステップと、
前記部分犠牲基板がドープ領域と非ドープ領域との両方を含むように、前記部分犠牲基板の一部をドーパントでドーピングし、ドープ領域が前記部分犠牲基板の第1の表面に隣接しているステップと、
前記部分犠牲基板の前記ドープ領域および非ドープ領域の、選択された領域をエッチングし、前記部分犠牲基板の残りのドープ領域が、結果として生じるマイクロ電気機械デバイスの部材を形成するステップと、
前記部分犠牲基板を支持するための支持基板を設けるステップと、
少なくとも1つのメサが各表面から外側に延びるように、前記支持基板の各表面上に前記少なくとも1つのメサを形成するステップと、
前記部分犠牲基板の第1の表面が、前記支持基板の各表面の残りの部分の上方に吊るされ、前記部分犠牲基板のドープ領域が支持基板と向かい合わせになるように、前記部分犠牲基板の第1の表面を前記少なくとも1つのメサに結合するステップと、
前記部分犠牲基板の前記ドープ領域により画定された、結果として生じるマイクロ電気機械デバイスの前記部材の少なくとも1つが、前記支持基板に関して可動となるように、前記部分犠牲基板から前記非ドープ領域を溶解するステップと、を含む方法。 - 前記結合ステップの前に、前記メサ表面の少なくとも一部の上に導電材料を配置して、前記結合ステップの後に、前記部分犠牲基板のドープ領域に電気連通して配置される電極を形成するステップを更に含む、請求項10に記載の方法。
- 前記結合ステップが、前記部分犠牲基板の前記ドープされた第1の表面を、前記支持基板の前記メサに陽極結合するステップを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記形成ステップが、一組の傾斜した側壁間を延びる接触面を有する、少なくとも1つのメサを形成するステップを含み、前記方法が更に、導電材料を、接触面の少なくとも一部、および前記支持基板の前記メサの、傾斜した側壁の少なくとも1つの上に配置して、前記結合ステップの前にその上に電極を形成するステップを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記形成ステップが、
前記メサの所定位置に対応する位置で、前記支持基板の前記表面にフォトレジスト層を塗布し、前記フォトレジスト層の寸法を、メサのベースの寸法に近付けるステップと、
前記支持基板の露出した表面をエッチングするステップと、
結果として生じるメサが、一組の傾斜した側壁間を延び、メサのベースよりも寸法の小さい接触面を含むように、前記エッチング中にフォトレジスト層の寸法を次第に減少させるステップとを含む、請求項13に記載の方法。 - 誘電材料から形成された支持基板を提供するステップを更に含む、請求項10に記載の方法。
- マイクロ電気機械デバイスであって、
マイクロ電気機械デバイスの少なくとも1つの部材を画定する半導体基板と、
前記半導体基板を支持するための支持基板とを備え、
前記支持基板が、そこから外側に延びる少なくとも1つのメサを含み、前記メサは、前記半導体基板が前記支持基板の各表面の残りの部分の上方に吊るされるように、前記半導体基板を支持する接触面を含む、デバイス。 - 前記メサの前記接触面が、前記半導体基板に電気連通する電極を含む、請求項16に記載のデバイス。
- 前記メサの前記接触面が、一組の傾斜した側壁間を延び、
前記電極が、前記接触面の一部および前記メサの前記傾斜した側壁の少なくとも1つに亘って延びる、請求項17に記載のデバイス。 - 前記メサの前記接触面が、前記半導体基板に陽極結合される、請求項16に記載のデバイス。
- 前記支持基板が誘電材料から形成される、請求項16に記載のデバイス。
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JP2010174615A JP5465634B2 (ja) | 2010-08-03 | 2010-08-03 | 溶解ウェーハ製造プロセス、およびスペーシング・メサを持つ支持基板を有する関連マイクロ電気機械デバイス |
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---|---|---|---|---|
US5578843A (en) * | 1994-10-06 | 1996-11-26 | Kavlico Corporation | Semiconductor sensor with a fusion bonded flexible structure |
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-
2010
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