JP5465634B2 - Dissolved wafer manufacturing process and associated microelectromechanical device with supporting substrate with spacing mesa - Google Patents

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(発明の分野)
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。
(Field of Invention)
The present invention relates to a microelectromechanical device and a method for manufacturing the device. In particular, the invention comprises a microelectromechanical device having a support substrate including a mesa for supporting various mechanical members of the microelectromechanical device and / or a doped region of a partially sacrificial substrate that defines the electromechanical member, and The invention relates to a method for manufacturing a device.

(発明の背景)
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。
(Background of the Invention)
Traditionally, miniaturization of mechanical systems and / or electromechanical systems has been hampered by manufacturing limitations of small and lightweight mechanical or electromechanical components. Due to the complexity of the parts, manufacturing on a small scale has been difficult and impossible. For example, until recently, heavy, large gimbal systems were used in navigation guidance systems in the aerospace industry. These systems included metal, typically large, heavy mechanical parts. However, since the mechanical parts are complex, it has been difficult to reduce the size of the navigation guidance system.

しかし、近年、半導体製造手順の一般化および高精度化に伴い、機械システムの多くの機械構造および電気機械構造の代わりに、半導体製造技術により製造されるマイクロ電気機械構造(MEMS)を使用することができるようになっている。例えば、ジンバル・システムの代わりに、1つまたは複数のMEMSデバイスを含むジャイロスコープが使用されているものがある。これらのジャイロスコープの例がGreiff他の米国特許第5650568号に記載されており、その内容を参照により本明細書に組み入れる。   However, in recent years, with the generalization and higher precision of semiconductor manufacturing procedures, the use of microelectromechanical structures (MEMS) manufactured by semiconductor manufacturing technology instead of many mechanical structures and electromechanical structures of mechanical systems. Can be done. For example, some use a gyroscope that includes one or more MEMS devices instead of a gimbal system. Examples of these gyroscopes are described in Greiff et al. US Pat. No. 5,650,568, the contents of which are incorporated herein by reference.

Greiff他の第’568号特許は、慣性空間で回転速度を検出するためのジンバル式振動ホイール・ジャイロスコープを記載している。従来の、より大型の重い機械システムの典型的なジンバルの代わりに、軽量小型のMEMSデバイスが使用されている。ジャイロスコープの種々の機械部品および/または電気機械部品を形成するこれらのMEMSデバイスは、従来の半導体技術により製造される。その後、ジャイロスコープの電気的特性を使用して、これらの部品に電力を供給し、これらの部品から信号を受け取る。   The Greiff et al. '568 patent describes a gimbaled vibrating wheel gyroscope for detecting rotational speed in inertial space. Instead of the typical gimbal of a larger, heavy mechanical system, a lighter and smaller MEMS device is used. These MEMS devices that form the various mechanical and / or electromechanical parts of the gyroscope are manufactured by conventional semiconductor technology. The electrical characteristics of the gyroscope are then used to power these components and receive signals from these components.

機械システムおよび電気機械システムのためのMEMSデバイスを使用する重要な利点は、金属部品を使用する従来の機械システムを超えて、小型化および軽量化を達成できることである。しかし、前記したジンバル・システム等の多くの機械システムおよび電気機械システムは、必要な正確さを持って適切に動作するために、正確に製造しなければならない多くの可動部品を有する。したがって、金属部品の代わりに半導体製造技術によって製造されたMEMSデバイスを使用する能力は、半導体製造技術で達成可能な正確さによって制限される。現在の半導体製造技術を使用してMEMSデバイスを製造しているが、これらの製造手順は、以下にGreiff他の第’568号特許に関して記載するいくつかの制限をもたらす。   An important advantage of using MEMS devices for mechanical and electromechanical systems is that miniaturization and weight reduction can be achieved over conventional mechanical systems that use metal parts. However, many mechanical and electromechanical systems, such as the gimbal system described above, have many moving parts that must be accurately manufactured to operate properly with the required accuracy. Thus, the ability to use MEMS devices manufactured by semiconductor manufacturing technology instead of metal parts is limited by the accuracy achievable with semiconductor manufacturing technology. Although current semiconductor manufacturing techniques are used to manufacture MEMS devices, these manufacturing procedures result in some limitations described below with respect to the Greiff et al. '568 patent.

これに関し、図1A〜図1Dは、従来の半導体製造技術によりMEMSデバイスを製造するための、従来の方法を示している。これらの図に示すプロセスは、溶解ウェーハ・プロセス(DWP)として一般に公知であり、Greiff他の第’568号特許に記載されている。   In this regard, FIGS. 1A-1D illustrate a conventional method for manufacturing MEMS devices by conventional semiconductor manufacturing techniques. The process shown in these figures is commonly known as the dissolved wafer process (DWP) and is described in the Greiff et al. '568 patent.

特に、図1Aに関し、シリコン基板10および支持基板12が示されている。典型的なMEMSデバイスでは、シリコン基板をエッチングして、デバイスの機械部材および/または電気機械部材を形成する。機械部材および/または電気機械部材は、一般に、機械部材および/または電気機械部材が自由に移動できるように、支持基板上方に支持される。この支持基板は、典型的にPYREX(登録商標)ガラス等の絶縁材料から製造される。   In particular, with reference to FIG. 1A, a silicon substrate 10 and a support substrate 12 are shown. In a typical MEMS device, the silicon substrate is etched to form the mechanical and / or electromechanical members of the device. The mechanical member and / or electromechanical member is generally supported above the support substrate so that the mechanical member and / or electromechanical member can move freely. The support substrate is typically manufactured from an insulating material such as PYREX® glass.

図1Aに示すように、初めに支持部材14がシリコン基板の内面からエッチングされる。これらの支持部材は、メサとして一般に公知であり、適宜にパターニングされたフォトレジスト16の層を通して露出される、シリコン基板内面のこれらの部分を、水酸化カリウム(KOH)等を用いてエッチングすることにより形成される。十分な高さのメサ14が形成されるまで、エッチングを続けることが好ましい。   As shown in FIG. 1A, the support member 14 is first etched from the inner surface of the silicon substrate. These support members are generally known as mesas and are exposed through an appropriately patterned layer of photoresist 16 to etch those portions of the silicon substrate inner surface using potassium hydroxide (KOH) or the like. It is formed by. Etching is preferably continued until a sufficiently high mesa 14 is formed.

図1Bに関し、次に、シリコン基板のエッチングされた内面18がホウ素等を用いてドープされ、シリコン基板10がドープ領域20と非ドープ犠牲領域22との両方を有するように、所定深さのドープ領域20を提供する。図1Cに関し、次いで、反応イオン・エッチング(RIE)等により、シリコン基板10のドープ領域20を通って延びる溝が形成される。これらの溝はMEMSデバイスの機械部材および/または電気機械部材を形成する。   With reference to FIG. 1B, a predetermined depth of doping is then performed such that the etched inner surface 18 of the silicon substrate is doped, such as with boron, and the silicon substrate 10 has both a doped region 20 and an undoped sacrificial region 22. Region 20 is provided. With reference to FIG. 1C, a trench is then formed that extends through the doped region 20 of the silicon substrate 10, such as by reactive ion etching (RIE). These grooves form the mechanical and / or electromechanical members of the MEMS device.

図1A〜図1Cに示すように、支持基板12も初めにエッチングされ、金属電極26および導電性トレース(図示せず)が支持基板の内面上に形成される。これらの電極および導電性トレースは、次に、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に電気接続される。   As shown in FIGS. 1A-1C, the support substrate 12 is also etched first to form metal electrodes 26 and conductive traces (not shown) on the inner surface of the support substrate. These electrodes and conductive traces are then electrically connected to various mechanical and / or electromechanical members of the MEMS device.

一旦支持基板12が処理されて電極および導電性トレースが形成されると、シリコン基板10と支持基板12とが結合される。図1Dに関し、シリコン基板と支持基板とが、陽極結合等により、メサ14上の接触面28で結合されている。最終ステップとして、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含むドープ領域のみが残るように、シリコン基板の非ドープ犠牲領域22がエッチングされ除去される。したがって、シリコン基板から外側に延びるメサは、機械部材および/または電気機械部材を、支持基板上方に、部材が自由に移動できるように支持する。更に、支持基板により形成された電極は、メサが電極と接触することにより、機械部材および/または電気機械部材に電気接続する。   Once the support substrate 12 is processed to form electrodes and conductive traces, the silicon substrate 10 and the support substrate 12 are combined. With reference to FIG. 1D, the silicon substrate and the support substrate are bonded at the contact surface 28 on the mesa 14 by anodic bonding or the like. As a final step, the undoped sacrificial region 22 of the silicon substrate is etched away so that only the doped regions containing the mechanical and / or electromechanical members of the resulting MEMS device remain. Therefore, the mesa extending outward from the silicon substrate supports the mechanical member and / or the electromechanical member so that the member can freely move above the supporting substrate. Further, the electrode formed by the support substrate is electrically connected to the mechanical member and / or the electromechanical member when the mesa contacts the electrode.

当業者に公知であるように、シリコン基板10のドープ領域20を通して溝を反応イオン・エッチングするステップは、結果として生じる溝が部分犠牲基板の内面に正確に配置されること、および溝の幅および壁が非常に正確に形成されることが確実となるように制御しなければならない。例えば、RIEによって形成される溝は、一般に、所定の幅の0.1〜0.2ミクロンの公差内で形成しなければならない。更に、溝がドープ領域を貫通して延びていることが重要である。したがって、シリコン基板の内面は平面でなければならず、ドープ領域は所定の厚さでなければならない。シリコン基板10を、平面の内面を有するように初めに形成することはできるが、その後、シリコン基板の内面がエッチングされてメサ14を形成する。残念なことに、エッチング・プロセスにより、表面はもはや平面ではなくなり、いくつかの表面むらが生じる。したがって、表面が平面ではなくなるので、次のRIEステップで、部分犠牲基板の内面ドープ領域上に正確に配置された溝を生成することができず、また溝の壁を非常に正確にエッチングすることもできない。更に、次のRIEステップで、ドープ領域を貫通して延びる溝を生成することができず、またはシリコン基板の非ドープ犠牲領域内まで延びすぎてしまう。   As is known to those skilled in the art, the step of reactive ion etching a groove through the doped region 20 of the silicon substrate 10 is such that the resulting groove is accurately positioned on the inner surface of the partially sacrificial substrate, and the width of the groove and Controls must be made to ensure that the walls are formed very accurately. For example, grooves formed by RIE must generally be formed within a tolerance of 0.1 to 0.2 microns of a given width. Furthermore, it is important that the trench extends through the doped region. Therefore, the inner surface of the silicon substrate must be planar and the doped region must be a predetermined thickness. Although the silicon substrate 10 can be initially formed to have a planar inner surface, the inner surface of the silicon substrate is then etched to form a mesa 14. Unfortunately, due to the etching process, the surface is no longer planar and some surface irregularities occur. Thus, since the surface is no longer planar, the next RIE step cannot produce a precisely located groove on the inner doped region of the partially sacrificial substrate, and etches the groove walls very accurately. I can't. Furthermore, in the next RIE step, a trench that extends through the doped region cannot be created, or it extends too far into the undoped sacrificial region of the silicon substrate.

したがって、RIEにより形成された溝が、犠牲シリコン基板のドープ領域を貫通して延び、シリコン基板のドープ領域の内面に正確に配置され、正確に画定された壁を有するように、シリコン基板の平面の内面を通してRIEを行うことによって、種々の機械部材および/または電気機械部材を分離する、半導体製造技術を使用して、MEMSデバイスを製造するための方法が必要である。更に、ジャイロスコープの機械部品および/または電気機械部品が高精度で製造される、慣性空間で回転速度を検出するためのジンバル式振動ホイール・ジャイロスコープを製造するための方法が必要である。   Accordingly, the plane of the silicon substrate is such that the trench formed by RIE extends through the doped region of the sacrificial silicon substrate and is precisely located on the inner surface of the doped region of the silicon substrate and has a precisely defined wall. What is needed is a method for manufacturing MEMS devices using semiconductor manufacturing techniques that separates various mechanical and / or electromechanical members by performing RIE through the inner surface of the substrate. Furthermore, there is a need for a method for manufacturing a gimbal vibrating wheel gyroscope for detecting rotational speed in an inertial space where the gyroscope mechanical and / or electromechanical components are manufactured with high precision.

(発明の概要)
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。
(Summary of Invention)
As described below, the method for forming a MEMS device of the present invention, and associated MEMS devices, overcomes deficiencies associated with conventional methods. In particular, the method of the present invention allows various types of MEMS devices to be etched by etching through the inner surface of a planar partially sacrificial substrate, such as by RIE, so that the resulting grooves are accurately defined with respect to size, location, and depth. Separate mechanical and / or electromechanical components. In particular, for MEMS devices that are primarily comprised of a doped region of a partially sacrificial substrate and a support substrate, the method of the present invention etches the support mesa from the support substrate rather than the partially sacrificial substrate. By etching the mesa from the support substrate rather than the inner surface of the partially sacrificial substrate, the inner surface of the partially sacrificial substrate remains planar for the etching procedure that separates the precise mechanical and / or electromechanical members. Therefore, a MEMS device having a mechanical member and / or an electromechanical member can be reliably manufactured.

更に、本発明は、そこから外側に延びるメサを有する支持基板を含む、MEMSデバイスを提供する。また、本発明のMEMSデバイスは、メサにより支持される機械部材および/または電気機械部材がそこから形成される、部分犠牲基板を含む。メサが、部分犠牲基板ではなく支持基板から形成されるので、部分犠牲基板の内面が、後のエッチングのために平面のままで残り、機械部材および/または電気機械部材を分離する。   The present invention further provides a MEMS device that includes a support substrate having a mesa extending outwardly therefrom. The MEMS device of the present invention also includes a partially sacrificial substrate from which mechanical and / or electromechanical members supported by mesas are formed. Since the mesa is formed from the support substrate rather than the partially sacrificial substrate, the inner surface of the partially sacrificial substrate remains planar for subsequent etching, separating the mechanical and / or electromechanical members.

本発明によれば、平面の内面を有する部分犠牲基板を初めに提供する、MEMSデバイスを形成するための方法によって、これらおよび他の利点が提供される。部分犠牲基板がドープ領域と非ドープ犠牲領域との両方を含むように、部分犠牲基板がドープされ、ドープ領域は部分犠牲基板の内面に隣接している。また、本発明の方法は、部分犠牲基板を支持するための、典型的に誘電材料から形成された支持基板を提供する。部分犠牲基板を支持基板上方に吊るすために、本発明の方法は、メサが支持基板の内面の残りの部分から外側に延びるように、支持基板上に少なくとも1つのメサを形成するステップを含む。   In accordance with the present invention, these and other advantages are provided by a method for forming a MEMS device that initially provides a partially sacrificial substrate having a planar inner surface. The partially sacrificial substrate is doped such that the partially sacrificial substrate includes both doped and undoped sacrificial regions, and the doped region is adjacent to the inner surface of the partially sacrificial substrate. The method of the present invention also provides a support substrate, typically formed from a dielectric material, for supporting the partially sacrificial substrate. To suspend the partially sacrificial substrate above the support substrate, the method of the present invention includes forming at least one mesa on the support substrate such that the mesa extends outwardly from the remaining portion of the inner surface of the support substrate.

本発明の方法は、更に、部分犠牲基板が支持基板の残りの部分の上方に吊るされ、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、部分犠牲基板の内面をメサに結合するステップを含む。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平面のままで残るので、MEMSデバイスの機械部材および/または電気機械部材を容易に形成できるようになる。   The method of the present invention further couples the inner surface of the partially sacrificial substrate to the mesa so that the partially sacrificial substrate is suspended above the rest of the support substrate and the doped region of the partially sacrificial substrate faces the support substrate. Including the steps of: By forming the mesa on the support substrate, the inner surface of the partially sacrificial substrate remains flat, so that the mechanical member and / or the electromechanical member of the MEMS device can be easily formed.

本発明の方法は、更に、部分犠牲基板が支持基板のメサに結合された後に、部分犠牲基板の非ドープ犠牲領域を溶解または除去するステップを含む。部分犠牲基板の非ドープ領域を除去することにより、部分犠牲基板のドープ領域から形成された機械部材および/または電気機械部材が自由に移動できるようになる。更に、部分犠牲基板の非ドープ犠牲領域を除去することにより、結果として生じるMEMSデバイスによる熱の保持性が低下する。   The method of the present invention further includes dissolving or removing the undoped sacrificial region of the partially sacrificial substrate after the partially sacrificial substrate is bonded to the mesa of the support substrate. By removing the undoped region of the partially sacrificial substrate, the mechanical member and / or the electromechanical member formed from the doped region of the partially sacrificial substrate can be freely moved. Further, removing the undoped sacrificial region of the partially sacrificial substrate reduces the heat retention by the resulting MEMS device.

本発明の別の重要な態様は、MEMSデバイスの機械部材および/または電気機械部材と適宜の電気接続を確立することである。この接続を容易にするために、本発明の方法は、メサ表面の少なくとも一部の上に導電材料を配置して、一旦部分犠牲基板と支持基板とが結合されたら、部分犠牲基板のドープ領域に電気連通する電極を形成するステップを含む。その後電極は、MEMSデバイスの機械部材および/または電気機械部材と電気接続を確立することができる。   Another important aspect of the present invention is establishing appropriate electrical connections with the mechanical and / or electromechanical members of the MEMS device. To facilitate this connection, the method of the present invention places a conductive material over at least a portion of the mesa surface, and once the partially sacrificial substrate and support substrate are bonded, the doped region of the partially sacrificial substrate. Forming an electrode in electrical communication therewith. The electrode can then establish an electrical connection with the mechanical and / or electromechanical member of the MEMS device.

1つの有利な実施形態によれば、本発明の方法は、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む。したがって、導電材料を、接触面の少なくとも一部、およびメサの少なくとも1つの傾斜した側壁の上に配置することができる。メサの側壁が傾斜しているので、金属材料をメサ上により容易に配置することができる。   According to one advantageous embodiment, the method of the present invention includes forming at least one mesa having a contact surface extending between a set of inclined sidewalls. Thus, the conductive material can be disposed on at least a portion of the contact surface and at least one inclined sidewall of the mesa. Since the side walls of the mesa are inclined, the metal material can be arranged more easily on the mesa.

本発明の方法の更なる実施形態では、メサの所定位置に対応する位置で、支持基板の表面上にフォトレジスト層を塗布することにより、傾斜した側壁を有するメサが形成される。フォトレジスト層の寸法を、メサの各ベースの寸法に近付けることが好ましい。本実施形態の方法は、更に、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接触面を有するように、フォトレジスト層の寸法を同時に次第に減少させながら、支持基板の露出した表面をエッチングするステップを含む。エッチング・プロセス中にフォトレジスト層が縮むので、各メサの接触面は対応するベースよりも小さくなる。   In a further embodiment of the method of the present invention, a mesa having inclined sidewalls is formed by applying a photoresist layer on the surface of the support substrate at a location corresponding to a predetermined location of the mesa. Preferably, the dimensions of the photoresist layer are close to the dimensions of each base of the mesa. The method of this embodiment further etches the exposed surface of the support substrate while simultaneously reducing the size of the photoresist layer so that the resulting mesa has a contact surface extending between a set of inclined sidewalls. Including the steps of: As the photoresist layer shrinks during the etching process, the contact surface of each mesa is smaller than the corresponding base.

本発明はまた、正確に画定された機械部材および/または電気機械部材を有するMEMSデバイスを提供する。本実施形態のMEMSデバイスは、内面を有する半導体基板を含む。本発明のMEMSデバイスは、更に、半導体基板を支持するための、少なくとも1つの外側に延びるメサを有する、典型的に誘電材料から形成された支持基板を含む。各メサは、半導体基板が支持基板の残りの部分の上方に吊るされるように、半導体基板を支持する接触面を含む。メサが、支持基板から外側に延び、したがって、半導体基板上からエッチングされないので、MEMSデバイスは正確に画定された機械部材および/または電気機械部材を含むことができる。   The present invention also provides a MEMS device having precisely defined mechanical and / or electromechanical members. The MEMS device of this embodiment includes a semiconductor substrate having an inner surface. The MEMS device of the present invention further includes a support substrate, typically formed from a dielectric material, having at least one outwardly extending mesa for supporting the semiconductor substrate. Each mesa includes a contact surface that supports the semiconductor substrate such that the semiconductor substrate is suspended above the rest of the support substrate. Since the mesa extends outwardly from the support substrate and is therefore not etched from on the semiconductor substrate, the MEMS device can include precisely defined mechanical and / or electromechanical members.

MEMSデバイスのメサは2つの傾斜した側壁間を延びる接触面を含むことができる。更に、傾斜した側壁によって、電極およびトレースを形成する金属材料を、より容易に配置することができるようになるため、本実施形態のMEMSデバイスは、接触面とメサの少なくとも1つの傾斜された側壁との両方に形成された電極を含むことができる。   The mesa of the MEMS device can include a contact surface that extends between two inclined sidewalls. Furthermore, because the inclined sidewalls allow the metal material forming the electrodes and traces to be more easily placed, the MEMS device of this embodiment has at least one inclined sidewall of the contact surface and the mesa. And an electrode formed on both.

したがって、本発明の製造方法および関連MEMSデバイスは、支持基板からエッチングされたメサを提供する。支持基板からメサをエッチングすることにより、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、より正確かつ確実に部分犠牲基板から形成することができるように、部分犠牲基板の内面が平面のままで残る。   Thus, the manufacturing method and associated MEMS device of the present invention provide a mesa etched from a support substrate. By etching the mesa from the support substrate, the inner surface of the partial sacrificial substrate is planar so that the resulting MEMS device mechanical and / or electromechanical members can be more accurately and reliably formed from the partial sacrificial substrate. Remains as it is.

MEMSデバイスを形成するための従来の方法の、一連の横断面図である。1 is a series of cross-sectional views of a conventional method for forming a MEMS device. MEMSデバイスを形成するための従来の方法の、一連の横断面図である。1 is a series of cross-sectional views of a conventional method for forming a MEMS device. MEMSデバイスを形成するための従来の方法の、一連の横断面図である。1 is a series of cross-sectional views of a conventional method for forming a MEMS device. MEMSデバイスを形成するための従来の方法の、一連の横断面図である。1 is a series of cross-sectional views of a conventional method for forming a MEMS device. 本発明の1つの実施形態による、MEMSデバイスを形成するために行われる動作を示す、一連の横断面図である。FIG. 3 is a series of cross-sectional views illustrating operations performed to form a MEMS device, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、MEMSデバイスを形成するために行われる動作を示す、一連の横断面図である。FIG. 3 is a series of cross-sectional views illustrating operations performed to form a MEMS device, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、MEMSデバイスを形成するために行われる動作を示す、一連の横断面図である。FIG. 3 is a series of cross-sectional views illustrating operations performed to form a MEMS device, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、MEMSデバイスを形成するために行われる動作を示す、一連の横断面図である。FIG. 3 is a series of cross-sectional views illustrating operations performed to form a MEMS device, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、MEMSデバイスを形成するために行われる動作を示す、一連の横断面図である。FIG. 3 is a series of cross-sectional views illustrating operations performed to form a MEMS device, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、MEMSデバイスを形成するために行われる動作を示す、一連の横断面図である。FIG. 3 is a series of cross-sectional views illustrating operations performed to form a MEMS device, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、MEMSデバイスを製造するために行われる動作のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of operations performed to manufacture a MEMS device, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、支持基板上にメサを形成するために行われる動作のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of operations performed to form a mesa on a support substrate, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、支持基板上に電極を形成するために行われる動作のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of operations performed to form an electrode on a support substrate, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、部分犠牲基板のドープ領域から、MEMSデバイスの機械部材および/または電気機械部材を形成するために行われる動作のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of operations performed to form a mechanical member and / or an electromechanical member of a MEMS device from a doped region of a partially sacrificial substrate, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、傾斜した側壁を有するメサを支持基板上に形成するために行われる動作のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of operations performed to form a mesa having inclined sidewalls on a support substrate, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、振動ホイール・ジャイロスコープの平面図である。1 is a plan view of a vibrating wheel gyroscope according to one embodiment of the present invention. FIG. 本発明の1つの実施形態による、種々の製造段階における図8のジャイロスコープの横断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the gyroscope of FIG. 8 at various stages of manufacture, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、種々の製造段階における図8のジャイロスコープの横断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the gyroscope of FIG. 8 at various stages of manufacture, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、種々の製造段階における図8のジャイロスコープの横断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the gyroscope of FIG. 8 at various stages of manufacture, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、種々の製造段階における図8のジャイロスコープの横断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the gyroscope of FIG. 8 at various stages of manufacture, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、種々の製造段階における図8のジャイロスコープの横断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the gyroscope of FIG. 8 at various stages of manufacture, according to one embodiment of the invention. 本発明の1つの実施形態による、種々の製造段階における図8のジャイロスコープの横断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the gyroscope of FIG. 8 at various stages of manufacture, according to one embodiment of the invention. 図8のジャイロスコープの部分横断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the gyroscope of FIG. 8.

(好ましい実施形態の詳細な説明)
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。
Detailed Description of Preferred Embodiments
The present invention will now be described more clearly hereinafter with reference to the accompanying drawings, which illustrate one preferred embodiment of the invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, this embodiment is provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Throughout the drawings, the same reference number represents the same element.

本発明の方法は、機械および/または電気機械部材を精密かつ信頼可能な様式で離隔する、またはその他の方法で形成することができるように部分犠牲基板の内面の平坦性を維持することによって、精密に画定された機械および/または電気機械部材を有する独自のMEMSデバイスを製造する。図2A〜2Fに、本発明によるMEMSデバイスを製造するために実施される操作の方法およびデバイスの1つの有利な実施形態を例示する。図2A〜2F、および図3のブロック図を参照すると、本発明の製造方法は、内面30aおよび外面30bを有する部分犠牲基板30を提供するステップを含む(ステップS100参照)。好ましい実施形態では部分犠牲基板がシリコンであり、しかしこの部分犠牲基板は、ガリウム砒素やゲルマニウムなど、ドープ領域を形成するためにドープすることができる任意の特定の材料からなっていてよい。   The method of the present invention maintains the flatness of the inner surface of the partially sacrificial substrate so that mechanical and / or electromechanical components can be spaced apart or otherwise formed in a precise and reliable manner. Produce unique MEMS devices with precisely defined mechanical and / or electromechanical components. 2A-2F illustrate one advantageous embodiment of the method of operation and device performed to manufacture a MEMS device according to the present invention. 2A to 2F and the block diagram of FIG. 3, the manufacturing method of the present invention includes a step of providing a partial sacrificial substrate 30 having an inner surface 30a and an outer surface 30b (see step S100). In a preferred embodiment, the partially sacrificial substrate is silicon, but the partially sacrificial substrate may be made of any particular material that can be doped to form a doped region, such as gallium arsenide or germanium.

本発明の方法はさらに、部分犠牲基板が、内面30aに隣接するドープ領域32と、外面30bに隣接する非ドープ犠牲領域34との両方を含むように、部分犠牲基板の一部分をドープするステップ(ステップS120)を含む。部分犠牲基板は、内面を基準として所定の深さまで、例えば10ミクロンまでドーパントでドープされる。   The method of the present invention further comprises doping a portion of the partially sacrificial substrate such that the partially sacrificial substrate includes both a doped region 32 adjacent to the inner surface 30a and an undoped sacrificial region 34 adjacent to the outer surface 30b. Step S120). The partially sacrificial substrate is doped with a dopant to a predetermined depth, eg, 10 microns, with respect to the inner surface.

1つの好ましい実施形態では、ドーパントは、当技術分野でよく知られている拡散法によって部分犠牲基板内に添加される。ただし、本発明の方法はこの技法に限定されず、したがって、部分犠牲基板の内面に隣接するドープ領域を、当技術分野で知られている任意の方法によって形成することができる。さらに、例示実施形態では部分犠牲基板がホウ素ドーパントでドープされているが、ドーパントは、部分犠牲基板内部にドープ領域を形成する任意のタイプのドーパントからなっていてよい。   In one preferred embodiment, the dopant is added into the partially sacrificial substrate by diffusion methods well known in the art. However, the method of the present invention is not limited to this technique, and therefore the doped region adjacent to the inner surface of the partially sacrificial substrate can be formed by any method known in the art. Further, although the partially sacrificial substrate is doped with a boron dopant in the exemplary embodiment, the dopant may comprise any type of dopant that forms a doped region within the partially sacrificial substrate.

図2Aおよび3を参照すると、本発明の方法はまた、支持基板36を提供するステップを含む(ステップS130参照)。好ましい実施形態では、支持基板がPYREX(登録商標)ガラスなど誘電体材料から形成され、それにより支持基板はまた、MEMSデバイスを電気的に絶縁する。しかし、半導体材料を含めた任意の所望の材料から支持基板を形成することができることを理解されたい。   2A and 3, the method of the present invention also includes providing a support substrate 36 (see step S130). In a preferred embodiment, the support substrate is formed from a dielectric material such as PYREX® glass so that the support substrate also electrically insulates the MEMS device. However, it should be understood that the support substrate can be formed from any desired material, including semiconductor materials.

また、図2Aおよび3を参照すると、本発明の方法は、支持基板の数区画をエッチングし、それにより支持基板36の内面36aから外方向に延在するメサ38を形成するステップを含む(ステップS140参照)。図2Aおよび4を参照すると、まず支持基板の内面に感光性層または被膜(図示せず)を配置することによってメサを形成する。当業者には知られているように、この感光性被膜は通常、フォトレジストと呼ばれている(ステップS142参照)。その後、感光性被膜をマスクによって少なくとも部分的にカバーし、感光性被膜の露出部分を照明する(ステップS144参照)。この点で、通常、UV光源によって感光性被膜を照明するが、感光性被膜を露光することができる任意の特定の光源によって感光性被膜を照明することができる。   Referring also to FIGS. 2A and 3, the method of the present invention includes etching several sections of the support substrate, thereby forming a mesa 38 extending outwardly from the inner surface 36a of the support substrate 36 (steps). (See S140). Referring to FIGS. 2A and 4, a mesa is first formed by placing a photosensitive layer or coating (not shown) on the inner surface of the support substrate. As is known to those skilled in the art, this photosensitive coating is usually called a photoresist (see step S142). Thereafter, the photosensitive coating is at least partially covered with a mask, and the exposed portion of the photosensitive coating is illuminated (see step S144). In this regard, the photosensitive coating is typically illuminated by a UV light source, but the photosensitive coating can be illuminated by any particular light source that can expose the photosensitive coating.

感光性材料の一部分を露光した後、Shiply現像液凝縮物など現像液溶液に感光性被膜を露出することによって感光性被膜の一部分を除去する(ステップS145参照)。当業者には知られているように、ポジティブ感光性被膜またはネガティブ感光性被膜のどちらを利用するかに応じて、それぞれ露光された感光性被膜の一部分、または露光されていない感光性被膜の一部分を除去する。次いで、反応性イオン・エッチング(RIE)などにより、残余感光性被膜によってカバーされていない支持基板の部分をエッチングする(ステップS146参照)。エッチング・プロセスは、メサが所望の高さを有するようにメサ38を取り囲む支持基板の一部分が除去されるまで続く。その後、感光性層の残余部分を除去する(ステップS147参照)。   After exposing a part of the photosensitive material, a part of the photosensitive film is removed by exposing the photosensitive film to a developer solution such as Shiply developer condensate (see step S145). As is known to those skilled in the art, depending on whether a positive or negative photosensitive coating is utilized, a portion of the exposed photosensitive coating or a portion of the unexposed photosensitive coating, respectively. Remove. Next, the portion of the support substrate that is not covered by the remaining photosensitive film is etched by reactive ion etching (RIE) or the like (see step S146). The etching process continues until a portion of the support substrate surrounding mesa 38 is removed so that the mesa has the desired height. Thereafter, the remaining part of the photosensitive layer is removed (see step S147).

図2B、2C、および3を参照すると、支持基板上にメサ38を形成した後、本発明の方法はさらに、支持基板36の内面36a上、特にメサ38上に金属材料を堆積して電極42を形成するステップを含む(ステップS150参照)。ただし、メサに堆積された金属がメサの表面の上方に延在しすぎるのを防止するために、まずメサを選択的にエッチングして、金属を堆積することができる凹部領域を画定する。図2B、2C、および5を参照すると、メサ38上に電極を形成するステップは、支持基板36の内面36a上に感光性材料(図示せず)を配置し、金属が堆積されない内面36aの領域のみを感光性材料がカバーするように感光性材料をパターニングするステップを含む。すなわち、エッチングされ、その後、金属で被覆される支持基板の内面の部分は、パターニングされた感光性材料によってカバーされず、したがって露出している(ステップS152、S154、およびS155参照)。本発明の方法はさらに、事前定義されたパターンで凹部領域46を形成するために、例えばBOEによって支持基板の内面の露出部分をエッチングするステップを含む(ステップ156参照)。   2B, 2C, and 3, after forming the mesa 38 on the support substrate, the method of the present invention further deposits a metal material on the inner surface 36a of the support substrate 36, particularly on the mesa 38, to form the electrode 42. (See step S150). However, to prevent the metal deposited on the mesa from extending too far above the surface of the mesa, the mesa is first selectively etched to define a recessed area where the metal can be deposited. Referring to FIGS. 2B, 2C, and 5, forming the electrodes on the mesa 38 places a photosensitive material (not shown) on the inner surface 36a of the support substrate 36, and a region of the inner surface 36a where no metal is deposited. Patterning the photosensitive material so that only the photosensitive material covers it. That is, the portion of the inner surface of the support substrate that is etched and then coated with metal is not covered by the patterned photosensitive material and is therefore exposed (see steps S152, S154, and S155). The method of the present invention further includes the step of etching the exposed portion of the inner surface of the support substrate, for example by BOE, to form the recessed regions 46 in a predefined pattern (see step 156).

図2Cおよび5を参照すると、本発明の方法はさらに、エッチングされた凹部46内に金属材料を堆積して、電極42および導電トレース(図示せず)を形成するステップを含む(ステップS158参照)。当技術分野で知られているように、電極およびトレースは、チタン、白金、および金の多層堆積など任意の導電材料からなっていてよく、スパッタリングなど任意の適切な技法によって堆積することができる。その後、感光性層の残余部分を除去する(ステップS159参照)。   Referring to FIGS. 2C and 5, the method of the present invention further includes depositing a metal material in the etched recess 46 to form electrodes 42 and conductive traces (not shown) (see step S158). . As is known in the art, the electrodes and traces may be comprised of any conductive material such as a multi-layer deposition of titanium, platinum, and gold and may be deposited by any suitable technique such as sputtering. Thereafter, the remaining part of the photosensitive layer is removed (see step S159).

図2Cおよび3を参照すると、部分犠牲基板の内面もエッチングして、結果として得られるMEMSデバイスの機械および/または電気機械部材を離隔する、またはその他の方法で形成する(ステップS160参照)。前述したように、機械および/または電気機械部材を形成するための処置は、精密な寸法を有する部材を信頼可能に形成することができるように厳しい公差を必要とする。特に、部分犠牲基板の内面ではなく支持基板上にメサが形成されるので、機械および/または電気機械部材を形成するために後でエッチングされる部分犠牲基板の内面の部分が少なくとも平坦であり、それにより機械および/または電気機械部材の精密な形成が容易になる。   Referring to FIGS. 2C and 3, the inner surface of the partially sacrificial substrate is also etched to separate or otherwise form the resulting MEMS device's mechanical and / or electromechanical members (see step S160). As previously mentioned, procedures for forming mechanical and / or electromechanical members require tight tolerances so that members having precise dimensions can be reliably formed. In particular, the mesa is formed on the support substrate rather than the inner surface of the partially sacrificial substrate, so that the portion of the inner surface of the partially sacrificial substrate that is later etched to form the mechanical and / or electromechanical members is at least flat, This facilitates precise formation of mechanical and / or electromechanical components.

詳細には、図2C、2D、および6を参照すると、機械および/または電気機械部材は、はじめに部分犠牲基板の内面を感光性層48で被覆することによって形成する(ステップS161参照)。最終的にエッチングすべき領域を画定するマスクで感光性層をカバーした後、感光性層の露出部分を照明する(ステップS162参照)。マスクを除去した後、最終的にエッチングされる部分犠牲基板の内面の領域を感光性層の残余部分51がカバーしないように、感光性層50の一部分を除去する(ステップS163参照)。   Specifically, referring to FIGS. 2C, 2D, and 6, the mechanical and / or electromechanical member is formed by first coating the inner surface of the partially sacrificial substrate with a photosensitive layer 48 (see step S161). After the photosensitive layer is covered with a mask that finally defines a region to be etched, the exposed portion of the photosensitive layer is illuminated (see step S162). After removing the mask, a part of the photosensitive layer 50 is removed so that the remaining part 51 of the photosensitive layer does not cover the region of the inner surface of the partially sacrificed substrate to be finally etched (see step S163).

図2Eを参照すると、次いで、部分犠牲基板の内面の露出部分をRIEエッチングなどによってエッチングして、部分犠牲基板のドープ領域を介するトレンチを形成する(ステップS164参照)。以下に説明するように、トレンチ間に延在する部分犠牲基板のドープ領域が、結果として得られるMEMSデバイスの(1つまたは複数の)機械および/または電気機械部材を形成する。エッチングしたトレンチによってMEMSデバイスの機械および/または電気機械部材を画定した後、本発明の方法は、部分犠牲基板の内面から残余感光性材料51を除去する(ステップ165参照)。   Referring to FIG. 2E, the exposed portion of the inner surface of the partial sacrificial substrate is then etched by RIE etching or the like to form a trench through the doped region of the partial sacrificial substrate (see step S164). As described below, the doped region of the partially sacrificial substrate that extends between the trenches forms the mechanical and / or electromechanical members of the resulting MEMS device. After the mechanical and / or electromechanical members of the MEMS device are defined by the etched trench, the method of the present invention removes the remaining photosensitive material 51 from the inner surface of the partially sacrificial substrate (see step 165).

図2Fおよび3を参照すると、本発明の方法はまた、メサの表面に堆積された電極を含めたメサと接触するように部分犠牲基板の内面を配置するステップを含む(ステップS170参照)。次いで、部分犠牲基板とメサの結合が形成される(ステップS180参照)。1つの好ましい実施形態では結合が陽極結合であり、しかし結合は、固定係合を提供する任意のタイプのものであってよいことを理解されたい。   Referring to FIGS. 2F and 3, the method of the present invention also includes positioning the inner surface of the partially sacrificial substrate in contact with the mesa, including electrodes deposited on the surface of the mesa (see step S170). Next, a bond between the partially sacrificed substrate and the mesa is formed (see step S180). It should be understood that in one preferred embodiment the bond is an anodic bond, but the bond may be of any type that provides a fixed engagement.

また、機械および/または電気機械部材が回転し、移動し、かつ湾曲することができるように、部分犠牲基板の非ドープ犠牲領域を除去することもしばしば有利である。この技法は通常、溶解ウェハ・プロセス(DWP)と呼ばれる。したがって、一実施形態では、本発明の方法はさらに、部分犠牲基板の非ドープ犠牲領域を除去するステップを含む(ステップS190参照)。非ドープ犠牲領域の除去は通常、例えばエチレンジアミンピロカテキン(EDP)エッチング・プロセスを用いて非ドープ犠牲領域をエッチング除去することによって実施され、しかし任意のドーピング/選択性エッチング処置を使用することができる。   It is also often advantageous to remove the undoped sacrificial regions of the partially sacrificial substrate so that the mechanical and / or electromechanical members can rotate, move and curve. This technique is commonly referred to as a dissolved wafer process (DWP). Accordingly, in one embodiment, the method of the present invention further includes the step of removing the undoped sacrificial region of the partially sacrificial substrate (see step S190). Removal of the undoped sacrificial region is typically performed by etching away the undoped sacrificial region using, for example, an ethylenediamine pyrocatechin (EDP) etch process, but any doping / selective etch procedure can be used. .

上述したように、部分犠牲基板の非ドープ犠牲領域の除去はいくつかの利点を提供する。例えば、この材料の除去により、ドープ領域からエッチングされた機械および/または電気機械部材が、支持基板に関して移動または湾曲するように移動の自由度を有する。さらに、部分犠牲基板の非ドープ犠牲領域の除去はまた、機械および/または電気機械部材を、ドープ領域を介してエッチングされたトレンチの外側にある部分犠牲基板のドープ領域の残余部分から切り離す。   As mentioned above, removal of the undoped sacrificial region of the partially sacrificial substrate provides several advantages. For example, removal of this material allows the mechanical and / or electromechanical members etched from the doped region to have freedom of movement such that they move or curve with respect to the support substrate. Furthermore, removal of the undoped sacrificial region of the partially sacrificial substrate also decouples the mechanical and / or electromechanical member from the remaining portion of the doped region of the partially sacrificial substrate that is outside the trench etched through the doped region.

図2Aを参照すると、一組の傾斜側壁58間に延在する接触面56を有するメサ38を提供することがしばしば有利である。これら傾斜側壁58により、側壁を上がって接触面まで金属を「ステップ」させることによって、接触面と少なくとも一方のメサ側壁とに金属を堆積することができる。   Referring to FIG. 2A, it is often advantageous to provide a mesa 38 having a contact surface 56 that extends between a set of inclined sidewalls 58. These inclined sidewalls 58 allow metal to be deposited on the contact surface and at least one mesa sidewall by “stepping” the metal up the sidewall to the contact surface.

メサが任意の幾何形状を取ることができることに留意することが重要である。例えば、この実施形態では、メサが角錐形状で形成されているが、メサの断面形状は、特定の適用例での必要に応じて、八角形や円柱形など他の形状を取ることもできる。さらに、傾斜側壁を一組の傾斜側壁と呼んでいるが、いくつかの適用例では、一組の側壁の一方のみが傾斜している場合もあることを理解されたい。   It is important to note that the mesas can take any geometric shape. For example, in this embodiment, the mesa is formed in a pyramid shape, but the cross-sectional shape of the mesa may take other shapes such as an octagon or a cylinder as required in a specific application example. Furthermore, although the inclined sidewalls are referred to as a set of inclined sidewalls, it should be understood that in some applications, only one of the set of sidewalls may be inclined.

傾斜側壁を有するメサを作成するのに必要な操作を例示する図7を参照すると、本発明のこの実施形態の方法は、メサの最終的な位置に対応する位置のみをカバーするようにパターニングされた感光性層を支持基板の内面に塗布するステップを含む(ステップS200、S202、およびS204参照)。したがって、感光性層はいくつかのパッドから形成されており、各パッドがそれぞれメサを画定する。各パッドは、それぞれのメサの基部の寸法に近似するように寸法を取られている。本発明の方法はさらに、支持基板の露出された内面をエッチングするステップを含む(ステップS206参照)。エッチング・ステップが実施されるとき、エッチャントは感光性層もエッチングし、それにより、フォトレジストの様々な部分の寸法サイズが徐々に低減する(ステップS208参照)。図2Aに示されるように、パッドのサイズがこのように徐々に低減してメサ38を作成し、各メサが、一組の傾斜側壁58と、それらの間に延在する接触面40とを有する。図示したように、接触面40はメサの基部54よりも寸法サイズが小さい。   Referring to FIG. 7, which illustrates the operations necessary to create a mesa with sloping sidewalls, the method of this embodiment of the present invention is patterned to cover only the location corresponding to the final location of the mesa. A step of applying the photosensitive layer to the inner surface of the support substrate (see steps S200, S202, and S204). Thus, the photosensitive layer is formed from a number of pads, each pad defining a mesa. Each pad is dimensioned to approximate the size of the base of the respective mesa. The method of the present invention further includes the step of etching the exposed inner surface of the support substrate (see step S206). When the etching step is performed, the etchant also etches the photosensitive layer, thereby gradually reducing the dimensional size of various portions of the photoresist (see step S208). As shown in FIG. 2A, the pad size is thus gradually reduced to create a mesa 38, each mesa having a set of inclined sidewalls 58 and a contact surface 40 extending therebetween. Have. As shown, the contact surface 40 is smaller in size than the mesa base 54.

本発明は、MEMSデバイスを作成する方法に加えて、例えば図2Fに示されるような結果として得られるMEMSデバイスも対象とする。方法に関連して上述したように、本発明の結果として得られるMEMSデバイスは、第1の内面30aを含む半導体基板30を含む。前述したように、半導体基板は、シリコン、ガリウム砒素、ゲルマニウムなどからなっていてよく、第1の内面30aに隣接するドープ領域32を有する。半導体基板のドープ領域がMEMSデバイスの機械部材を形成する。さらに、通常、ドープ領域はホウ素でドープされるが、この領域をインジウム、タリウム、アルミニウムなど他のドーパントでドープすることもできる。   In addition to the method of making a MEMS device, the present invention is also directed to the resulting MEMS device, for example, as shown in FIG. 2F. As described above in connection with the method, the resulting MEMS device of the present invention includes a semiconductor substrate 30 that includes a first inner surface 30a. As described above, the semiconductor substrate may be made of silicon, gallium arsenide, germanium, or the like, and has a doped region 32 adjacent to the first inner surface 30a. The doped region of the semiconductor substrate forms the mechanical member of the MEMS device. In addition, the doped region is typically doped with boron, but this region can be doped with other dopants such as indium, thallium, and aluminum.

さらに、本発明のこの実施形態のMEMSデバイスは支持基板36を含む。支持基板は半導体基板を吊る働きをし、それにより半導体基板によって画定される機械および/または電気機械部分が、より高い移動または湾曲の自由度を有する。しかし、支持基板はまた、例えばMEMSデバイスの機械および/または電気機械部分に関する電気絶縁体またはヒート・シンクとして働くことによって、他の機能を実施することもできる。したがって、支持基板は通常、PYREX(登録商標)ガラスなど誘電体材料から形成される。   Furthermore, the MEMS device of this embodiment of the invention includes a support substrate 36. The support substrate serves to suspend the semiconductor substrate, whereby the mechanical and / or electromechanical parts defined by the semiconductor substrate have a higher degree of freedom of movement or bending. However, the support substrate can also perform other functions, for example by acting as an electrical insulator or heat sink for the mechanical and / or electromechanical portions of the MEMS device. Therefore, the support substrate is usually formed from a dielectric material such as PYREX® glass.

本発明のMEMSデバイス、より具体的には支持基板はさらに、少なくとも1つのメサ38を含む。このメサは、支持基板36の残りの部分から外方向に延在し、半導体基板36を支持する働きをする。前述したように、メサ38が半導体基板とは対照的に支持基板上に形成されるので、半導体基板の内面は高い平坦性を維持し、半導体基板のドープ領域を介するトレンチの精密かつ制御されたエッチングを容易にする。上述したように、メサは、半導体基板の内面30aを支持する接触面56を含み、それにより半導体基板は、支持基板38の残りの部分を覆うように吊られる。   The MEMS device of the present invention, more specifically the support substrate, further includes at least one mesa 38. The mesa extends outward from the remaining portion of the support substrate 36 and functions to support the semiconductor substrate 36. As described above, since the mesa 38 is formed on the support substrate as opposed to the semiconductor substrate, the inner surface of the semiconductor substrate maintains high flatness, and the trench is precisely and controlled through the doped region of the semiconductor substrate. Easy etching. As described above, the mesa includes the contact surface 56 that supports the inner surface 30 a of the semiconductor substrate, whereby the semiconductor substrate is suspended to cover the remaining portion of the support substrate 38.

本発明のMEMSデバイスの一実施形態では、電極42がメサ38上に形成され、MEMSデバイスの機械および/または電気機械部材への電気的接続を提供する。本発明の1つの好ましい実施形態では、メサは、一組の傾斜側壁58間に延在する接触面56を含む。この実施形態では、メサの接触面56と少なくとも一方の傾斜側壁58とに電極が堆積される。したがって、結果として得られる電極は、当該のメサの側壁上に露出して、電気的接触を容易にする。   In one embodiment of the MEMS device of the present invention, an electrode 42 is formed on the mesa 38 to provide an electrical connection to the mechanical and / or electromechanical members of the MEMS device. In one preferred embodiment of the present invention, the mesa includes a contact surface 56 that extends between a set of inclined sidewalls 58. In this embodiment, electrodes are deposited on the mesa contact surface 56 and at least one inclined sidewall 58. Thus, the resulting electrode is exposed on the side wall of the mesa to facilitate electrical contact.

上述したように、メサの接触面56は半導体基板の内面30aを支持する。いくつかの実施形態では、メサの接触面と半導体基板の内面を結合する、またはその他の方法で接合するる。例えば、メサの接触面と半導体基板の内面とを陽極結合などによって結合することができる。   As described above, the contact surface 56 of the mesa supports the inner surface 30a of the semiconductor substrate. In some embodiments, the contact surface of the mesa and the inner surface of the semiconductor substrate are bonded or otherwise bonded. For example, the contact surface of the mesa and the inner surface of the semiconductor substrate can be bonded by anodic bonding or the like.

前述したように、MEMSデバイスは様々な適用例で使用されている。特に、1つの適用例は、Greiff他の米国特許第5650568号に記載されているものなど、ジンバル式振動ホイール・ジャイロスコープである。Greiff他の特許に記述されており、かつ図8に例示するように、ジャイロスコープは、半導体基板からエッチングされた複数の機械および/または電気機械部材を含む。これらの部材は通常、ホイール・アセンブリまたは回転子62と、固定子64と、複数のフィンガ状部材68で終端する複数の駆動電極66a〜hとを含む。本発明によれば、Greiff他の特許とは異なり、これらの部材は、支持基板から外方向に延在する複数のメサ70a〜hによって支持基板(図示せず)を覆うように支持されている。   As previously mentioned, MEMS devices are used in a variety of applications. In particular, one application is a gimbaled vibrating wheel gyroscope, such as that described in Greiff et al. US Pat. No. 5,650,568. As described in the Greiff et al. Patent and illustrated in FIG. 8, a gyroscope includes a plurality of mechanical and / or electromechanical members etched from a semiconductor substrate. These members typically include a wheel assembly or rotor 62, a stator 64, and a plurality of drive electrodes 66 a-h that terminate in a plurality of finger-like members 68. According to the present invention, unlike Greiff et al., These members are supported to cover a support substrate (not shown) by a plurality of mesas 70a-h extending outwardly from the support substrate. .

図8に示されるように、回転子62は、一対のポスト・アセンブリ74aおよび74bによって支持基板を覆うように吊られている中心ハブ72と、複数のスポーク76a〜dと、複数のフィンガ状部材80がそこから延在する外側ホイールまたはリム78とを含む。回転子のフィンガ状部材80は、固定子64によって静電作動するために固定子64のフィンガ状部材68と交互配置されている。各スポーク74a〜bが、それぞれボックス形歪緩和部分82a〜dを含む。   As shown in FIG. 8, the rotor 62 includes a central hub 72 suspended by a pair of post assemblies 74a and 74b so as to cover the support substrate, a plurality of spokes 76a to 76d, and a plurality of finger-like members. 80 includes an outer wheel or rim 78 extending therefrom. The rotor finger-like members 80 are interleaved with the finger-like members 68 of the stator 64 for electrostatic actuation by the stator 64. Each spoke 74a-b includes a box-shaped strain relief portion 82a-d, respectively.

各ポスト・アセンブリ74aおよび74bがそれぞれ、支持ポスト84aおよび84bと、出力湾曲部86aおよび86bとも呼ばれるポスト湾曲部86aおよび86bとを含む。駆動回路(図示せず)も固定子駆動電極66a〜hに結合されている。   Each post assembly 74a and 74b includes a support post 84a and 84b and a post curve 86a and 86b, also referred to as output curve 86a and 86b, respectively. A drive circuit (not shown) is also coupled to the stator drive electrodes 66a-h.

駆動電極66a〜hの通電時、ホイール・アセンブリ62のリム78が駆動軸88の周りでアセンブリの平面内で振動する、または回転振動する。ジャイロスコープは、自己振動様式で操作することができ、あるいは開ループで操作することができる。ホイール・リム78が回転振動しているとき、ジャイロスコープが取り付けられているビークルの入力軸90に関する回転率のばらつきにより、ホイール・アセンブリのリムが、出力軸92の周りでジャイロスコープの平面外へ歪曲する。   When the drive electrodes 66a-h are energized, the rim 78 of the wheel assembly 62 vibrates in the plane of the assembly around the drive shaft 88 or rotationally vibrates. The gyroscope can be operated in a self-vibrating manner or can be operated in an open loop. When the wheel rim 78 is in rotational vibration, the rotational variability with respect to the input shaft 90 of the vehicle to which the gyroscope is attached causes the wheel assembly rim to move around the output shaft 92 out of the plane of the gyroscope. Distort.

入力軸90に沿って複数の感知領域94a、94bがホイール・アセンブリ62のリム78から延在する。感知電極94a、94bは、支持基板上であって、それぞれの感知領域94a、94bの下方に配設され、アセンブリ62の平面外への歪曲を感知する。   A plurality of sensing areas 94 a, 94 b extend from the rim 78 of the wheel assembly 62 along the input shaft 90. The sensing electrodes 94a and 94b are disposed on the support substrate and below the respective sensing regions 94a and 94b, and sense distortion of the assembly 62 out of the plane.

Greiffの特許に記述されているように、これらのジャイロスコープは通常、以下に述べる溶解ウェハ・プロセス(DWP)を使用して構成される。しかし、任意のマイクロ電気機械製造プロセスを使用して本発明の改良型ジャイロスコープを製造することができることを理解されたい。   As described in the Greiff patent, these gyroscopes are typically constructed using the dissolved wafer process (DWP) described below. However, it should be understood that any microelectromechanical manufacturing process may be used to manufacture the improved gyroscope of the present invention.

はじめに図9を参照すると、支持基板200が、厚さ約750ミクロンで提供される。一実施形態では、支持基板200はPYREX(登録商標)ガラスなどのガラスからなる。上述したように、支持基板は、従来のリソグラフィ・プロセスにしたがってパターニングされエッチングされた内面または上面202を有して、ジャイロスコープの他の部分を支持するメサ204を提供する。   Referring initially to FIG. 9, a support substrate 200 is provided with a thickness of about 750 microns. In one embodiment, the support substrate 200 is made of glass, such as PYREX® glass. As described above, the support substrate has an inner surface or upper surface 202 that is patterned and etched according to a conventional lithographic process to provide a mesa 204 that supports other parts of the gyroscope.

次に図10を参照すると、500ミクロン程度の厚さを有する半導体基板206を、はじめに所定の深さまで、例えば約10ミクロンまでドープして、ドープ領域208および非ドープ犠牲領域210を提供する。例示実施形態では、領域208はホウ素でドープされている。このホウ素ドープ領域208が、最終的にジャイロスコープのホイール・アセンブリ62を形成する。   Referring now to FIG. 10, a semiconductor substrate 206 having a thickness on the order of 500 microns is first doped to a predetermined depth, eg, about 10 microns, to provide a doped region 208 and an undoped sacrificial region 210. In the exemplary embodiment, region 208 is doped with boron. This boron doped region 208 ultimately forms the gyroscopic wheel assembly 62.

図11を参照すると、その後、半導体基板をパターニングし、例えばRIEエッチングによってエッチングして、特定の適用例の要件にしたがってホイール・アセンブリ62を画定する。例示実施形態では、図10の半導体基板のエッチングにより、軸C(図8参照)に沿った外側リム78の一部分を提供する領域212および214が形成され、さらに、図示したように間隔を空けて配置された領域212および214から中心部分が離隔される。領域212と214の間のドープ領域208の部分216が、ジャイロスコープの中心ハブ72(図8参照)および出力湾曲部86aおよび86bを形成する。   Referring to FIG. 11, the semiconductor substrate is then patterned and etched, eg, by RIE etching, to define a wheel assembly 62 according to the requirements of a particular application. In the exemplary embodiment, etching the semiconductor substrate of FIG. 10 forms regions 212 and 214 that provide a portion of the outer rim 78 along axis C (see FIG. 8), and are spaced apart as shown. A central portion is spaced from the disposed regions 212 and 214. The portion 216 of the doped region 208 between the regions 212 and 214 forms the gyroscope central hub 72 (see FIG. 8) and output curves 86a and 86b.

次に、図11および12を参照すると、上述した製造ステップに続いて、入力軸A(図8)に沿って取られたジャイロスコープの断面が図示されている。より具体的には、図11で、半導体基板206は、やはりホウ素ドープ領域208を有するように示されている。軸Aに沿ったジャイロスコープのこの断面は、図10の領域212および214と同様の領域を介して切断していないことに留意されたい。   Referring now to FIGS. 11 and 12, a cross section of the gyroscope taken along the input axis A (FIG. 8) is shown following the manufacturing steps described above. More specifically, in FIG. 11, the semiconductor substrate 206 is also shown having a boron doped region 208. Note that this cross section of the gyroscope along axis A is not cut through a region similar to regions 212 and 214 of FIG.

図10の構造が形成されるRIEエッチングはさらに、図12に示されるように、軸Aに沿って3つの領域218、220、および222を形成する。中心領域220は中心ハブ72を形成し(図8参照)、間隔を空けて配置された領域218および222は、ホイール・アセンブリ62の外側リム78の部分を形成する。   The RIE etch in which the structure of FIG. 10 is formed further forms three regions 218, 220, and 222 along axis A, as shown in FIG. The central region 220 forms a central hub 72 (see FIG. 8), and the spaced regions 218 and 222 form part of the outer rim 78 of the wheel assembly 62.

また、図13を参照すると、軸B(図8)に沿ったジャイロスコープの断面が示される。図10および12に示される構造が形成されるRIEエッチングは、軸Bに沿って図13の構造を生み出す。より具体的には、エッチング・ステップは、図示したようにホウ素ドープ領域206を介して切断する。ホウ素ドープ領域206の残余部分がスポーク湾曲部74bおよび74dと、中心ハブ72と、交互配置されたホイール・アセンブリ62のフィンガ状部材80および固定子64のフィンガ状部材68とを形成する。   Referring also to FIG. 13, a cross section of the gyroscope along axis B (FIG. 8) is shown. The RIE etch that forms the structure shown in FIGS. 10 and 12 produces the structure of FIG. More specifically, the etching step cuts through the boron doped region 206 as shown. The remaining portion of the boron doped region 206 forms spoke curves 74b and 74d, a central hub 72, and finger members 80 of the wheel assemblies 62 and finger members 68 of the stator 64 that are interleaved.

図15を参照すると、図8の完全なジャイロスコープの断面図が、軸Cに沿って取られて示されている。感知電極94aおよび94bが、支持基板200の上面202を覆うように形成されている。感知電極94aおよび94bは、チタン、白金、および金の多層堆積など任意の適切な導電材料からなっていてよく、スパッタリングなど任意の適切な技法によって堆積することができる。また、導電トレース224が支持基板200の上面202に提供され、メサ上の接触面226からメサの少なくとも1つの側壁228を下って支持基板202のエッジ部分まで延在する。さらに、トレース224は、駆動信号を駆動電極に印加するための駆動電極66a〜h(図示せず)への電気的接続を提供する。   Referring to FIG. 15, a cross-sectional view of the complete gyroscope of FIG. 8 is shown taken along axis C. The sensing electrodes 94 a and 94 b are formed so as to cover the upper surface 202 of the support substrate 200. The sensing electrodes 94a and 94b may be made of any suitable conductive material, such as a multilayer deposition of titanium, platinum, and gold, and can be deposited by any suitable technique, such as sputtering. Conductive traces 224 are also provided on the top surface 202 of the support substrate 200 and extend from the contact surface 226 on the mesa down the at least one sidewall 228 of the mesa to the edge portion of the support substrate 202. Further, trace 224 provides an electrical connection to drive electrodes 66a-h (not shown) for applying drive signals to the drive electrodes.

感知電極94aおよび94bと導電トレース224とを形成するために支持基板200を処理した後、図10〜14の断面で様々な軸に沿って示されたホイール・アセンブリ構造を、支持基板200のメサの接触面226に結合する。より具体的には、半導体基板を逆さにし、陽極結合によって支持基板200に結合する。図示していないが、半導体基板の任意の非ドープ領域210を例えばDWPによって除去することができることを理解されたい。したがって、ホイール・アセンブリ62および固定子64は、支持基板の上面から外方向に延在するメサによって、図17に示されるように支持基板200を覆うように吊られている。図17の図に示されるホイール・アセンブリ62の機構は、中心ハブ72と、出力湾曲部86aおよび86bと、出力リム78と、回転子フィンガ状電極80とを含む。   After processing the support substrate 200 to form the sensing electrodes 94a and 94b and the conductive traces 224, the wheel assembly structure shown along various axes in the cross-sections of FIGS. To the contact surface 226. More specifically, the semiconductor substrate is inverted and bonded to the support substrate 200 by anodic bonding. Although not shown, it should be understood that any undoped region 210 of the semiconductor substrate can be removed, for example, by DWP. Accordingly, the wheel assembly 62 and the stator 64 are suspended by the mesa extending outward from the upper surface of the support substrate so as to cover the support substrate 200 as shown in FIG. The mechanism of the wheel assembly 62 shown in the view of FIG. 17 includes a central hub 72, output bends 86 a and 86 b, an output rim 78, and a rotor finger-like electrode 80.

前述し、図9および17に図示したように、本発明のジャイロスコープは、半導体基板206とは対照的に支持基板200に形成されたメサを含む。メサが支持基板からエッチングされるので、半導体基板の内面は、結果として得られるジャイロスコープの機械および/または電気機械部材を画定するトレンチを形成する前に平坦性を維持している。   As described above and illustrated in FIGS. 9 and 17, the gyroscope of the present invention includes a mesa formed in the support substrate 200 as opposed to the semiconductor substrate 206. As the mesa is etched from the support substrate, the inner surface of the semiconductor substrate remains flat prior to forming the trenches that define the resulting gyroscopic mechanical and / or electromechanical members.

本発明が属する技術分野の当業者には、前述の説明および添付図面に提示された教示の利点を有する本発明の多くの修正形態および他の実施形態が想起されよう。したがって、本発明は開示した特定の実施形態に限定されず、修正形態および他の実施形態が、頭記の特許請求の範囲の範囲内に含まれるものとすることを理解されたい。本明細書では特定の用語を使用したが、それらは単に一般的かつ説明的な意味で使用しており、限定を加えるものではない。   Many modifications and other embodiments of the invention will come to mind to one skilled in the art to which the invention pertains having the benefit of the teachings presented in the foregoing description and the accompanying drawings. Accordingly, it is to be understood that the invention is not limited to the specific embodiments disclosed, and that modifications and other embodiments are intended to be included within the scope of the appended claims. Although specific terms are used herein, they are used in a general and descriptive sense only and are not limiting.

Claims (8)

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つのメサが前記支持基板の表面から外側に延びるように、前記支持基板の前記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であって、前記少なくとも1つのメサは、一組の傾斜した側壁間を延びる接触面を有するステップと、
前記メサの接触面に事前定義されたパターンで凹部領域を形成するステップと、
前記凹部領域と、前記支持基板の前記メサの前記傾斜した側壁の少なくとも1つの上とに導電材料を配置して電極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、前記支持基板の前記少なくとも1つのメサ以外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。
A method for forming a microelectromechanical structure comprising:
Providing a partially sacrificial substrate having a first surface;
Doping a portion of the partially sacrificial substrate with a dopant such that the partially sacrificial substrate includes a doped region and an undoped region, the doped region being adjacent to the first surface of the partially sacrificial substrate;
Providing a support substrate for supporting the partially sacrificial substrate;
Forming the at least one mesa on the surface of the support substrate such that the at least one mesa extends outwardly from the surface of the support substrate, the at least one mesa being a set of inclined surfaces Having a contact surface extending between the sidewalls;
Forming a recessed region in a predefined pattern on the contact surface of the mesa;
Disposing a conductive material on the recessed area and at least one of the inclined sidewalls of the mesa of the support substrate to form an electrode;
The partial sacrificial substrate has a first surface suspended above a portion other than the at least one mesa of the support substrate, and the doped region of the partial sacrificial substrate faces the support substrate. Bonding a first surface of a sacrificial substrate to the at least one mesa.
請求項1に記載の方法において、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、方法。   The method of claim 1, further comprising removing the undoped region of the partially sacrificial substrate after the combining step. 請求項1に記載の方法において、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、方法。   The method of claim 1, wherein the bonding step comprises anodically bonding the doped first surface of the partially sacrificial substrate to the mesa of the support substrate. 請求項1に記載の方法において、前記少なくとも1つのメサを形成する前記ステップが、
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、方法。
The method of claim 1, wherein the step of forming the at least one mesa comprises
Applying a photoresist layer to the surface of the support substrate at a position corresponding to a predetermined position of the mesa, and bringing the dimensions of the photoresist layer close to the dimensions of the base of the mesa;
Etching the exposed surface of the support substrate;
Gradually reducing the size of the photoresist layer during the etching such that the resulting mesa includes a contact surface that is smaller in size than the base of the mesa that extends between the set of inclined sidewalls. .
請求項1に記載の方法において、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、方法。   2. The method of claim 1, wherein the doping step comprises doping the substrate with a dopant selected from the group consisting of boron, indium, thallium, and aluminum. 請求項1に記載の方法において、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、方法。   The method of claim 1, wherein the providing step comprises providing a partially sacrificial substrate selected from the group of substrates formed from silicon, germanium, and gallium arsenide. 請求項1に記載の方法において、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、方法。   The method of claim 1, further comprising providing a support substrate formed from a dielectric material. 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、誘電材料を含む支持基板を設けるステップと、
接触面を有する少なくとも1つのメサが前記支持基板の表面から外側に延びるように、前記支持基板の前記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、
前記メサの接触面に事前定義されたパターンで凹部領域を形成するステップと、
前記メサ表面の前記凹部領域に導電材料を配置して電極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、前記支持基板の前記表面の前記少なくとも1つのメサ以外の部分の上方に吊るされ、前記部分犠牲基板の前記ドープ領域が支持基板と向かい合わせになるようにし、前記電極が前記部分犠牲基板の前記ドープ領域に電気連通するように、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、前記結合ステップの後に、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。
A method for use in a molten wafer process to form a microelectromechanical device comprising:
Providing a partially sacrificial substrate having a first surface;
Doping a portion of the partially sacrificial substrate with a dopant such that the partially sacrificial substrate includes both a doped region and an undoped region, the doped region being adjacent to the first surface of the partially sacrificial substrate; When,
Etching selected regions of the doped region and undoped region of the partially sacrificial substrate, and the remaining doped regions of the partially sacrificial substrate forming members of the resulting microelectromechanical device;
Providing a support substrate comprising a dielectric material to support the partially sacrificial substrate;
Forming the at least one mesa on the surface of the support substrate such that the at least one mesa having a contact surface extends outwardly from the surface of the support substrate;
Forming a recessed region in a predefined pattern on the contact surface of the mesa;
Disposing a conductive material in the recessed area of the mesa surface to form an electrode;
A first surface of the partial sacrificial substrate is suspended above a portion of the surface of the support substrate other than the at least one mesa so that the doped region of the partial sacrificial substrate faces the support substrate. Coupling the first surface of the partial sacrificial substrate to the at least one mesa such that the electrode is in electrical communication with the doped region of the partial sacrificial substrate;
After the bonding step, from the partially sacrificial substrate, the at least one of the members of the resulting microelectromechanical device defined by the doped region of the partially sacrificial substrate is movable with respect to the support substrate. Dissolving the undoped region.
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