具有soi基片的微机电系统的锚固件及其制造方法

专利名称：具有soi基片的微机电系统的锚固件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及微机电系统和用于制造微机电系统和纳机电系统的技术，更具体地，在一个方面涉及将微机械和纳机电装置锚固到绝缘体上半导体(SOI)基片等的制造和加工方法。
背景技术：
微机电系统(.“MEMS”)，例如，陀螺仪、共振器、以及加速计，采用了微加工技术(即，光刻和其他精密制造技术)来将机械元件减小到与微电子元件相当的大小。
MEMS通常包括用微机械加工技术例如由硅基片制成或在硅基片上制成的机械结构。该硅基片放在一个绝缘层上，该绝缘层与其他件一起用作MEMS的牺牲层。这样，绝缘层的有效(significant)部分就被刻蚀或去除，以释放该机械结构。(例如，参见美国专利6,450,029和6,240,782)。用这种方式，该机械结构可以例如用作共振器、加速计、陀螺仪或其他传感器(例如，压力传感器、应变传感器、触感传感器、磁力传感器和/或温度传感器)。
传统的MEMS还采用该绝缘层来将该机械结构锚固到位于绝缘层下面的基片上。(例如，参见美国专利6,240,782和美国专利申请公开号2002/0177252以及2002/0118850)。这样，在制造这种MEMS时，绝缘层的去除就受到严格控制，以避免对绝缘层进行过刻蚀而对绝缘层上将机械结构锚固到基片的那部分产生负面影响。另外，这种MEMS倾向于包括其结构比必须的结构要大的锚固件来固定机械结构，该机械结构以较大的公差制造，以保证在加工条件中“可预见的”变化下对机械结构进行足够的锚固。
将机械结构锚固到基片的另一技术采用在暴露的硅层(即，在其上或其中制造有机械结构的硅)和该硅下面的绝缘层中产生出或刻蚀出一个深沟槽的方法。该深沟槽与位于晶片绝缘层下面的硅层接触。此后，在沟槽中填入低应力的氮化硅，该氮化硅在释放机械结构的过程中相对不受影响。(例如，参见美国专利6,569,754)。
因为在要厚硅层和下面的绝缘层中产生沟槽，所以采用深沟槽的锚固技术会耗费时间且制造昂贵。另外，这种技术难于用低应力材料充分填充深沟槽，且这样会带来由于针孔例如裂缝和污染而产生的削弱效果。
这样，就需要有能克服传统锚固件和锚固技术中的一个、一些或全部缺点的MEMS(例如，陀螺仪、共振器、温度传感器和/或加速计)。在这方面，需要一种改进的技术来以成本有效的方式充分锚固机械结构，从而避免在使用传统技术中所需要的较大公差以及非常严格控制的刻蚀、再填充或者沉积技术。

发明内容
此处公开和描述了一些发明，在第一原理方面，本发明提供一种制造具有包括固定电极的机械结构的机电装置的方法。该机电装置包括基片、位于基片上的绝缘层、以及位于绝缘层上的第一半导体层。所述方法包括去除第一半导体层和绝缘层的第一部分从而暴露一部分基片并形成锚固件开口。可以将锚固材料(例如硅、氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓)沉积到该开口中以形成锚固件。在本发明的这方面，所述方法包括在锚固材料上沉积第二半导体层，并由位于锚固材料上方的至少第二半导体层形成固定电极，其中固定电极通过锚固材料被附着到基片上。
本发明的方法还包括形成使固定电极并置的可移动电极，通过去除第二半导体层上的第一和第二部分而限定可移动电极，并通过去除可移动电极下面的绝缘层来释放可移动电极，其中锚固材料在释放可移动电极时基本上不被去除。
在一个实施例中，绝缘层包括氧化硅，而锚固材料包括硅、氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。在另一实施例中，绝缘层由氮化硅构成，而锚固材料包括硅、氧化硅、碳化硅、锗、硅/锗，或砷化镓。
在一个实施例中，位于锚固材料上层的固定电极的实质部分为单晶硅。在另一实施例中，位于锚固材料上层的固定电极的实质部分为多晶硅。
在另一方面，本发明提供一种制造机电装置的方法，该机电装置具有包括位于腔室中的固定电极和可移动电极的机械结构。该机电装置包括基片、位于基片上的绝缘层、以及位于绝缘层上的第一半导体层。固定电极通过锚固材料附着到基片上。所述方法包括去除部分第一半导体层和绝缘层以露出一部分基片，从而形成锚固开口。在锚固开口中沉积锚固材料并在锚固材料和第一半导体层上方沉积第二半导体层。所述方法还包括刻蚀第一和第二半导体层，以由第一和第二半导体层形成固定电极和可移动电极，其中，固定电极包括位于锚固材料上方的至少一部分第二半导体层。锚固材料将固定电极固定到基片上。
此外，本发明这方面的方法包括在固定和可移动电极上方沉积一个牺牲层，并在牺牲层上方沉积第一密封层(例如多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗、或砷化镓)。在第一密封层中形成通风口，以允许通过去除可移动电极下面的绝缘层而释放可移动电极，其中在释放可移动电极时基本上不去除锚固材料。此后，可以在通风口之上或之中沉积第二密封层(例如多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗或砷化镓)，以密封通风口，其中第二密封层为半导体材料。
在一个实施例中，绝缘层由氧化硅组成，锚固材料包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或者砷化镓。在另一实施例中，绝缘层和牺牲层由氧化硅组成，而锚固材料包括硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。在又一实施例中，绝缘层由氮化硅组成，而锚固材料包括硅、氧化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
在又一方面，本发明提供一种制造机电装置的方法，该机电装置具有包括触头和固定电极以及可移动电极的机械结构。所述电极位于装置的腔室中。所述机电装置包括基片、位于基片上的绝缘层、以及位于绝缘层上的第一半导体层。所述固定电极通过锚固材料附着到基片上。
本发明此方面的方法包括去除部分第一半导体层和绝缘层，以暴露一部分基片，从而形成锚固开口。在锚固开口中沉积锚固材料并在锚固材料和第一半导体层上方沉积第二半导体层。该方法还包括对第一和第二半导体层进行刻蚀，以由第一和第二半导体层形成固定电极和可移动电极，其中，固定电极包括位于锚固材料上的至少一部分第二半导体层。锚固材料将固定电极固定到基片上。
所述方法还包括在固定电极和可移动电极上沉积一牺牲层，并在牺牲层上沉积第一密封层(例如多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗、或砷化镓)。在第一密封层中形成通风口，以允许通过去除可移动电极下面的绝缘层而释放可移动层，其中，在释放可移动电极时基本上不去除锚固材料。此后，可以在通风口之上或之内沉积第二密封层(例如，多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗或砷化镓)，以密封通风口，其中第二密封层是半导体材料。
另外，所述方法包括围绕至少一部分触头形成沟槽(其中触头和沟槽位于腔室外面)，并在沟槽中沉积第一材料(例如氧化硅和/或氮化硅)以将触头电隔离。在一个实施例中，沟槽围绕着触头。
所述方法还可以包括在至少一部分沟槽上沉积绝缘层，且随后在触头上方和在绝缘层上沉积高导电材料，以提供与触头的电连接。
该绝缘层可以由氧化硅组成，而锚固材料包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。在另一实施例中，绝缘层和牺牲层由氧化硅组成，而锚固材料包括硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。绝缘层可以由氮化硅组成，而锚固材料包括硅、氧化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
在一个实施例中，锚固材料上层的固定电极的实质部分为单晶硅。在另一实施例中，锚固材料上层的固定电极的实质部分为多晶硅。
在另一方面，本发明提供一种机电装置，其包括基片、位于基片上的绝缘层、以及位于绝缘层上的第一半导体层。该装置还包括锚固件，其位于绝缘层和第一半导体层中的一个开口内，并与基片接触。该锚固件包括一种不同于绝缘层的材料(例如，氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓)。第二半导体层可以位于锚固件上，其中部分由第二半导体层形成的固定电极通过锚固件附着到基片上。
本发明此方面的装置还可以包括使固定电极并置的可移动电极。可移动电极也可以至少部分地由第二半导体层形成。
在一个实施例中，锚固材料上层的固定电极的实质部分为单晶硅。在另一实施例中，锚固材料上层的固定电极的实质部分为多晶硅。
该装置还可以包括一个腔室，其包括具有至少一个通风口的第一密封层(例如，单晶硅、多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、锗、硅/锗、砷化镓、氮化硅或者碳化硅)。可移动电极可以位于腔室中。由一种半导体材料(例如，单晶硅、多晶硅、多晶多孔硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗，锗或砷化镓)组成的第二密封层可以沉积在该通风口之上或之内，以密封腔室。
在一个实施例中，第一密封层是一种掺杂有第一杂质的半导体材料，以提供第一导电型的第一区域。此外，第二密封层的半导体材料掺杂有第二杂质，以提供具有第二导电型的第二区域，且其中第一导电型与第二导电型相反。
在另一方面，本发明提供一种机电装置，其与本发明的前一方面相似，但是还包括触头和沟槽，所述沟槽绕着至少一部分触头，并包括位于其内的第一材料以电隔离触头。本发明此方面的该触头和沟槽位于腔室外面。在一个实施例中，沟槽位于刻蚀阻挡区上。刻蚀阻挡区可以是氧化硅或氮化硅。
请注意，沟槽也可以包括由第一材料围绕的第二材料，且其中第二材料为半导体材料。


下面将参考附图对本发明进行详细描述。这些附图显示出了本发明的不同方面，且其中不同图中的类似的结构、零件、材料、和/或元件用类似参考号来表示。可以理解，除了具体示出的以外，这些结构、零件、材料和/或元件的各种组合是可以预见的且落入本发明的保护范围之内。
图1为位于基片上的微机电系统、以及接口电路和数据处理电子元件的方框图；图2示出了微机械结构例如加速计的一部分、以及接触区的俯视图，该部分为集成的或梳状指形电极排列的一部分，具有“可移动”电极和“固定”电极；图3示出了根据本明的某些方面，图2中的集成的或梳状指形电极排列的一部分和接触区的(沿图2的虚线a-a剖切的)剖视图；图4A-4F示出了根据本发明的某些方面，在不同工艺阶段图3的微结构的制造过程的剖视图；图5与其他图一起示出了采用单晶跟多晶晶体结构相比较的非保形(non-conformal)沉积、生长和/或形成技术的图3所示微结构的剖视图；图6示出了根据本明的某些方面，图2中的集成的或梳状指形电极排列的一部分和接触区的(沿图2的虚线a-a剖切的)剖视图；图7A-7G示出了根据本发明的某些方面，在不同工艺阶段图6的微结构的制造过程的剖视图；图8示出了根据本明的某些方面，图2中的集成的或梳状指形电极排列的一部分和接触区的(沿图2的虚线a-a剖切的)剖视图；图9A-9D示出了根据本发明的某些方面，在不同工艺阶段图8的微结构的制造过程的剖视图；图10A-10D示出了根据本发明的某些方面，隔离沟槽的剖视和俯视图；图11A-11F示出了根据本发明的某些方面，在不同工艺阶段的具有沟槽隔离触头的微结构的制造过程的剖视图；图12A-12E、13A和13B示出了根据本发明某些方面的MEMS的剖视图，包括微加工机械结构部分和集成电路部分，这两部分都位于或集成于共同的基片之上或之中；以及图14A和14B示出了根据本发明的某些方面，微机械结构的制造过程剖视图，该微机械结构具有多个微结构和一个触头，它们单块式地(monolithically)集成在MEMS的基片之上或之内。
具体实施例方式
此处描述和示出了多个发明，一方面，本发明涉及一种MEMS装置，和一种制造或加工MEMS装置的技术，该装置具有锚固件，以将机械结构固定到基片上。本发明的锚固件由相对不受机械结构释放过程影响的材料组成。在这点上，相对于包括锚固件的材料，对于固定机械结构的材料而言，刻蚀释放过程是可选的或优选的。此外，本发明的锚固件以这样的方式固定到基片上，即，绝缘层的去除对机械结构到基片的锚固影响很小到没有影响。
参考图1，在一个示例性实施例中，MEMS 10包括微加工机械结构12，其位于基片14上，该基片例如，未掺杂的半导体类材料、玻璃类材料、或绝缘体类材料。MEMS 10还包括数据处理电子元件16，用于处理和分析微加工机械结构12产生的信息，和/或控制或监测该机械结构的操作。另外，MEMS 10还包括接口电路18，以从微加工机械结构12和/或数据处理电子元件16提供信息到外部装置(未示出)，例如，计算机、指示器/显示器和/或传感器。
数据处理电子元件16和/或接口电路18可以集成到基片14之中或之上。在这方面，MEMS 10可以为单块式(monolithic)结构，包括机械结构12、数据处理电子元件16和接口电路18。数据处理电子元件16和/或接口电路18可以放在一个单独的离散的基片上，其在制造后粘合到基片14上。
参考图2，在一个实施例中，微加工机械结构12包括位于基片14之上、上方和/或之内的机械结构20a-c和22a-f。具体为，机械结构20a-c可以为“固定”机械构件24的“固定”电极。机械结构22a-c可以为“可移动”机械构件26a的“可移动”电极，机械结构22d-f可以是“可移动”机械构件26b的“可移动”电极。
机械结构20a-c和22a-f可以由例如元素周期表的第IV栏的材料组成，例如，硅、锗、碳；也可以由它们的组合组成，例如，硅锗或碳化硅；还可以是III-V化合物，例如，磷化镓、磷化铝镓，或其他III-V组合；还可以是III、IV、V或者VI材料的组合，例如，氮化硅、氧化硅、碳化铝、或氧化铝；也可以是金属硅化物、锗化物和碳化物，例如硅化镍、硅化钴、碳化钨、硅化铂锗；还可以掺杂各种物质包括三氯化磷、砷酸、锑、硼，或掺铝的硅或锗、碳，或组合如硅锗；还可以是这些材料的各种晶体结构，包括单个晶体、多晶、纳晶或无定形的；还可以是晶体结构的组合，例如与单个晶体和多晶结构的区域(无论是否掺杂)。
请注意，机械结构20a-c和22a-f可以是加速计、陀螺仪或其他传感器(例如，压力传感器、应变传感器、触感传感器、磁力传感器和/或温度传感器)、过滤器或共振器的一部分。微加工机械结构12也可以包括多个传感器或转换器的机械结构，该传感器或转换器包括一个或多个加速计、陀螺仪、压力传感器、触感传感器和温度传感器。在微加工机械结构12为加速计时，机械结构20a-c和22a-f可以是集成的或梳状指形电极排列上的一部分，该部分包括加速计的检测结构(例如，见美国专利6,122,964)。
继续参考图2，微加工机械结构12还包括一个位于基片14之上或之中的接触区28。该接触区28可以提供一个位于微加工机械结构12和数据处理电子元件16、接口电路18和/或外部设备(未示出)之间的电通道。接触区28可以由例如硅(无论掺杂与否)、锗、硅/锗、碳化硅、和砷化镓，以及其组合和/或其置换组成。
图3示出了根据本发明的一个实施例的沿着虚线a-a’剖切的微加工机械结构12的剖视图，其包括机械结构20a-c和22a-f。机械结构20a-c分别通过锚固件30a-c附着到基片14上。在一个实施例中，每个机械结构20a-c分别由第一晶体部分32a-c(例如，多晶部分)和第二晶体部分34a-c(例如单晶部分)组成。
锚固件30a-c可以由例如一种或多种相对不受用于释放机械结构的工艺影响的材料组成。在这点上，刻蚀释放工艺是选择性的，这样，相对于固定或围绕机械结构20a-c和22a-f的材料而言，包括锚固件30a-c的材料基本上不会被刻蚀(或根本不被刻蚀)。
锚固件30a-c以这样一种方式位于基片14上或固定到基片上，即，SOI基片的绝缘层的去除对机械结构20a-c和22a-f在基片14上的锚固影响很小到没有影响。
在一个实施例中，锚固件30a-c可以为硅、氮化硅、碳化硅、和/或锗、硅/锗、和砷化镓(及其组合)。事实上，在SOI结构的绝缘层不是公共的氧化硅的那些情况下(例如，SOI结构的牺牲层是氮化硅)，锚固件30a-c可以是氧化硅，假定氧化硅相对不受用于释放机械结构的工艺的影响。
锚固件30a-c可以使用例如低压(“LP”)化学汽相沉积法(“CVD”)(在管中或反应器中)、等离子体增强(“PE”)CVD法、或者大气压(“AP”)CVD法来进行沉积、形成、和/或生长。事实上，对于沉积锚固件30a-c而言，所有沉积技术，不管是已知的还是新开发的，都包括在本发明的范围内。
继续参考图3，在一个实施例中，机械结构20a-c由多晶部分32a-c和单晶部分34a-c组成。材料和/或表面、以及沉积、形成和/或生长机械结构20a-c所采用的技术，可能决定下层材料的晶体结构。例如，在具有一组预定参数的外延环境下，机械结构20a-c的单晶部分会以“前进”的方式沉积、形成和/或生长，这样，多晶部分32a-c就会以“撤退”的方式沉积、形成和/或生长。反之，用另一组预定参数时，机械结构20a-c的单晶部分34a-c会以“撤退”的方式沉积、形成和/或生长，这样，多晶部分32a-c就会以“前进”的方式沉积、形成和/或生长(见图5)。所述结构以及其部分可以以这些或其他方式沉积、形成和/或生长，这样，所有用于机械结构20a-c的沉积技术以及该机械结构的晶体结构，不管是已知的还是新开发的，都包括在本发明的范围内。
参考图4A，MEMS 10形成在SOI基片36之中或之上。该SOI基片36包括第一基片层38(例如，半导体(如硅)、玻璃或蓝宝石)、绝缘层40和第一半导体层42。在一个实施例中，SOI基片36为SIMOX晶片。在SOI基片36是SIMOX晶片的情况下，这种晶片可以使用公知的技术包括上述的在美国专利5,053,627、5,080,730、5,196,355、5,288,650、6,248,642、6,417,078、6,243,975、6,433,342以及美国专利申请公开号2002/0081824和2002/0123211中所提及和公开的技术来制造，这些文件结合在此作为参考。
在另一个实施例中，SOI基片36可以是传统的具有较薄第一半导体层42的SOI晶片。在这点上，具有较薄第一半导体层42的SOI基片36可以用块硅(bulk silicon)晶片来制造，该块硅晶片通过氧气被植入和氧化，从而形成位于单个晶体或单晶晶片表面下的较薄的SiO2。在此实施例中，第一半导体层42(即单晶硅)位于绝缘层40(即二氧化硅)上面，第一半导体层的厚度为约350nm，绝缘层位于第一基片层38(即单晶硅)上面，绝缘层的厚度为约190nm。
请注意，用于提供或制造基片36的所有技术，不管是已知的还是新开发的，都包括在本发明的范围内。
参考图4B和4C，示出了根据本发明的用于制造或加工微加工机械结构12的示例性方法，其从使用公知的光刻和刻蚀技术在绝缘层40和第一半导体层42中形成锚固开口44a-c和接触开口46开始。通过这种方式，第一半导体层40的所选部分暴露出来，以方便与之接触。接着，使用公知的沉积和光刻技术将锚固件30a-c形成于锚固开口44a-c中。如上所述，锚固件30a-c可以由例如一种或多种相对不受用于释放机械结构的工艺影响的材料组成，在这点上，相对于刻蚀释放过程而言材料是具有选择性的。因此，锚固件30a-c可以沉积到或固定到基片14上，从而使绝缘层40的所述部分的去除靠近锚固件30a-c(在机械结构20a-c和22a-f的释放过程中)。
参考图4D，反应层48可以沉积、形成和/或生长到锚固件30a-c、绝缘层40以及第一基片层38的任何暴露部分上(见例如图4C中的接触开口46)。机械结构20a-c和22a-f由反应层48形成。反应层48可以使用公知技术且由上面就机械结构20a-c和22a-f所述的那些材料(例如半导体如硅、锗、硅-锗或砷化镓)来沉积、形成和/或生长。在此实施例中，反应层48的单晶部分34以“前进”方式形成和/或生长，这样多晶部分32a-c以“撤退”方式形成和/或生长。
此后，参考图4E，机械结构20a-c和22a-f，以及接触区28可以用公知的光刻和刻蚀技术形成。在这点上，在反应层48中形成沟槽50a-g。在一个实施例中，绝缘层40作为或用作沟槽50a-g的形成过程中的刻蚀阻挡件。请注意，用于形成或制造沟槽50a-g的所有技术，不管是已知的还是新开发的，都包括在本发明的范围内。
除了限定机械结构20a-c和22a-f的特征外，沟槽50a-g还可以允许刻蚀和/或去除绝缘层40的至少所选部分。参考图4F，使用公知的刻蚀技术和材料，刻蚀或去除绝缘层40，以释放机械结构20a-c和22a-f。例如，在一个实施例中，当绝缘层40由二氧化硅组成时，所选部分可以使用公知的湿刻蚀技术和缓冲HF混合(即，缓冲氧化物刻蚀)或者公知的选用汽相HF的汽相刻蚀技术来去除/刻蚀。对机械结构20a-d的适当设计以及对HF刻蚀工艺参数的控制可以允许绝缘层40被充分去除或刻蚀掉，以释放机械结构20a-c和22a-f，并允许MEMS10的正确操作。
在另一个实施例中，当绝缘层40由氮化硅组成时，所选部分可以使用磷酸来进行去除/刻蚀。再者，对机械结构20a-c和22a-f的适当设计以及对湿刻蚀工艺参数的控制可以允许绝缘层40被充分刻蚀掉，这会释放机械结构20a-c和22a-f。
应该注意到，存在(1)许多用于绝缘层40的合适材料(例如，二氧化硅、氮化硅、掺杂或未掺杂的玻璃状材料(例如磷硅酸盐玻璃(“PSG”)或者硼磷硅酸盐玻璃(“BPSG”))和旋涂式玻璃(“SOG”))；(2)许多适当的/相关的刻蚀剂(缓冲氧化物刻蚀、磷酸、碱性氢氧化物例如NaOH和KOH)，以及(3)许多适当的刻蚀或去除技术(例如，湿刻蚀、等离子体刻蚀、汽相刻蚀或干刻蚀)，以消除、去除和/或刻蚀掉绝缘层40。因此，所有用于消除、去除和/或刻蚀的材料、刻蚀剂以及刻蚀技术及其组合，不管是已知的还是新开发的，都包括在本发明的范围内。
如上所述，锚固件30a-c保持相对不受去除绝缘层40的影响。在这点上，刻蚀或去除过程对于绝缘层40而言是具有选择性的。在那些锚固件30a-c在去除或刻蚀绝缘层40的过程中被刻蚀掉的情况下，有利的是选择能提供很大刻蚀选择比(例如大于10∶1、25∶1或50∶1优选为大于100∶1)的材料和/或对刻蚀进行适当定时，从而锚固件30a-c基本上不受影响。通过这种方式，锚固件30a-c可满足机械结构20a-c的锚固需求。
MEMS10可以用传统的密封技术和结构密封在腔室52中。接着参考图4F，在一个实施例中，MEMS10使用例如粘结到基片14上的罩52(半导体或玻璃状基片)来密封，其他密封技术也是适用的(例如TO-8“can”)。事实上，所有的密封技术，不管是已知的还是新开发的，都包括在本发明的范围内。
例如，在2003年6月4日提交的名称为“微机电系统及其密封和制造方法”且转让系列号为10/454,867的美国非临时专利申请(以下称为“微机电系统和密封方法专利申请”)中所描述和示例的密封技术可以与本文所描述和示例出的锚固件和锚固技术相结合使用。为了简明起见，与本文所描述和示例的发明相结合而实施的在该“微机电系统和密封方法专利申请”中所描述和示例的发明不会被重复说明，只是被概述。但是，应该明确注意的是，该“微机电系统和密封方法专利申请”的整个内容，包括例如所有发明的特征、属性、替换、材料、技术以及优点，都组合在此作为参考。
简言之，参考图6，微加工机械结构12包括按上述方式锚固的机械结构20a-c、机械结构22a-f以及接触区28。另外，第一和第二密封层56、58分别可以使用“微机电系统和密封方法专利申请”中所述的任何技术、材料或实施例来密封腔室60。另外，接触通路62提供到触头28的电接近。
特别地，参考图7A和7B，示出了使用“微机电系统和密封方法专利申请”中的密封技术制造或加工微加工机械结构12的示例性方法，该方法可以从包括按上述方式锚固的机械结构20a-c、机械结构22a-f以及接触区28的部分形成的装置开始(见图7A)。此后，沉积和构图出牺牲层64，以暴露出一部分接触区28，便于与之电连接(见图7B)。
参考图7C，在沉积牺牲层64之后，可以沉积、形成和/或生长出第一密封层56。第一密封层56可以例如是硅基材料(例如，硅/锗、碳化硅、单晶硅、多晶硅或者非晶硅，无论掺杂与否)、锗、以及砷化镓(及其组合)，该密封层使用例如外延法、溅射法或基于CVD的反应器(例如APCVD、LPCVD或PECVD)来沉积和/或形成。所述沉积、形成和/或生长可以通过保形(conformal)过程或非保形(non-conformal)过程来完成。
参考图7D和7E，第一密封层56可以被刻蚀(见图7D)，以形成通风口66，其用于允许刻蚀和/或去除绝缘层40和牺牲层64的至少选择部分(见图7D)。再者，机械结构20a-c和22a-f、绝缘层40以及牺牲层64的适当设计，以及刻蚀工艺参数的控制可以允许绝缘层40和牺牲层64被充分刻蚀，以释放机械结构20a-c和22a-f，且允许MEMS10的正确操作(见图7E)。
在释放机械结构20a-c和22a-f之后，可以沉积、形成和/或生长第二牺牲层58(见图7F)。第二牺牲层58可以是例如硅基材料(例如单晶硅、多晶硅、硅-锗、和/或其组合)，其使用例如外延法、溅射法或基于CVD的反应器(例如，APCVD、LPCVD或PECVD)来沉积，所述的沉积、形成和/或生长可以通过保形过程或非保形过程来完成。所述材料可以与第一密封层56的相同或不同。但是有利的是采用相同的材料来形成第一和第二密封层56、58，以增强对腔室60的密封。
如在“微机电系统和密封方法”专利申请中所详细讨论的，在某些实施例中，第二密封层58可以掺杂有杂质，该杂质相对于第一密封层56中的杂质具有相反的导电性。通过这种方式，在完成密封和封闭过程后，形成围绕接触通路62的接头，其将接触通路62(以及接触区28)与例如邻近的导电区如场区进行电“隔离”。
另外，在另一组实施例中，有利的是，使用例如抛光技术(如CMP)将第二密封层58的暴露表面大体平面化。平面化的过程去除了一部分第二密封层58，以提供“光滑”表面层和/或(大体)平的表面。事实上，平面化过程可以去除足够的第二密封层部分58，从而接触通路60被一圈相反地掺杂的半导体层58电隔离(见图7G)。暴露的平的表面可以提供一个准备得很好的基底，集成电路(例如CMOS晶体管)和/或微加工机械结构12可以使用公知的制造技术和设备制造在其上和其中。
在另一组实施例中，接触通路62使用沟槽技术来进行电隔离。例如，在2003年6月4日提交的名称为“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统及其制造方法”且序列号为10/455,555的非临时专利申请(以下称为“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”)中所描述和示例的密封和隔离技术可以与本文所描述和示例的锚固件和锚固技术相结合而实施。为简明起见，与本文所描述和示例的发明一起实施的该“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”中所描述和示例的发明不会重复说明，只是概述。但是，应该明确注意的是，“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”的整个内容，包括例如所有发明的特征、属性、替换、材料、技术以及优点，都组合在此作为参考。
简言之，参考图8，微加工机械结构12包括按上述方式锚固的机械结构20a-c、机械结构22a-f以及接触区28。第一和第二密封层56、58使用“微机电系统和密封方法专利申请”和/或“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”中所描述和示例的任何技术、材料或实施例来分别密封腔室60。另外，微加工机械结构12包括将接触区28(和接触通路62)与围绕和靠近的导电区进行电隔离的介电隔离区68a和68b。
具体而言，参考图9A、9B、9C，示出了使用“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”中所述的密封和隔离技术来制造或加工微加工机械结构12的一种示例性方法，该方法可以从包括以上述方式锚固的机械结构20a-c、机械结构22a-f和接触区28的部分地形成的装置开始。微加工机械结构12已使用例如与上述(见图9A)大体相似的技术被释放和密封。此后，可以刻蚀出沟槽70a和70b(见图9B)并在沟槽70a和70b中沉积绝缘材料74，以分别形成介电隔离区域68a和68b(见图9C)。
有利的是部分刻蚀或去除牺牲层64，从而触头28和/或接触通路62保持被部分牺牲层64部分地、基本上、或完全包围。例如，参考图9A和9B，在释放机械结构20a-c和22a-f时，牺牲层64的一部分72(即，使电接触区域28并置的)可以在刻蚀或去除牺牲层64之后保留。这一部分牺牲层64用作沟槽70a和70b形成过程中的刻蚀阻挡件。在这种情况下，有利的是，采用与形成沟槽70a和70b的工艺相一致的牺牲层64的材料，从而第二牺牲层64的保留部分可以用作沟槽70a和70b的形成过程中的刻蚀阻挡件。尽管这样，牺牲层64可以例如为二氧化硅、氮化硅、掺杂或未掺杂的玻璃状材料，以及SOG。
应该注意，在另一实施例中，包括牺牲层64的少量材料(一点牺牲层或没有牺牲层64)在刻蚀牺牲层64后保留。这样，可以与接下来的工艺无关地选择牺牲层64的材料。另外，在这种情况下，沟槽70a和70b的刻蚀可以例如被定时，从而介电隔离区域68a和68b提供适当的电隔离。
绝缘材料74可以是例如二氧化硅、氮化硅、BPSG、PSG或SOG或其组合。有利的是，采用氮化硅，因为氮化硅可以比氧化硅以更保形的方式沉积。另外，在MEMS10包括CMOS集成电路的情况下，氮化硅可与CMOS工艺兼容。
参考图10A-D，介电隔离区域68a和68b也可以包括轻微锥度，以便于隔离区域68a和68b的形成(见图10A)。另外，介电隔离区域68a和68b可以包括多种材料，包括例如第一材料68aa(例如二氧化硅、氮化硅、BPSG、PSG、或SOG)和第二材料68ab(例如硅基材料如多晶硅)。以这种方式，通过绝缘材料68aa提供电隔离，而有限量的介电物质暴露给微加工机械结构12的表面(见图10A-D)。
请注意，在形成介电隔离区域68a和68b后，有利的是，对微加工机械结构12进行大体平面化，以提供“光滑”表面层和/或(大体)平的表面。以这种方式，微加工机械结构12的暴露的平表面可以被很好地制备，可能在其上或其中使用公知的制造技术和设备来制造集成电路(例如CMOS晶体管)和/或微加工机械结构12。
在另一个实施例中，牺牲层64的部分72a和72b在通过刻蚀或去除牺牲层64而释放机械结构20a-c和22a-f之前被限定。参考图11A-D，在牺牲层64中形成或构图出附加的开口80a和80b(见图11A)以提供沉积和形成刻蚀阻挡部分82a和82b的区域(见图11B)。刻蚀阻挡部分82a和82b可以与锚固件30a-c材料相同，通过这种方式，牺牲层64的部分72a和72b在释放机械结构20a-c和22a-f的工艺过程中保持相对完整。在机械结构20a-c和22a-f已被释放且第一和第二密封层56、58已被沉积、形成和/或生长之后(见图11C)，沟槽70a和70b被形成或刻蚀，且此后如上所述被填充，以提供介电隔离区域68a和68b(见图11D)。
请注意，如图11A-D(和图11E和11F)所示，制造介电隔离区域68a和68b的技术可以在不包括锚固件30a-c的MEMS10中实施。事实上，图11A-D(和图11E和11F)的实施例可以使用任何锚固技术或结构来实施，包括在“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”中所描述和示例的任何实施例。为简明起见，那些实施例及其组合不再重复描述，但是在此引入作为参考。
在另一实施例中，介电隔离区域68a和68b可以在加工MEMS10的集成电路构造的“后端”时被形成或完成。在这点上，参考图9C、9D、11E、11F，也可以在沉积、形成和/或生长绝缘层74的过程中，刻蚀和填充沟槽70a和70b，以形成介电隔离区域68a和68b。此后，刻蚀出接触开口76，以便于通过接触塞62(见图9C和图11E)电连接到接触区28。然后沉积导电层78，以提供与触头28的适当电连接(见图9D和图11F)。
请注意，在图9C和9D以及图11E、图11F的实施例中，与介电隔离区域68a、68b相关的加工可以与MEMS 10的集成电路构造的“背端”的绝缘和触头形成步骤相结合。以这种方式，可以降低制造成本。
这样，在一组实施例中，单块式结构可以包括机械结构12和数据处理电子设备16和、或接口电路18，它们集成在一个公共基片之上或之内。参考图12A-12E，MEMS10包括具有结构20a-20c及接触区28和22a-c的微加工机械结构12，还包括位于场区或具有单个晶体结构的其他半导体区域中的集成电路84的数据处理电子元件16。该集成电路54可以在形成沟槽50a-g(见例如图4E)之前使用传统技术制造。如上所述，机械结构20a-20c和22a-c(和触头24)可以主要由例如单个晶体材料(图12A、12C、12D、12E)或多晶硅材料(图12B)形成。
参考图13A，触头28可以由集成电路84通过导电层78直接接近。具体而言，在一个实施例中，绝缘材料可以沉积在其上形成有集成电路84的场区和触头28之间的沟槽86中。此后，可以沉积和构图出低电阻电通道例如导电层78以便于连接。
应该注意的是，可以在使用例如“微机电系统和密封方法专利申请”和/或“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”(见例如图13B)中所描述和示例的技术进行机械结构12的限定之后，使用传统技术制造集成电路54。在这点上，在制造和密封具有锚固件30a-c的机械结构12之后，可以使用传统技术制造集成电路84并使用导电层78将其与接触区互连。具体而言，如“微机电系统和密封方法专利申请”中(例如其图12A-C)和/或“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”(例如其图14A-E)中所描述和示例的，通过便于良好电连接的低电阻电通路(即导电层78)由集成电路84来直接接近接触区。绝缘层74可以被沉积、形成和/或生长和构图，且此后，形成导电层78(例如，掺杂较多的多晶硅或金属如铝、铬、金、银、钼、铂、钯、钨、钛和/或铜)。请注意，如上所述，“微机电系统和密封方法专利申请”和/或“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”中所描述的示例的所有实施例可以使用本申请所描述和示例的基片锚固技术来制造。为简明起见，那些结合也不重复描述，它们将结合在此作为参考。
本文描述和示例了许多发明，虽然已描述和示例的是某些实施例、特征、材料、结构、属性和优点。但是应该理解，从说明书和权利要求中可知，很显然，本发明还有其他的不同的和/或类似的实施例、特征、材料、构造、属性、结构和优点。此处所描述的本发明的其他的不同的和/或类似的实施例、特征、材料、构造属性、结构和优点并不是穷举性的，应该理解，本发明的这些其他的不同的和/或类似的实施例、特征、材料、构造、属性、结构和优点都落入本发明的保护范围之内。
例如，参考图5，机械结构20a-c可以基本上由多晶结构组成，如上所述，可以使用以“撤退”方式沉积、形成和/或生长机械结构20a-c中的单晶部分34a-c所用的一套预定的参数来沉积、形成和/或生长反应层48。这样，多晶部分32a-c就会以“前进”方式沉积、形成和/或生长。因而，在此实施例中，机械结构20a-c基本上是多晶的例如多晶硅。
腔室52和60内的气氛(例如气体或气体蒸汽压力)某种程度上决定了机械结构20a-c和22a-f的机械阻尼。在这点上，腔室52和60可以包括捕获、密封和/或包含在腔室52和60中的流体。腔室52和60中的流体状态(例如压力)可以使用传统技术和/或使用2003年3月20日提交的名称为“具有受控气氛的机电系统及其制造方法”且系列号为10/392528的非临时专利申请中所描述和示例的技术来确定，该申请在以下被称为“具有受控气氛的机电系统专利申请”。为简明起见，在“具有受控气氛的机电系统专利申请”中所描述和示例的所有发明不再重复。但是，要明确注意的是，该“具有受控气氛的机电系统专利申请”的整个内容，包括例如所有发明的特征、属性、替换、材料、技术和优点都结合在此作为参考。
另外，如上所述，本文所描述和示例的锚固件和锚固技术可以与具有一个或多个转换器或传感器的机械结构12相结合实施，这些传感器本身包括多层，它们垂直和/或横向堆栈或者互连，如“微机电系统和密封方法专利申请”中(见例如图11A的微加工机械结构12b；图11B和11C中的机械结构12；以及图11D的机械结构20a、20b、接触区24a、24b以及掩埋式触头24’、24”)和/或“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”中(见例如图13A中的微加工机械结构12b；图13B和13C中的微加工机械结构12以及图13D中的机械结构20a和20b，接触区24a、24b以及掩埋式触头24’、24”)中所述。因此，本文中所描述和示例的任何和所有的锚固实施例都可以在“微机电系统和密封方法专利申请”中和/或“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”中的实施例中实施，其包括多层机械结构、接触区和掩埋式触头，它们垂直和/或横向堆栈或互连(见，例如“微机电系统和密封方法专利申请”的图11B、11C、11D中的微加工机械结构12和/或“具有被沟槽隔离的触头的微机电系统专利申请”的图13B、13C、13D中的微加工机械结构12)。在这种情况下，可以使用本申请中所描述的锚固技术来制造该机械结构，其中，该机械结构包括一个或多个加工步骤，以提供垂直和/或横向堆栈和/或互连的多层(例如见图14A的固定电极20a)。
另外，本文中所述的锚固件和锚固技术可以用来将任何触头固定、锚固和/或附着到一个结构或基片上(例如基片38)。这样，任何或全部触头，不管其高度(level)如何(例如图14B的触头24)可以使用本文中所述的锚固件和锚固技术来锚定或固定。
在权利要求中的术语“沉积”以及该术语的其他形式(即，沉积、沉积物、沉积的)都意味着使用例如反应器(例如，外延法、溅射法、或基于CVD的反应器(例如APCVD、LPCVD、或PECVD))来沉积、产生、形成和/或生长一材料层。
另外，在权利要求中，术语“触头”指的是导电区域，其部分地或全部位于腔室外部，例如接触区和/或接触通路。
最后，应该注意的是，虽然本发明已就包括微机械结构和元件的微机电系统进行了描述，但本发明并不限于此。本文所述的发明可以适用于其他微机电系统，包括例如纳机电系统。这样，本发明与微机电系统相关，例如，陀螺仪、共振器、传感器和/或加速计，其根据例如光刻或其他精密制造技术这样的制造技术来制造，以将机械元件减少到了可与微电子设备相当的尺寸。
权利要求
1.一种制造机电装置的方法，该装置具有包括固定电极的机械结构，其中该机电装置包括基片、位于所述基片上的绝缘层、以及位于所述绝缘层上的第一半导体层，所述方法包括去除第一半导体层的第一部分；去除绝缘层的第一部分，从而暴露出一部分基片并形成锚固开口；在锚固开口中沉积一种锚固材料；在锚固材料上方沉积第二半导体层；由位于锚固材料上方的至少第二半导体层形成固定电极，其中所述固定电极通过锚固材料被固定到基片上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锚固材料包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述机械结构还包括使固定电极并置的可移动电极，其中所述方法还包括形成所述可移动电极，形成可移动电极的过程包括通过去除第二半导体层的第一和第二部分，限定出可移动电极；通过去除可移动电极下面的绝缘层来释放可移动电极，其中锚固材料在释放可移动电极时基本上不被去除。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述绝缘层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括硅、氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述绝缘层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括硅、碳化硅、锗、硅/锗、或砷化镓。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述绝缘层由氮化硅组成，而所述锚固材料包括硅、氧化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括在第一半导体层的一部分上沉积第二半导体层，且其中，所述固定电极还包括所述第一半导体层的该部分。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，锚固材料上层的固定电极的实质部分是单晶硅。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，锚固材料上层的固定电极的实质部分是多晶硅。
10.一种制造机电装置的方法，该机电装置具有包括位于腔室中的固定电极和可移动电极的机械结构，其中，所述机电装置包括基片、位于所述基片上的绝缘层和位于所述绝缘层上的第一半导体层，其中，固定电极通过一种锚固材料被附着到基片上，所述方法包括去除第一半导体层和绝缘层的一部分，从而暴露出一部分基片并形成锚固开口；在所述锚固开口中沉积锚固材料；在锚固材料和第一半导体层上方沉积第二半导体层；刻蚀第一和第二半导体层，以由第一和第二半导体层形成固定电极和可移动电极，其中，固定电极包括位于锚固材料上方的至少一部分第二半导体层，且其中，所述固定电极通过锚固材料被附着到基片上；在固定电极和可移动电极上方沉积一牺牲层；在牺牲层上方沉积第一密封层；在第一密封层中形成至少一通风口；通过去除可移动电极下层的绝缘层来释放可移动电极，其中在释放可移动电极时锚固材料基本上不被去除；以及在通风口之上或之中沉积第二密封层，以密封住通风口，其中第二密封层是半导体材料。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一密封层由多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗、或砷化镓组成。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二密封层由多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗或砷化镓组成。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述绝缘层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述绝缘层和牺牲层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述绝缘层由氮化硅组成，而所述锚固材料包括硅、氧化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，锚固材料上层的固定电极的实质部分为单晶硅。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，锚固材料上层的固定电极的实质部分为多晶硅。
18.一种制造机电装置的方法，该机电装置具有触头和包括位于腔室中的固定电极和可移动电极的机械结构，其中所述机电装置包括基片、位于所述基片上的绝缘层、以及位于所述绝缘层上的第一半导体层，其中所述固定电极通过一种锚固材料附着到基片上，所述方法包括去除第一半导体层和绝缘层的一部分，从而暴露出一部分基片，并形成锚固开口；在锚固开口中沉积锚固材料；在锚固材料和第一半导体层上方沉积第二半导体层；刻蚀第一和第二半导体层，以由第一和第二半导体层形成固定电极和可移动电极，其中所述固定电极包括位于锚固材料上方的至少一部分第二半导体层，所述固定电极通过锚固材料附着到基片上；在固定电极和可移动电极上方沉积一牺牲层；在牺牲层上方沉积第一密封层；在第一密封层中形成至少一个通风口；通过去除可移动电极下层的绝缘层而释放可移动电极，其中锚固材料在释放可移动电极时基本上不被去除；在通风口之上或之中沉积第二密封层，以密封通风口，其中第二密封层为半导体材料；绕着触头的至少一部分形成沟槽，其中所述触头和沟槽位于腔室的外部；以及在沟槽中沉积第一材料以电隔离所述触头。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一密封层由多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗或砷化镓组成。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一材料为二氧化硅或氮化硅。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第二密封层由多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗或砷化镓组成。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述沟槽围绕触头以电隔离触头。
23.根据权利要求18所述的方法，还包括在沉积第一材料后在沟槽中沉积半导体材料，其中所述第一材料位于沟槽的外表面上。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括对沟槽的暴露表面进行平面化。
25.根据权利要求18所述的方法，还包括在至少一部分沟槽上沉积一绝缘层；在触头上和绝缘层上方沉积高导电材料，以提供与触头的电连接。
26.根据权利要求18所述的方法，其中，所述绝缘层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
27.根据权利要求18所述的方法，其中，所述绝缘层和牺牲层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括硅、碳化硅、锗、硅/锗或伸化镓。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述沟槽围绕着所述触头。
29.根据权利要求18所述的方法，其中，所述绝缘层由氮化硅组成，而所述锚固材料包括硅、氧化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
30.根据权利要求18所述的方法，其中，锚固材料上层的所述固定电极的实质部分是单晶硅。
31.根据权利要求18所述的方法，其中，锚固材料上层的所述固定电极的实质部分是多晶硅。
32.一种机电装置，包括基片；位于所述基片上的绝缘层；位于所述绝缘层上的第一半导体层；锚固件，其位于所述绝缘层和第一半导体层中的开口内，且与基片接触，其中所述锚固件包括与绝缘层不同的材料；位于所述锚固件上的第二半导体导层；以及固定电极，其部分由所述第二半导体层形成，其中所述固定电极通过所述锚固件附着到基片上。
33.根据权利要求32所述的装置，其中，所述锚固件包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
34.根据权利要求32所述的装置，其中，所述绝缘层包括氮化硅或氧化硅。
35.根据权利要求32所述的装置，还包括使固定电极并置的可移动电极，其中所述可移动电极部分地由第二半导体层形成。
36.根据权利要求35所述的装置，其中，所述绝缘层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
37.根据权利要求35所述的装置，其中，所述绝缘层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括硅、碳化硅、锗、硅/锗、或砷化镓。
38.根据权利要求35所述的装置，其中，所述绝缘层由氮化硅组成，而所述锚固材料包括硅、氧化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
39.根据权利要求32所述的装置，其中，锚固材料上层的所述固定电极的实质部分为单晶硅。
40.根据权利要求32所述的装置，其中，锚固材料上层的所述固定电极的实质部分为多晶硅。
41.根据权利要求32所述的装置，还包括腔室，其包括具有至少一个通风口的第一密封层；可移动电极，其位于腔室中，并使所述固定电极并置；由半导体材料组成的第二密封层，其位于所述通风口之上或之内，从而密封所述腔室。
42.根据权利要求41所述的装置，其中，所述第二密封层由多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗或砷化镓组成。
43.根据权利要求42所述的装置，其中，所述第一密封层由多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、锗、硅/锗、砷化镓、氮化硅或碳化硅组成。
44.根据权利要求41所述的装置，其中，第一密封层为掺杂有第一杂质的半导体材料，以提供第一导电型的第一区；且第二密封层的半导体材料掺杂有第二杂质，以提供第二导电型的第二区，且其中所述第一导电型与第二导电型相反。
45.根据权利要求41所述的装置，还包括位于腔室外面的触头。
46.根据权利要求41所述的装置，其中，第一密封层的第一部分由单晶硅组成，第二部分由多晶硅组成。
47.根据权利要求41所述的装置，其中，第一密封层的第一部分由单晶硅组成，第二部分由多孔或非晶硅组成。
48.根据权利要求47所述的装置，其中，位于第一密封层的第二部分上层的第二密封层是多晶硅。
49.根据权利要求48所述的装置，包括一个位于腔室外面和上方的场区，其中，所述场区由单晶硅组成。
50.一种机电装置，包括基片；位于所述基片上的绝缘层；位于所述绝缘层上的第一半导体层；锚固件，其位于所述绝缘层和第一半导体层中的一个开口内，且与基片接触，其中所述锚固件包括与绝缘层不同的材料；位于所述锚固件上的第二半导体层；以及固定电极，其部分地由第二半导体层形成，其中所述固定电极通过锚固件附着到基片上；可移动电极，其部分地由第二半导体层形成，其中，可移动电极位于腔室中，所述腔室包括第一密封层；第二密封层，其由半导体材料组成，沉积在通风口之上或之中，从而密封腔室；触头；以及沟槽，其位于触头的至少一部分周围，其中所述触头和沟槽位于所述腔室的外面，且其中，所述沟槽包括沉积在其中的第一材料，以电隔离所述触头。
51.根据权利要求50所述的装置，其中，所述第二密封层由多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、碳化硅、硅/锗、锗、或砷化镓组成。
52.根据权利要求51所述的装置，其中，所述第一密封层由多晶硅、多孔多晶硅、非晶硅、锗、硅/锗、砷化镓、氮化硅或者碳化硅组成。
53.根据权利要求50所述的装置，其中，所述第一材料为绝缘材料，其位于沟槽的至少外表面上。
54.根据权利要求53所述的装置，其中，所述沟槽包括被第一材料围绕的第二材料，且其中所述第二材料为半导体材料。
55.根据权利要求53所述的装置，其中，所述沟槽位于一个刻蚀阻挡区上。
56.根据权利要求53所述的装置，其中，所述刻蚀阻挡区为氮化硅或二氧化硅。
57.根据权利要求53所述的装置，其中，所述第一材料为氮化硅或二氧化硅。
58.根据权利要求53所述的装置，其中，所述沟槽围绕着触头。
59.根据权利要求50所述的装置，其中，所述锚固件包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
60.根据权利要求50所述的装置，其中，所述绝缘层包括氮化硅或氧化硅。
61.根据权利要求50所述的装置，其中，所述绝缘层由氧化硅组成，而所述锚固材料包括氮化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
62.根据权利要求50所述的装置，其中，所述绝缘层由氮化硅组成，而所述锚固材料包括硅、氧化硅、碳化硅、锗、硅/锗或砷化镓。
63.根据权利要求50所述的装置，其中，所述锚固材料上层的固定电极的实质部分为单晶硅。
64.根据权利要求50所述的装置，其中，所述锚固材料上层的固定电极的实质部分为多晶硅。
全文摘要
本发明公开了一种MEMS装置(12)以及制造和加工该MEMS装置(12)的技术，该装置具有机械结构(20a、20b、20c)和用于将机械结构(20a、20b、20c)固定到基片(14)的锚固件(30a、30b、30c)。本发明的所述锚固件(30a、30b、30c)由一种相对不受机械结构(20a、20b、20c)的释放过程影响的材料组成。在这点上，相对于包括锚固件(30a、30b、30c)的材料，对于固定机械结构(20a、20b、20c)的材料而言，刻蚀释放过程被可选或优选的。此外，本发明的锚固件(30a、30b、30c)被固定到基片(14)上，从而使绝缘层的去除对机械结构(20a、20b、20c)在基片(14)上的锚固影响很小到没有影响。
文档编号B81B3/00GK1826682SQ200480021278
公开日2006年8月30日 申请日期2004年3月31日 优先权日2003年7月25日
发明者马库斯·卢茨, 阿龙·帕特里奇, 西尔维娅·克龙米勒 申请人:罗伯特·博世有限公司