(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳデバイスを形成する方法を提供すること。【解決手段】ＭＥＭＳデバイスを形成する方法は、予め形成された伝導性経路を有するデバイス層ウエハを製造し、その後、このデバイス層ウエハを、ハンドルウエハと結合させる。この目的で、この方法は、１）材料層を提供すること、２）導体をこの材料層に結合すること、および３）少なくとも２つの伝導性パスを、材料層の少なくとも一部分を通して導体へと形成することによって、記載されたデバイス層ウエハを製造する。次いで、この方法は、記載されたハンドルウエハを提供し、そしてこのデバイス層ウエハを、このハンドルウエハに結合する。これらのウエハは、導体が材料層とハンドルウエハとの間に含まれるように、結合される。【選択図】図２
2010228094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本明細書に記載のＭＥＭＳデバイスを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
（発明の分野）
本発明は、一般に、微小電気機械システムに関し、そしてより具体的には、本発明は、微小電気機械システムへの電気的接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）は、次第に増えている数の適用において、使用される。例えば、ＭＥＭＳは、現在、航空機の縦揺れ角度を検出するための回転儀として、および自動車においてエアバッグを選択的に展開するための加速度計として、実施されている。単純化された意味で、このようなＭＥＭＳデバイスは、代表的に、基板上に吊下された構造体および付随するエレクトロニクスを有し、このエレクトロニクスは、この吊下された構造体の移動を感知し、かつこの感知された移動のデータを、１つ以上の外部デバイス（例えば、外部コンピュータ）へと送達する。この外部デバイスは、この感知されたデータを処理して、測定されている特性（例えば、縦揺れ角度または加速度）を計算する。
【０００３】
これらのエレクトロニクスおよび吊下された構造体は、しばしば、（従来のエッチングプロセスによって）多層ウエハの頂部層から形成される。しかし、この頂部層の１つの部分がこの頂部層の残りの部分から絶縁されている場合、および／またはこのデバイスの縁部に容易にはアクセス可能ではない場合に、製造の間に問題が生じる。具体的には、設計および製造の観点から、このような部分（「島」または「絶縁部分」と称される）を、頂部層の他の部分に電気的に接続することは、困難である。この問題の１つの解決策は、蛇行したパスと交差させて絶縁ラインを這わせ、絶縁部分に導くことである。しかし、このプロセスは、一般に、厄介であり、その結果、製造費用を増加させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の要旨）
本発明の１つの局面に従って、ＭＥＭＳデバイスを形成する方法は、予め形成された伝導経路を有するデバイス層ウエハを製造し、その後、このデバイス層ウエハを、ハンドルウエハと結合させる。この目的で、この方法は、１）材料層を提供すること、２）導体をこの材料層に結合すること、および３）少なくとも１つの伝導性パスを、材料層の少なくとも一部分を通して導体へと形成することによって、記載されたデバイス層ウエハを製造する。次いで、この方法は、記載されるハンドルウエハを提供し、そしてこのデバイス層ウエハを、このハンドルウエハに結合する。これらのウエハは、導体が材料層とハンドルウエハとの間に含まれるように、結合される。
【０００５】
いくつかの実施形態において、この材料層は、露出した頂部表面を有し、そして少なくとも１つの伝導性パスが、この露出した頂部表面まで延びる。この材料層の一部分は、除去されて、この伝導性パスを実質的に露出させ得る。さらに、この材料層は、露出した表面層を有し得る。実際に、この露出した頂部表面は、酸化されて、この材料層を、伝導性パスから区別し得る。
【０００６】
この方法はまた、絶縁体を、この材料層とこの導体との間に適用し得る。例えば、この絶縁体は、この導体をこの材料層に結合し得る。いくつかの実施形態において、この導体は、第一の半導体材料から形成され、そしてこの材料層は、第二の半導体材料から形成される。他の実施形態において、少なくとも１つの伝導性パスは、アンカーである。
【０００７】
本発明の別の局面に従って、ＭＥＭＳデバイスのデバイス層ウエハを形成する方法は、頂部表面を有する材料層を提供し、次いで、この材料層の少なくとも一部分を通して、伝導性経路を形成する。この伝導性経路は、実質的にこの頂部表面において、少なくとも１つの端部を有する。この方法は次いで、この材料層の頂部表面を酸化して、この伝導性経路の端部をこの材料層から光学的に区別する。
【０００８】
いくつかの実施形態において、この方法は、材料層の一部分を除去して、頂部表面を形成する。さらに、この伝導性経路は、導体をこの材料層に結合すること、および少なくとも１つの伝導性パスを、この材料層の少なくとも一部分を通してこの導体へと形成することによって、形成され得る。この少なくとも１つの伝導性パスおよび導体は、一緒になって、伝導性経路を形成する（すなわち、構成する）。
【０００９】
とりわけ、材料層の頂部表面を酸化することによって、経路の端部が、材料層の頂部表面から外向きに延び得る。材料層の頂部表面を酸化させることによってまた、この端部が第一の色を有し得、そして材料層の頂部表面が第二の色を有し得る。例示的な実施形態において、これらの第一の色と第二の色とは、異なる。これらの目的で、材料層は、第一の材料から形成され得、一方で、伝導性経路は、第二の異なる材料から形成される。
【００１０】
本発明のなお別の局面に従って、ハンドルウエハとの結合が可能な、未結合のデバイスウエハは、材料層、およびこの材料層に結合された導体を有する。この未結合のデバイスウエハはまた、この材料層の少なくとも一部分を通してこの導体へと形成された、少なくとも１つの伝導性パスを有する。
【００１１】
この伝導性パスは、この材料層の内部で終了しても、この材料層の頂部表面で終了してもよい。この未結合のデバイスウエハはまた、この導体をこの材料層に結合する、絶縁体層を有し得る。このデバイスウエハは、別の絶縁層を有し得、この場合、導体は、この絶縁体層と材料層との間に含まれる。
【００１２】
上記のことおよび本発明の利点は、添付の図面を参照しながら、以下の本発明のさらなる説明から、より完全に理解される。
（項目１）
ＭＥＭＳデバイスを形成する方法であって、該方法は、以下：
デバイス層ウエハを製造する工程であって、該製造する工程は、以下：
材料層を提供する工程；
導体を、該材料層に結合する工程；および
少なくとも１つの伝導性パスを、該材料層の少なくとも一部分を通して該導体へと形成する工程、
を包含する、工程；
ハンドルウエハを提供する工程；ならびに
該製造されたデバイス層ウエハを該ハンドルウエハに結合する工程であって、該導体が、該材料層と該ハンドルウエハとの間に含まれる、工程、
を包含する、方法。
（項目２）
上記材料層が、露出した頂部表面を有し、少なくとも１つの伝導性パスが、該露出した頂部表面まで延びる、項目１に記載の方法。
（項目３）
上記材料層の一部分を除去して、上記少なくとも１つの伝導性パスを実質的に露出させる工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目４）
上記材料層が、露出した頂部表面を有し、上記方法が、該露出した頂部表面を酸化して、上記材料層を上記伝導性パスから光学的に区別する工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目５）
上記材料層と上記導体との間に、絶縁体を適用する工程をさらに包含し、該絶縁体が、該導体を該材料層に結合する、項目１に記載の方法。
（項目６）
上記導体が、第一の半導体材料から形成され、そして上記材料層が、第二の半導体材料から形成される、項目１に記載の方法。
（項目７）
上記少なくとも１つの伝導性パスが、アンカーである、項目１に記載の方法。
（項目８）
項目１に記載の方法によって形成された製品。
（項目９）
ＭＥＭＳデバイスのデバイス層ウエハを形成する方法であって、該方法は、以下：
頂部表面を有する材料層を提供する工程；
該材料層の少なくとも一部分を通して、伝導性経路を形成する工程であって、該伝導性経路が、実質的に該頂部表面において、少なくとも一端を有する、工程；および
該材料層の頂部表面を酸化して、該伝導性経路の端部を該材料層から光学的に区別する工程、
を包含する、方法。
（項目１０）
上記材料層の一部分を上記頂部表面から除去する工程をさらに包含する、項目９に記載の方法。
（項目１１）
上記形成する工程が、以下：
導体を、上記材料層に結合する工程；および
少なくとも１つの伝導性パスを、該材料層の少なくとも一部分を通して該導体へと形成する工程であって、該少なくとも１つの伝導性パスおよび導体が、上記伝導性経路を形成する、工程、
を包含する、項目９に記載の方法。
（項目１２）
上記酸化する工程によって、上記端部が、上記材料層の頂部表面から外向きに延びる、項目９に記載の方法。
（項目１３）
上記酸化する工程によって、上記端部が、第一の色を有し、そして上記材料層の頂部表面が、第二の色を有し、該第一の色と第二の色とが異なる、項目９に記載の方法。
（項目１４）
上記材料層が、第一の材料から形成され、そして上記伝導性経路が、第二の材料から形成され、該第一の材料が、該第二の材料とは異なる、項目９に記載の方法。
（項目１５）
項目９に記載の方法によって形成された製品。
（項目１６）
ハンドルウエハとの結合が可能な、未結合のデバイスウエハであって、該未結合のデバイスウエハは、以下：
材料層；
該材料層と結合した導体；および
該材料層の少なくとも一部分を通して該導体へと形成された、少なくとも１つの伝導性パス、
を備える、未結合のデバイスウエハ。
（項目１７）
上記伝導性パスが、上記材料層の内部で終了している、項目１６に記載の未結合のデバイスウエハ。
（項目１８）
上記材料層が、頂部表面を有し、上記伝導性パスが、実質的に、該頂部表面で終了している、項目１６に記載の未結合のデバイスウエハ。
（項目１９）
上記導体を上記材料層に結合している絶縁体層をさらに備える、項目１６に記載の未結合のデバイスウエハ。
（項目２０）
絶縁体層をさらに備え、上記導体が、該絶縁体層と上記材料層との間に含まれている、項目１６に記載の未結合のデバイスウエハ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態に従って構成および製造され得る、ＭＥＭＳデバイスの頂面図を概略的に示す。
【図２】図２は、図１に示される、完成したＭＥＭＳデバイスの（線Ｘ−Ｘに沿った）断面図を概略的に示す。この図はまた、図３の工程３０８および３１０を図示する。
【図３】図３は、本発明の例示的な実施形態に従って、図１および図２に示されるＭＥＭＳデバイスを形成する例示的な方法を示す。
【図４】図４は、例示的な実施形態に従って製造された、取り付けられていないデバイス層ウエハ（ハンドルウエハに設置される前）の断面図を概略的に示す。この図は、図３の工程３００、ならびに図７の工程７１６および７１８を図示する。
【図５】図５は、図３の工程３０２〜３０４によって処理された後の、ＭＥＭＳデバイスの例示的な前駆構造体（この場合、構造体が解放される前）の、断面図を概略的に示す。
【図６】図６は、図３の工程３０６によって処理された後の、図５に示されるＭＥＭＳデバイスの前駆構造体の断面図を概略的に示す。
【図７】図７は、本発明の例示的な実施形態に従ってデバイス層（例えば、図４に示される）を形成する、例示的な方法を示す。この図は、図３の工程３００についてのさらなる詳細を提供する。
【図８】図８は、図７の工程７００および７０２によって処理された後の、デバイス層の断面図を概略的に示す。
【図９】図９は、図７の工程７０４〜７０８によって処理された後の、デバイス層の断面図を概略的に示す。
【図１０】図１０は、図７の工程７１０〜７１２によって処理された後の、デバイス層の断面図を概略的に示す。
【図１１】図１１は、図７の工程７１４によって処理された後の、デバイス層の断面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（例示的な実施形態の説明）
例示的な実施形態において、３層ＭＥＭＳデバイス（例えば、２つのシリコン層の間に絶縁体層）の頂部ウエハは、内部導体に導く伝導性経路を有するように形成され、その後、この頂部ウエハが、底部ウエハに結合される。この内部導体は、このＭＥＭＳデバイスの絶縁された部分を、電気的に接続し得る。例示的な実施形態の詳細が、以下で議論される。
【００１５】
図１は、本発明の種々の実施形態に従って構成され得る、ＭＥＭＳデバイス１０を概略的に示す。例示的な実施形態においてＭＥＭＳデバイス１０は、回転儀として実施される。従って、例示の目的で、種々の実施形態は、本明細書中で、ＭＥＭＳ回転儀として議論される。従って、ＭＥＭＳデバイス１０は、本明細書および図面において、回転儀１０またはＭＥＭＳデバイス１０と同定される。しかし、回転儀としての種々の実施形態の議論は、例示的であるのみであり、従って、本発明の全ての実施形態を限定することは意図されないことが注目されるべきである。従って、いくつかの実施形態は、他の型のＭＥＭＳデバイス（例えば、光学切り替えデバイスおよび加速度計）に適用され得る。
【００１６】
例示的な実施形態において、ＭＥＭＳデバイス１０は、角回転を感知するための機械的構造体と、このような感知された回転を処理するための対応するエレクトロニクスとの、両方を備える。この全体的な機能は、単一のダイ上に位置する。しかし、いくつかの実施形態は、構造体のみ、またはエレクトロニクスのみを有するＭＥＭＳデバイスに適用され得る。これらの構造体およびエレクトロニクス（両方、図面において概略的に示される）は、例示的に、絶縁体上のシリコン（「ＳＯＩ」）ウエハ上に形成され、これは、１対のシリコン層の間に、１つの絶縁層（例えば、酸化物）を有する。
【００１７】
この機械的構造体は、複数の屈曲部（図示せず）によってシリコン基板上に吊下された、１つ以上の振動塊を備え得る。この構造体はまた、この振動塊を駆動し、かつこれらの動きを感知するための、櫛型の駆動および感知装置を備え得る。対応する様式で、エレクトロニクスは、とりわけ、この櫛型の駆動および感知装置と結合する駆動および感知エレクトロニクス、ならびに信号伝達回路構造を備え得る。ワイヤが、付随するエレクトロニクスを、外部パッケージ（図示せず）上のピンと電気的に接続する。単純にするために、これらのエレクトロニクスは、参照番号１４において概略的に示されており、一方で、機械的構造体は、参照番号１２において概略的に示されている。
【００１８】
例示的なＭＥＭＳ回転儀は、出願番号６０／３６４，３２２、６０／３５４，６１０、１０／３６０，９８７、および１０／２３４，２１５によって同定される、同時係属中の米国特許出願および仮特許出願において、より詳細に議論されており、これらの各々は、Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＡｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されている。これらの記載される特許出願および仮特許出願の開示は、その全体が、本明細書中に参考として援用される。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態に従って、ＭＥＭＳデバイス１０は、内部伝導性要素（参照番号１６によって同定される）を備え、この要素は、ＭＥＭＳデバイス１０の主要な部分１８を、ＭＥＭＳデバイス１０の絶縁された部分２０に電気的に接続する。その結果、この接続は、絶縁部分２０をエレクトロニクス１４に電気的に接続する。
【００２０】
より具体的には、主要な部分１８は、１）金属リード線２２を介してエレクトロニクス１４に、および２）第一の伝導性パス２４（例えば、ステープル）を介して内部伝導性要素１６へと、電気的に接続される。第一の伝導性パス２４は、界面領域２６内で、主要部分１８の残りの部分から絶縁されており、この界面領域は、窒化物の絶縁トレンチ２８によって囲まれている。伝導性要素１６は、ＭＥＭＳデバイス１０内で、先に記載された機械的構造体１２の下方に延びる。このような機械的構造体１２の少なくとも一部分は、記載された絶縁部分２０であり、この絶縁部分は、その他の点では、主要部分１８から絶縁されている。換言すれば、内部伝導性要素１６がなければ、絶縁部分２０は、主要部分１８から絶縁されている。従って、以下でより詳細に議論されるように、絶縁部分２０は、第二の伝導性パス３０のセット（例えば、アンカーおよび／またはステープル）を備え、これらのパスは、内部伝導性要素１６に接触し、従って、絶縁部分２０を、主要部分１８に電気的に接続する。
【００２１】
ＭＥＭＳデバイス１０のさらなる詳細が、図２に示される断面図に示される。具体的には、図２は、線Ｘ−Ｘに沿った、図１のＭＥＭＳデバイスの断面図を概略的に示す。示されるように、ＭＥＭＳデバイス１０は、３つの層（すなわち、エレクトロニクス１４および機械的構造体１２を有する頂部層３２、内部伝導性要素１６を有する絶縁体層３４、ならびに支持基板として働く底部層３６）を有する。頂部層３２は、本明細書中で、しばしば、「デバイス層３２」と称され、一方で、底部層３６はしばしば、「ハンドル層３６」と称される。  
【００２２】
頂部層３２および底部層３６は、半導体（例えば、ポリシリコン、単結晶シリコン、またはアモルファスシリコン）から製造され得、一方で、絶縁体層３４は、所望の目的に適した任意の絶縁体（例えば、酸化物）から製造され得る。当業者に公知であるように、従来の製造プロセス（以下に議論される）は、異なる層の一部分を除去およびエッチングして、最終的なＭＥＭＳデバイス１０を形成する。このプロセスの詳細は、図３〜１１に関して、以下で議論される。
【００２３】
他の部分に対してとりわけ、頂部層３２は、上記主要部分１８および絶縁部分２０を有すると考えられる。主要部分１８は、接点３８（図１に示され、図２には示されない）を備え、この接点は、金属リード線２２（図１に示され、図２には示されない）を介して、エレクトロニクス１４から電気信号を受信するためのものであり、そして記載された第一の伝導性経路２４（図１に示され、図２には示されない）が、絶縁体層３４において、伝導性要素１６まで延びる。以下により詳細に議論されるように、第一の伝導性パス２４は、導体または半導体の材料（例えば、ドープされたポリシリコン）であり得る。
【００２４】
絶縁部分２０は、可動構造体１２（例えば、櫛型ドライブのフィンガー）を備え、そして第二の伝導性パス３０が、絶縁体層３４において、伝導性要素１６まで延びる。第一の伝導性パス２４（主要部分１８を通って延びる）と類似の様式で、第二の伝導性パス３０もまた、伝導性または半導体の材料（例えば、ポリシリコン）から製造される。その結果、第一の伝導性パス２４、伝導性要素１６、および第二の伝導性パス３０は、一緒になって、電気経路を形成し、主要部分１８を絶縁部分２０と電気的に接続する。
【００２５】
従って、絶縁部分２０は、金属リード線２２、接点３８、および電気的経路を介して、エレクトロニクス１４と連絡し得る。とりわけ、このような信号は、櫛型ドライブを作動させるための制御信号、または感知されたキャパシタンス情報を有するデータ信号であり得る。従って、伝導性要素１６は、頂部層３２の、その他の点では絶縁された部分２０を、主要部分１８に、効果的に電気的に接続される。種々の実施形態において、絶縁部分２０は、全ての辺において、頂部表面の他の部分と境界を接する（すなわち、頂部層３２上に島を効果的に形成する）。このような場合、絶縁部分２０は、ＭＥＭＳデバイス１０の縁部に容易にはアクセス可能ではない。従って、絶縁体層３４内の伝導性要素１６を使用して、絶縁部分２０をエレクトロニクス１４に電気的に接続するための、より効果的な手段が提供される。
【００２６】
可動構造体１２を有するので、絶縁部分２０は、可動部分４２と非可動部分４４との両方を有する。例示的な実施形態において、第二の伝導性パス３０は、絶縁部分２０の、非可動部分４４を通って延びる。その結果、第二の伝導性パス３０は、アンカーと伝導性パスとの、二重の機能を実施する。他の実施形態において、この伝導性パスは、アンカーの機能を実施しない。
【００２７】
図３は、本発明の例示的な実施形態に従って、図１および図２に示されるＭＥＭＳデバイス１０を形成する、例示的な方法を示す。この方法は工程３００において開始し、この工程において、デバイス層３２が、図４に示されるように、製造される。このプロセスは、図４および図７〜１１を参照して、以下に詳細に記載される。図４に示されるように、そして上で議論されたように、デバイス層３２は、伝導性要素１６が、ＭＥＭＳデバイス１０の主要部分１８を、ＭＥＭＳデバイス１０の絶縁部分２０に電機的に接続するように、形成される。デバイス層３２はまた、片側３４Ｃ上に平坦化された絶縁体層、および反対側にシリコン表面４８を有するように、形成される。
【００２８】
次いで、デバイス層３２は、従来のウエハからウエハへの接合プロセスに従って、ハンドルウエハに接合される（工程３０２）。例示的な実施形態において、ハンドルウエハ３６はまた、絶縁体層４６Ｂを有し、この絶縁体層は、平坦化された酸化物層３４Ｃ（デバイス層３２上）と嵌合して、単一の絶縁体層３４を形成する。従って、得られる３層構造体は、絶縁体上のシリコンの、ＭＥＭＳデバイスのための基礎を形成する。
【００２９】
次いで、このプロセスは、工程３０４に進み、この工程において、デバイス層３２の頂部表面が、予め処方されたレベルまで磨砕される（すなわち、研磨される）。例示的な実施形態において、図５に示されるように、この頂部層は、種々の伝導性パス３０の端部を露出させるまで、磨砕される。換言すれば、この頂部表面は、伝導性パス２４および３０の端部を、この頂部表面と実質的に同一面にするレベルまで、磨砕される。代替の実施形態において、この頂部表面は、この様式で磨砕され得、その後、デバイス層３２が、ハンドル層３６に接合される。
【００３０】
従って、この磨砕プロセスによって、伝導性パス２４および３０が、頂部表面からアクセス可能になることを可能にする。しかし、さらに処理することによって、それらのアクセス性が増強され得る。この目的で、工程３０６において、頂部表面ならびに伝導性パス２４および３０の露出した端部は、従来の様式で、酸化される。より具体的には、例示的な実施形態において、伝導性パス２４および３０は、デバイス層３２の残りの部分の材料とは異なる材料から製造される。例えば、デバイス層３２は、単結晶シリコンから形成され得、一方で、伝導性パス２４および３０は、ポリシリコンから製造され得る。従って、伝導性パス２４および３０は、頂部表面の残りの部分とは異なる速度で、酸化される。従って、この相対的な酸化速度は、適切な材料を選択することによって、設定され得る。その結果、図６に示されるように、伝導性パス２４および３０は、デバイス層３２の頂部表面からわずかに外向きに延びる。
【００３１】
当業者は、ＭＥＭＳデバイスを製造するために使用される製造設備が、共通して、光学認識技術を使用することを理解する。例えば、製造機械は、最初に、デバイス層３２の頂部表面の上に延びる突出部を位置合わせするように設定され得、次いで、これらの突出部に対して、適切な接続を作製し得る。従って、頂部表面を酸化することによって、伝導性パス２４および３０が、デバイス層３２の頂部表面の残りの部分から、光学的に区別可能になることが確実にされる。
【００３２】
代替の実施形態において、デバイス層３２の頂部表面は、伝導性パス２４および３０が実質的に同一面になるほどには磨砕されないかもしれない。従って、このような実施形態において、伝導性パス２４および３０を頂部表面に露出させるために、他の手段が使用され得る。例えば、この頂部表面は、これらのパスを露出させる点まで酸化され得る。
【００３３】
さらに、異なる材料の上で成長する酸化物（例えば、図６の参照番号５７を参照のこと）は、異なる速度で酸化されるので、異なる色を有する。例えば、ポリシリコンは、代表的に、酸化されると青色の色合いに変化し、一方で、単結晶シリコンは、代表的に、特定の酸化プロセスについて、褐色の色合いに変化する。従って、光学的な認識設備は、伝導性パス２４および３０を、頂部表面における色の差を位置決定することのみによって、位置決定し得る。再度、上記のように、選択される材料に基づいて、異なる色が生じ得る。いずれかまたは両方の光学区別プロセス（すなわち、光学パスの高さを変化させること、および／または色の差を生じさせること）が、同じ結果を達成するために、使用され得る。
【００３４】
次いで、エレクトロニクス１４が、従来のプロセスに従って、デバイス層３２上に形成され得る（工程３０８）。次いで、このプロセスは、工程３１０に進み、この工程において、機械的構造体１２（例えば、梁）が、頂部層３２からエッチングされる（図２を参照のこと）従って、この工程は、異なる構造構成要素の間に空間を作製し、これによって、デバイス層３２を不連続にする。構造体１２は、形成された後に、絶縁体層３４の選択された部分を除去することによって、解放される。例示的な実施形態において、絶縁体層３４の選択された部分を除去するために、酸が使用される。従って、この工程は、構造体１２の選択された部分が、ハンドル層３６の上に吊下されることを可能にし、引き続いて、このプロセスが完了する。ＭＥＭＳデバイスは、本質的に、この時点で製造されるが、さらなる後処理工程が、実施され得る（例えば、試験、さらなる特徴の追加など）。
【００３５】
図７は、本発明の例示的な実施形態に従って、デバイス層３２（図４に示される）を形成する例示的な方法を示す。上記のように、この図は、図３の工程３００についてのさらなる詳細を提供する。このプロセスは、工程７００において、絶縁体３４Ａをシリコンウエハ５８の頂部表面上に堆積させることによって、開始する。上記のように、シリコンウエハ５８は、単結晶シリコンウエハであり得、一方で、この絶縁体は、酸化物であり得る。
【００３６】
このプロセスは、工程７０２に進み、この工程において、複数の穴／トレンチ５４Ａが、絶縁体３４Ａとシリコンウエハ５８との両方を通して形成される（例えば、図８を参照のこと）。従来の処理技術（例えば、フォトレジスト層を使用するフォトリソグラフィープロセス）が、使用され得る。例示的な実施形態において、トレンチ５４Ａは、２つの別々のエッチングにおいて形成される。すなわち、一方は、絶縁体３４Ａを通してであり、そして他方は、シリコンウエハ５８においてである。
【００３７】
トレンチ５４Ａは、形成された後に、伝導性材料で充填される。この伝導性材料は、最終的に、記載された伝導性パス２４および３０、ならびに伝導性要素１６のいくらかを形成する（工程７０４）。この目的で、図９に示されるように、例示的な実施形態は、トレンチ５４Ａを、ポリシリコンで充填する。さらなるポリシリコンがまた、絶縁体３４Ａの頂部表面に堆積されて、充填されたトレンチ５４Ａの間に伝導性経路を形成する。次いで、第二の経路が、所定の適用のために必要とされる任意の様式で、パターン化され得る。引き続いて、第二の絶縁体層３４Ｂが、パターン化されたポリシリコンの上に追加され得る（工程７０６）。例示的な実施形態は、この第二の絶縁体層３４Ｂを追加して、デバイス層３２に適用される異なるポリシリコン層の間のキャパシタンスの問題を減少させる。
【００３８】
次いで、このプロセスは、工程７０８に進み、この工程において、トレンチ５４Ｂが、第二の絶縁体層３４Ｂおよびポリシリコン層を通してエッチングされる（図９もまた参照のこと）。ここでまた、上記エッチングと類似の様式で、例示的な実施形態は、これらのトレンチ５４Ｂを、２つの別々のエッチングでエッチングする。次いで、ライナー５６の層が（例えば、窒化物から）、現在の構造体の頂部を覆って追加され得る（工程７１０、図１０）。例示的な実施形態は、このライナー５６を追加して、１）異なる伝導性層を絶縁し、かつ２）下層の部分を、後の解放工程の間にデバイス層３２に塗布される酸から保護する。
【００３９】
図１０に示されるように、例示的な実施形態は、次いで、トレンチ５４Ｃを、ライナー５６および第二の絶縁体層３４Ｂを通して、１回のエッチングでエッチングする（工程７１２）。これらのトレンチ５４Ｃは、すぐ下に堆積されたポリシリコンにおいて終了する。従って、図１１に示されるように、ポリシリコンが、これらのトレンチ５４Ｃに追加され、そして窒化物ライナー５６の頂部にわたってパターン化されて、さらなる導体１６を形成し、そしてこれらを接続するための手段を形成する（工程７１４）。酸化物層およびポリシリコン層を追加するプロセスは、デバイス層３２の異なる位置で（すなわち、長手軸方向と横方向とのいずれかまたは両方で）繰り返され得る。
【００４０】
全ての内部伝導性パスおよび伝導性要素が形成された後に、最後の絶縁体層３４Ｃが、図４に示されるような全体的な構造体の頂部に堆積される（工程７１６）。例示的な実施形態において、最後の絶縁体層３４Ｃは、テトラエチルオルトシリケート酸化物（ＴＥＯＳ酸化物としてもまた公知）であり、そして下にある絶縁体層と比較して、相対的に厚い。次いで、このプロセスは、工程７１８に進み、この工程において、最後の絶縁体層３４Ｃの頂部表面が、実質的に平滑になるまで研磨され、これによって、ハンドルウエハ上の対応する絶縁体４６Ｂとの引き続く接合を容易にする。
【００４１】
ＭＥＭＳデバイス１０は、デバイス層３２の多数の異なる部分を電気的に接続するための、複数の伝導性要素を用いて製造され得ることが、注目されるべきである。実際に、いくつかの実施形態において、伝導性要素１６は、ＭＥＭＳデバイス１０の縁部にアクセス窩の合うである２つの部分を、電気的に結合し得る。さらに、伝導性要素１６の形状および大きさは、ＭＥＭＳデバイス１０の特殊な要件に基づいて選択される。なお他の実施形態において、伝導性要素１６は、ＭＥＭＳデバイス１０の２つより多くの部分を、電気的に接続し得る。
【００４２】
ＳＯＩに基づくＭＥＭＳデバイスの議論は、例示的であり、従って、本発明の全ての実施形態を限定することは意図されない。例えば、いくつかの実施形態において、ＳＯＩに基づかないＭＥＭＳデバイスは、伝導性要素１６を使用して、それらのそれぞれの頂部層の種々の部分を電気的に接続し得る。
【００４３】
従って、デバイス層３２の絶縁された部分を電気的に連絡させることに加えて、例示的な実施形態はまた、伝導性経路を有するデバイス層３２を予め形成する。その結果、デバイス層３２を通してエッチングして、内部に位置する伝導性要素１６に接触させることが、必要ではない。なぜなら、この伝導性パスは、予め形成されるからである。従って、内部の伝導性要素１６を、引き続いて形成される伝導性パス２４および３０と精密に整列させることを試みる、複雑な整列プロセスが、必要ではない。これらの整列プロセスを内助することにより、製造費用を節約しながら、製造体積が改良され得る。
【００４４】
本発明の種々の例示的な実施形態が議論されたが、本発明の真の範囲から逸脱することなく、本発明の利点のいくつかを達成する、種々の変化および変更がなされ得ることが、当業者に明らかであるはずである。
【図１】
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【図３】
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【図７】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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