(57)【要約】      （修正有）【課題】電気遮蔽に関し、静止および可動電極の間のコンタクト電位差（ＣＰＤ）を緩和した正確で強い縦検知の得られる可動シリコン微細構造を提供する。【解決手段】ガラス基板１０９に連結する可動シリコン微細構造１０３であって、可動シリコン電極１０４を有し、ガラス基板１０９は上面および少なくとも一つの凹部を有し、可動シリコン電極１０４はガラス基板の表面に第１の平坦な表層平行を有し、可動シリコン電極１０４は第１の電子仕事関数を有しており、ガラス基板１０９に連結する静止シリコン電極１０５は可動シリコン電極１０４に隣接し、可動シリコン微細構造１０３の置換を検出するかまたは作用するように構成され、静止シリコン電極１０５は第１の平坦面に第２のフラット表層平行を有し、静止シリコン電極１０５が第１の電子仕事関数に等しい第２の電子仕事関数を有する。【選択図】図１
2015096849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オール・シリコン電極容量性トランスジューサ（１００）は、
ガラス基板（１０９）に連結する可動シリコン微細構造（１０３）であって、可動シリコン微細構造が可動シリコン電極（１０４）を有し、ガラス基板が上面および少なくとも一つの凹部を有し、可動シリコン電極がガラス基板の頂部表面の平面に平行な第１の平坦な表面を有し、可動シリコン電極が第１の電子仕事関数を有することを特徴とする可動シリコン微細構造（１０３）と、
ガラス基板（１０９）に連結する静止シリコン電極（１０５）であって、静止シリコン電極が可動シリコン電極に隣接し、静止シリコン電極が、可動シリコン微細構造の置換を検出しまたは作用するように構成されることを特徴とする静止シリコン電極（１０５）と、
を有し、
静止シリコン電極は、第１の平坦面に平行に第2のフラット表面を有し、
静止シリコン電極が、第１の電子仕事関数に等しい第2の電子仕事関数を有し、
ガラス基板は第１の凹部を有し、静止シリコン電極は第１の凹部に結合される、ことを特徴とする容量性トランスジューサ（１００）。
【請求項２】
ガラス基板（１０９）は第１の凹部および第2の凹部を有し、第１の凹部がガラス基板の頂部表面の下に位置決めされ、第2の凹部は第１の凹部より深く、
静止シリコン電極は第１の凹部に連結し、可動シリコン微細構造はガラス基板の頂部表面に連結することを特徴とする請求項１に記載の容量性トランスジューサ（１００）。
【請求項３】
静止シリコン電極（１０５）は、オーバーハングを有し、
オーバーハングは、第１の凹部の表面の向こうに伸びる静止シリコン電極の一部であり、
オーバーハングが第2の凹部の表面からの電界線から可動シリコン微細構造を保護するように、オーバーハングは第2の凹部にわたって伸びる、ことを特徴とする請求項２に記載の容量性トランスジューサ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  置換を静電的に検出することに関し、そして、ＭＥＭＳ微細構造の置換を生じる静電力をつくるために、容量性トランスジューサは、広く使われている。一つ以上の狭いギャップ（典型的に１〜２０ミクロン）によって、切り離される少なくとも２つの電極から、これらのトランスデューサは成る。電圧差が２本の電極の間に適用されるとき、電極の位置の変化は電極上の電荷の変化を誘発する。そして、それは外部のエレクトロニクスにより検出される。電極の少なくとも１つは、典型的に、置換または速度が検出される（例えばなど加速度、回転、圧力）いくつかの物理的な量を示す可動微細構造である。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］  電圧差が電極の間に適用されるときに、電極上の静電力を発生することによって、容量性トランスジューサは、可動微細構造に関しアクチュエータとして作用することもありえる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し一実施例は、提供される。トランスデューサはガラス基板に連結する可動シリコン微細構造から成る。そして、可動シリコン微細構造が可動シリコン電極を有する。ガラス基板は、上面を有し、少なくとも一つの凹部を有する。可動シリコン電極は、表面のガラスの表面基板の平面との第１の平坦な表層並列を有する。可動シリコン微細構造および可動シリコン電極は、第１の電子仕事関数を有する。静止シリコン電極は、ガラス基板に結合される。静止シリコン電極は、可動シリコン電極に隣接して配置されて、可動シリコン微細構造の置換を検出するかまたは作用するように構成される。静止シリコン電極は、第１の平面面との第2のフラット表層並列を有する。静止シリコン電極は、可動シリコン微細構造の第１の電子仕事関数に等しい第２の電子仕事関数を有し、可動シリコン電極を有する。
【０００４】
[0004]  図面が例示的実施形態だけを表して、従って、範囲において、制限するとみなされないことになっていることを理解する、例示的実施形態は、添付の図面を用いることにより付加的な特性および詳細により記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】[0005]  図１は、オール・シリコン電極容量性トランスジューサの一実施例を例示する。
【図２Ａ】[0006]  図２Ａは、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し、典型的な製造プロセスの一部としてガラス基板の凹部の一実施例を例示する。
【図２Ｂ】[0007]  図２Ｂは、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し典型的な製造プロセスの一部としてガラス基板に配置される金属リード線の一実施例を例示する。
【図２Ｃ】[0008]  図２Ｃは、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し典型的な製造プロセスの一部としてガラス基板に結合されているシリコンウエハの一実施例を例示する。
【図２Ｄ】[0009]  図２Ｄは、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し典型的な製造プロセスの一部としてガラス基板に結合されているシリコンウエハの一実施例を例示する。
【図２Ｅ】[0010]  図２Ｅは、可動シリコン微細構造がオール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し典型的な製造プロセスの一部としてガラス基板に接着し、及び、シリコン電極の一実施例を例示する。
【図２Ｆ】[0011]  図２Ｆは、オール・シリコン電極容量性トランスジューサの別の実施例をオール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し典型的な製造プロセスの任意の一部として例示する。
【図２Ｇ】[0012]  図２Ｇは、水平（平面方向）構成のオール・シリコン電極容量性トランスジューサの一実施例を例示する。
【図３Ａ】[0013]  図３Ａは、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し、典型的な製造方法のブロック図を例示している一実施例を例示する。
【図３Ｂ】[0014]  図３Ｂは、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し製造方法の任意のステップを例示しているブロック図を例示する。
【図４】[0015]  図４は、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し、例示システムの一実施例を例示する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[0016]  一般の習慣に従って、さまざまな記載された特徴は、一定の比率で描画されなくて、例示的実施形態に関連する特定の特徴を強調するために描画される。
[0017]  以下の詳細な説明において、リファレンスは、添付の図面に１部このその様態をされて、いずれが説明に特有の実施例を経由して示される。しかしながら、その論理的、機械のおよび電気変化がなされ、及び、他の実施例が利用できることを理解すべきである。さらにまた、図面および明細書に表される方法は、個々のステップが実行されることができる順序を制限するものとして解釈されないことになっている。従って、以下の詳細な説明は限定的に取られない。
【０００７】
[0018]  正確および強い縦検知および可動シリコン微細構造の作動に関して、そして、電気遮蔽に関し、静止および可動電極の間にコンタクト電位差（ＣＰＤ）を緩和するために静止金属電極を静止シリコン電極と交換することは、望ましい。金属電極をシリコン電極と交換することによって、シリコン電極の電子仕事関数は可動シリコン電極の電子仕事関数にほぼ適合する。このように、２つの電極の間にＣＰＤを低減させるかまたは除去する。
【０００８】
[0019]  正確に検出することまたは作動を成し遂げるために、電極の電圧の精密制御を有することは、重要である。電極が異なる電子仕事関数を有している異なる材料でできている場合、これは困難である。その場合、有効な内蔵型電圧差が、電極材料の仕事関数の違いに等しい電極の間にある。この内蔵型電圧差は、コンタクト電位差（ＣＰＤ）として公知である。ＣＰＤは、外部のエレクトロニクスおよび／または望ましくない静電的なアクチュエータ力の誤ったセンサ信号を出すことがありえる電極上の電荷を誘発する。ＣＰＤの正確な価値は電極表面の組成物に従って変化する。そして、それは温度、コンデンサ・ギャップのガスを有する化学反応、表層汚染物質、具体的な構造などにおける変化のため時間と共に変わることがありえるかくして、ＣＰＤは、容量性トランスジューサから成っているセンサまたはアクチュエータの精度を劣化させることがありえる。
【０００９】
[0020]  図１は、ガラス基板１００上の典型的なオール・シリコン電極縦容量性トランスジューサを例示する。オール・シリコン電極容量性トランスジューサ１００は、固定されたシリコン１０１、可動シリコン微細構造１０３、静止シリコン電極１０５および金属電気的リード１０７を包含する。静止シリコン電極１０５は、ガラス基板１０９の凹部に結合される非常にドーピングしたエピタキシャル・シリコン電極である。
【００１０】
[0021]  実施例において、ガラス基板１０９は、第１より深い２つの凹部、第１の凹部および第2の凹部を有する。静止シリコン電極１０５は、第１の凹部に結合される。金属電気的リード１０７ａが静止シリコンに対する電気接続に電極１０５をするように、金属電気的リード１０７ａのうちの１つが第１の凹部に上へ第2の凹部の一番下に沿って配置されるように、金属電気的リード１０７ａおよび１０７ｂはガラス基板に沿ってパターン化される。可動シリコン電極１０４は、静止シリコン１０１に電気的に結合される。金属電気的リード１０７ｂはガラス基板１０９の上面に上へ第2の凹部の一番下に沿って配置される。そうすると、金属電気的リード１０７ｂは固定されたシリコン１０１に連結する。金属電気的リード１０７ａ、１０７ｂおよび金属電気的リード１０７ｃを包含している他の金属電気的リードから可動シリコン微細構造１０３が静止シリコン電極１０５により保護されるように、金属電極１０７ａおよび１０７ｂは静止シリコン電極１０５の下に配置される。
【００１１】
[0022]  ガラスの表面基板上の不必要な電荷によって、または、装置の他の部分の印加電圧によって、できる電界から可動微細構造を保護するのに、可動シリコン微細構造の下のガラス基板上の静止電極は、しばしば必要である。かかるシールド電極と可動微細構造間のＣＰＤは、誤ったセンサ出力またはアクチュエータ力に結果としてなることがありえる。
【００１２】
[0023]  静止シリコンを用いて、ガラス基板およびシリコン可動微細構造上の金属電極を有している垂直容量性トランスジューサと比較すると、電極１０５は、静止シリコン電極１０５と可動シリコン微細構造１０３の間にＣＰＤを緩和する（例えば、低減させるかまたは除去する）。
【００１３】
[0024]  可動シリコン微細構造１０３の置換を検出するかまたは作用するように、静止シリコン電極１０５は、構成される。実施例において、静止シリコン電極１０５がガラス基板１０９に結合されるガラス凹部を越えて、伸びるオーバーハング１１５を、静止シリコン電極１０５は有する。絶縁ガラス表面１１１上の迷い電荷の密度は時間とともに漂うことがありえる。そして、迷い電荷によって、できる電界が可動シリコン微細構造１０３まで伸びる場合、誤ったセンサ出力信号を出す。シリコン電極１０５と可動シリコン微細構造１０３の間にＣＰＤを除去することに加えて、シリコン電極１０５は、ガラス表面１１１から可動シリコン微細構造１０３を保護している「オーバーハング」１１５を有する。可動シリコン微細構造１０３は、可動シリコン微細構造１０３において、形成される可動シリコン電極１０４を包含する。実施例において、可動シリコン微細構造１０３は、可動シリコン電極１０４でもある。他の実施態様において、可動シリコン電極１０４は、一部の可動シリコン微細構造１０３だけから成る。
【００１４】
[0025]  固定されたシリコン１０１は、ガラス基板１０９に結合される。可動シリコン微細構造１０３および固定されたシリコン１０１は、柔軟なシリコン・サスペンション１１３により接続される。柔軟なシリコン・サスペンション１１３は機械的に対応する。そして、可動シリコン微細構造１０３が移動できる。固定されたシリコン１０１、可動シリコン微細構造１０３および柔軟なシリコン・サスペンション１１３は、フォトリソグラフィおよびエッチングによって、シリコンの同じ部分から形成される。一実施例、シリコン電極１０５の突出している構造、更には固定されたシリコン１０１において、可動シリコン微細構造１０３に到達することから電界線に対してガラス面１１１を妨げるシールドを提供する。シールドは、可動シリコン微細構造１０３に到達することから、電界線に対してガラス上の金属電気的リード１０７を妨げることもありえる。金属電気的リード１０７は、ガラス基板１０９にパターン化される。電気的リード１０７は、静止シリコン電極１０５および固定されたシリコン１０１に連結する。いくつかの実施形態では、固定されたシリコン１０１は、電気伝導性で、柔軟なシリコン・サスペンション１１３を経て可動シリコン微細構造１０３および／または可動シリコン電極１０４に連結する。静止シリコン電極１０５から電気信号をもたらすために、金属電気的リード１０７のうちの１つは、連結される。固定されたシリコン１０１の電極から電気信号をもたらすために、他の金属電気的リードは連結される。そして、可動シリコン微細構造１０４から電気信号をもたらすために、もう一方は接続した。
【００１５】
[0026]  図２Ａ―２Ｆは、一実施例に従ってオール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し、典型的な製造プロセスを例示する。プロセスは、図２Ａ―２Ｆに関して、下に記載される。図２Ａは、ガラス基板２０９の交差断面図２００Ａを２セットの凹部、上面２２１の下の一組の第１の凹部２２３および第１の凹部２２３より深い一組の第2の凹部２２５で例示する。実施例において、メサを上面２２１Ａにより形成している非エッチングされたガラス基板２０９Ａについては、１セットの凹部２２３Ａだけは、ガラス基板２０９Ａにエッチングされている。
【００１６】
[0027]  図２Ｂは、図２Ａおよび金属リード線２０７のガラス基板２０９の交差断面図２００Ｂを例示する。金属リード線２０７は、ガラス基板２０９にパターン化される。いくつかの金属リード線２０７は、配置される（第2の凹部２２５の範囲内の１つの金属リード線２０７、第2の凹部２２５からの第１の凹部２２３まで他の金属リード線および第2の凹部２２５〜上面２２１からの他の金属リード線２０７）。
【００１７】
[0028]  図２Ｃは、ガラス基板２０９の交差断面図２００Ｃを金属リード線２０７および第１のシリコンウエハ２３０で例示する。ドーピングしたエピタキシャル層２３３を有している第１のシリコンウエハ２３０に、凹部２３５は、エッチングされている。エピタキシャル・シリコン２３３の非エッチングされた部分は、ガラス基板２０９の中央に第１の凹部２２３の表面に、陽極的に結合される。それから、非常にドーピングしたシリコン２３３にエッチングすることのない非ドープのシリコンに選択的にエッチングする腐食液の湿式エッチング・プロセスによって、第１のシリコンウエハ２３０の投与されていない部分は、取り除かれる。エピタキシャル・シリコン２３３の残留する部分は、静止シリコン電極２０５を形成する。
【００１８】
[0029]  図２Ｄは、ガラス基板２０９の交差断面図２００Ｄを金属リード線２０７、静止シリコン電極２０５および第2のシリコンウエハ２４０で例示する。可動シリコン微細構造２０３を形成するためにドーピングしたエピタキシャル層２４３を有している第2のシリコンウエハ２４０に、凹部２４５は、エッチングされている。第2のシリコンウエハ２４０も、固定されたシリコン２０１を形成する。第2のシリコンウエハ２４０は、ガラス基板２０９の上面２２１に結合される。非常にドーピングしたシリコン２４３にエッチングすることのない非ドープのシリコンに選択的にエッチングする腐食液のウエットエッチングによって、第2のシリコンウエハ２４０のドープされていない部分は、取り除かれる。
【００１９】
[0030]  実施例において、静止シリコン電極２０５は電極板である。そして、第１の凹部２２３の表面に並列平坦な表面を有する。第１の凹部２２３の表面は、ガラス基板２２１の上面により形成されて、可動シリコン電極２０４の下に配置される飛行機に対する並列である。可動シリコン電極２０４は、静止シリコン電極２０５の平坦な表面に平坦な表層並列を有している平坦な板状構造でもあり、可動シリコン電極２０４および静止シリコン電極２０５でフラット表層ものは各々を面している。他の実施態様において、可動シリコン電極２０４は、固定されたシリコン２０１に取り付けられる櫛形フィンガを有する互いに嵌合された櫛である。従来技術において、技術を示すものを有する人が理解できるように、可動シリコン電極２０４は、上記した例に様態において、制限されなくて、ドーピングしたエピタキシャル層２４３にパターン化されることができるほとんどいかなる形状の様態も取ることがありえる。
【００２０】
[0031]  図２Ｅは、ガラス基板２０９の交差断面図２００Ｅを金属リード線２０７、静止シリコン電極２０５および可動シリコン微細構造２０３で例示する。ここで、第2のシリコンウエハ２４０の投与されていない部分は取り除かれる。そして、第2のシリコンウエハ２４０の残留するドーピングした部分が可動シリコン微細構造２０３、固定されたシリコン２０１および柔軟なシリコン・サスペンション２１３から成る。可動シリコン微細構造２０３は、可動シリコン微細構造２０３を柔軟なシリコン・サスペンション２１３を経て適当な状態に保っている固定されたシリコン２０１を有する可動シリコン電極２０４を備える。静止シリコン電極２０５は、第１の凹部２２３を越えて伸びるオーバーハング２１５を有する。オーバーハング２１５はガラスの表面基体２０９上の迷い電荷から可動シリコン電極２０４を保護するように構成される。そして、ＡＣおよびＤＣは可動シリコン電極２０４と金属リード線２０７の間に電圧またはＣＰＤを適用した。
【００２１】
[0032]  金属リード線２０７、静止シリコン電極２０５および可動シリコン微細構造２０３より上に添加されたガラス基板２０９Ｆを有する図２Ａ―２Ｅに記載される可動シリコン微細構造２０３で、図２Ｆは、ガラス基板２０９の交差断面図２００Ｆを例示する。添加されたガラス基板２０９Ｆは、２つの凹部と、動かないものと、シリコンと、電極と、２０５Ｆと、ガラス基板２０９の類の金属電気的リードとを備える。アンカー・シリコン２０１は添加されたガラス基板２０９Ｆの上面に結合される。そうすると、可動シリコン微細構造２０３は静止シリコン電極２０５と２０５Ｆの間に位置する。
【００２２】
[0033]  静止シリコン電極２０５および２０５Ｆは、それぞれのガラス基板２０９および２０９Ｆに結合される。固定されたシリコン２０１は、ガラス基板２０９および２０９Ｆの各々の上面２２１に結合される。可動シリコン微細構造２０３は、柔軟なシリコン・サスペンション２１３を経て固定されたシリコン２０１に連結する。可動シリコン微細構造２０３は、可動シリコン電極２０４を包含する。静止シリコン電極２０５および２０５Ｆが可動シリコン電極２０４と金属電気的リード２０７間の不必要なＣＰＤから、そして、ガラス基板２０９および２０９Ｆの各々のそれぞれの表面上の流れてきた電荷から可動シリコン電極２０４を電気的に保護するように、可動シリコン電極２０４は静止シリコン電極２０５と２０５Ｆの間に構成される。
【００２３】
[0034]  実施例において、可動シリコン微細構造２０３は、水平トランスデューサ（ムーブメント基板表面の平面と平行して）の一部である。図２Ｇは、かかる平面方向のＭＥＭＳジャイロスコープ２００Ｇのビューの下で、上部を表す。交差断面線ｌ〜ｌは、図２Ａ―２Ｆにおいて、表される交差部の位置を示す。作動中、静止シリコン電極２０５および２０５Ｆは、可動シリコン微細構造２０３の上下に配置される。シリコン電極２０５を使って、そして、シリコン微細構造２０３の両側の２０５Ｆは水平トランスデューサを保護して、潜在的ＣＰＤを緩和することがありえる。このように、ＣＰＤによって、生じることがありえる望ましくない垂直力および誘発された電荷を緩和する。作動電極２５１は互いに嵌合された櫛で、横力を発生する印加電圧を有するように構成される。そして、水平に移動するために可動シリコン微細構造２０３を生じさせ、すなわち、基板の面と平行である。基板の面についての回転ムーブメントおよびそれに対する軸平行があるときに、可動シリコン微細構造２０３上の結果として生じるコリオリの力は垂直に移動するためにそれを生じさせる。静止シリコン電極２０５および２０５Ｆは、この上下運動を検出するように構成される。可動シリコン電極２０３のＣＰＤおよび上下運動によって、生じる垂直力および誘発された電荷から可動シリコン微細構造２０３を保護するように、静止シリコン電極２０５および２０５Ｆも、構成される。これが上面図であるにつれて、２０５および２０５Ｆは重複して示される。かくして、平面方向のＭＥＭＳジャイロ２００Ｇは、両方の水平および垂直トランスデューサを有する。
【００２４】
[0035]  ガラス基板上のオール・シリコン電極容量性トランスジューサを製造する方法３００Ａに関し、図３Ａは、ブロック図を例示する。ブロック３０１で、凹部は、ガラス基板にエッチングされている。実施例において、１つの凹部だけは、ガラス基板にエッチングされている。他の一実施例において、ガラス基板は、フォトリソグラフィによって、パターン化されて、第１の凹部および第2の凹部を形成するプロセス、ガラス基板の上面より深い第１の凹部および第１の凹部より深い１秒の凹部にエッチングしている。典型的に、凹部は、２〜１０ミクロン深い。ブロック３０３で、金属電気的リードは、ガラス基板上へパターン化される。それらが静止シリコン電極、更には固定されたシリコンのシリコン電極から電気信号をもたらすように、金属電気的リードは配置される。ブロック３０５で、ドーピングしたエピタキシャル層を有している第１のシリコンウエハに、凹部は、エッチングされている。静止シリコン電極を形成するために、非常にドーピングしたエピタキシャル表面境界層を有する第１のシリコンウエハは、パターン化されて、ガラス基板上の第１の凹部より深い様態凹部にエッチングされている。好ましくは、非常にドーピングしたエピタキシャル層は、ガラス基板の第１の凹部の深さより薄い。典型的に、エピタキシャル層の厚みは、０．５〜１０ミクロンの範囲である。
【００２５】
[0036]  ブロック３０７で、エピタキシャル・シリコンは、ガラス基板の第１の凹部の表面に結合される。非常にドーピングしたエピタキシャル層の非エッチングされた部分は、ガラス基板の第１の凹部の表面に、陽極的に結合される。ブロック３０９で、第１のシリコンウエハの投与されていない部分は、取り除かれる。非常にドーピングしたシリコンにエッチングすることのない非ドープのシリコンに選択的にエッチングする腐食液のウエットエッチングによって、シリコンウエハの投与されていない部分は、取り除かれる。そのような腐食液は、エチレン・ジアミンおよびピロカテコール（ＥＤＰ）の水溶液である。残留する非常にドーピングしたシリコンは、静止シリコン電極をガラス基板の第１の凹部の上に形成する。ブロック３１１で、ドーピングしたエピタキシャル層を有している第2のシリコンウエハにおいて、凹部は、エッチングされている。可動シリコン微細構造および可動シリコン電極を形成するために、非常にドーピングしたエピタキシャル表面境界層を有する第2のシリコンウエハは、パターン化されて、エッチングされる。第2のシリコンウエハも、固定されたシリコン構造を形成する。ブロック３１３で、第2のシリコンウエハは、ガラス基板の上面に結合される。ブロック３１５で、非常にドーピングしたシリコンにエッチングすることのない非ドープのシリコンに選択的にエッチングする腐食液のウエットエッチングによって、第2のシリコンウエハの投与されていない部分は、取り除かれる。
【００２６】
[0037]  図３Ｂは、オール・シリコン電極容量性トランスジューサを製造する典型的な方法の任意のステップを例示して、図３Ａに関してここで記載される。任意のブロック３２１で、凹部は、第2のガラス基板にエッチングされている。以前のガラス基板に関して上述したように、一つ以上の凹部は、第2のガラス基板にエッチングされていてもよい。任意のブロック３２３で、金属電気的リードは、第2のガラス基板上へパターン化される。任意のブロック３２５で、ドーピングしたエピタキシャル層を有している３枚目のシリコンウエハに、凹部は、エッチングされている。静止シリコン電極を形成するために、非常にドーピングしたエピタキシャル表面境界層を有する３枚目のシリコンウエハは、パターン化されて、第１のシリコンウエハに関して上記の通りにエッチングされている。任意のブロック３２７で、それから、第１のシリコンウエハに関して上記の通りで、３枚目のシリコンウエハは、第2のガラス基板の凹部に結合される。任意のブロック３２９で、第１のシリコンウエハに関して上記の通りで、３枚目のシリコンウエハの投与されていない部分は、取り除かれる。任意のブロック３３１で、第2のガラス基板は、第2のシリコンウエハの非常にドーピングしたエピタキシャル・シリコンに、陽極的に結合される。これは、可動シリコン微細構造より上に、そして、それの下で静止シリコン電極を作製する。可動シリコン微細構造を検出することおよび発動に関し、これは、より大きな左右対称を提供する。かかる実施例の出願は、面外ＭＥＭＳジャイロスコープ（ＯＰＧ）、平面方向のＭＥＭＳジャイロスコープ（ＩＰＧ）、面外ＭＥＭＳ加速度計（ＯＰＡ）および平面方向のＭＥＭＳ加速度計（ＩＰＡ）を含むが、これに限定されるものではない。
【００２７】
[0038]  図３Ａおよび３Ｂが例示的実施形態を表す、そして、それがブロックが表される順序における方法を実行するのに必要でないことを理解すべきである。従って、図３Ａおよび３Ｂおよび前記説明は、限定的にとられないことである。
【００２８】
[0039]  図４は、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに関し例示システム４００を例示しているシステム・ブロック図である。実施例において、オール・シリコン電極容量性トランスジューサ４１０は、測定装置４２０に連結する。測定装置４２０はコンピュータ可読メモリ／メディア４２５に連結するプロセッサ４２３から成る。そして、読み出し命令４２７を含む。適切なコンピュータ可読メモリは、全体の目的または特別な目的コンピュータまたはプロセッサによって、アクセスされることがありえるいかなる利用できるメディアもまたはいかなるプログラム可能なロジック装置も包含する。例えば、適切なプロセッサで読取り可能なメディアは、限定的ではないが従来のハードディスク、コンパクトディスク−読み取り専用メモリ（ＣＤ―ＲＯＭ）、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（同期型ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレート同期ＤＲＡＭ、ＲＡＭＢＵＳダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）などを含むがこれに限らず）、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）およびフラッシュ・メモリなどのような揮発性または不揮発性メディアのような記憶またはメモリ・メディアを含むことができる。
【００２９】
［００４０］  実施例において、実施例の１つが上記を図１および２Ａ―Ｆに記載したので、オール・シリコン電極容量性トランスジューサ４１０は実装されることがありえる。
【００３０】
［００４１］  上記のように、測定装置４２０はシステム・メモリおよび／またはメディア４２５に連結するプロセッサ４２３から成る。そして、それはプロセッサ４２３にオール・シリコン電極容量性トランスジューサのムーブメントおよび／または姿勢を示しているオール・シリコン電極容量性トランスジューサ４１０からの信号を読み込ませるように構成される読み出し命令４２７を包含する。プロセッサ４２３は、インターフェイス装置４３０に連結する。プロセッサは、聴覚的に、視覚的にインターフェイス装置４３０を生じさせるように構成され、または、トランスデューサ信号（例えば加速度、回転、圧力、など）を表す結果を示す。実施例において、インターフェイス装置４３０は、グラフィック・コンテンツを表示できるディスプレイである。好適な典型的なディスプレイとしては、航空機慣性航法装置と関連した表示が挙げられるが、これらに限定されない。表示を実装することに関し適切な技術は、陰極線管（ＣＲＴ）表示、アクティブマトリックス液晶ディスプレー（ＬＣＤ）、パッシブマトリックスＬＣＤ、発光ダイオード表示（ＬＥＤ）またはプラズマ・ディスプレイ・ユニットを含むが、これに限定されるものではない。他の実施態様において、インターフェイス装置４３０は、トランスデューサ４１０の信号を聴覚的に示すことで能力のあるスピーカーである。
【００３１】
[0042]  特定実施例が例示されて、本願明細書において、記載されたにもかかわらず、当業者によって、いかなる配置（同じ目的を達成することがありえる）も特定の図示した実施例に関し置換されることができると認められる。従って、本発明が請求項およびその均等物により制限されるだけであることが明白に意図される。
【００３２】
例示の実施例
[0043]  例１は、
ガラス基板に連結する可動シリコン微細構造であって、
可動シリコン微細構造は可動シリコン電極を有し、
ガラス基板は上面および少なくとも一つの凹部を有し、
可動シリコン電極は表面のガラスの表面基板の平面に第１の平坦な表層平行を有し、可動シリコン電極は第１の電子仕事関数を有していることを特徴とする可動シリコン微細構造と、
ガラス基板に連結する静止シリコン電極であって、静止シリコン電極は可動シリコン電極に隣接し、静止シリコン電極は可動シリコン微細構造の置換を検出するかまたは作用するように構成されることを特徴とする静止シリコン電極と、を有し、
静止シリコン電極は第１の平坦面に第2のフラット表層平行を有し、静止シリコン電極が第１の電子仕事関数に等しい第2の電子仕事関数を有する。
【００３３】
[0044]  例２は、例２の容量性トランスジューサを包含し、可動シリコン微細構造は、シリコン・アンカーを介してガラス基板に結合され、シリコン・アンカーは、ガラス基板の上面に結合され、可動シリコン微細構造は、柔軟なシリコン・サスペンションによって、シリコン・アンカーに連結する。
【００３４】
[0045]  例３は、例１または２のいずれかの容量性トランスジューサを包含し、ガラス基板は第１の凹部および第2の凹部を有する。そして、第１の凹部がガラス基板（第１より深い第2の凹部）の上面の下に位置決めされ、静止シリコン電極は、第１の凹部に連結し、可動シリコン微細構造は、ガラス基板の上面に連結する。
【００３５】
[0046]  例４は、例１―３のいずれかの容量性トランスジューサを包含し、
静止シリコン電極は、オーバーハングを有し、
オーバーハングは、第１の凹部の表面の向こうで伸びる静止シリコン電極の一部であり、
オーバーハングが第2の凹部の表面からの電界線から可動シリコン微細構造を保護するように、オーバーハングは第2の凹部を通じて伸びる。
【００３６】
[0047]  例５は、例１―４のいずれかの容量性トランスジューサを包含し、
静止シリコン電極および可動シリコン電極は、非常にドーピングしたエピタキシャル・シリコン電極であり、
静止シリコン電極と可動シリコン電極の間にコンタクト電位差を緩和するために、静止シリコン電極の電気仕事関数および可動シリコン電極は適合する。
【００３７】
[0048]  例示の６は、例示の１―５のいずれかの容量性トランスジューサを包含し、
容量性トランスジューサは、可動シリコン電極の横運動を検出するかまたは作用するように構成される水平容量性トランスジューサであり、
可動シリコン電極を電気的に保護して、水平トランスデューサの垂直力を防止して、可動シリコン電極の上下運動によって、生じる誘発された電荷を防止するように、静止シリコン電極は構成される。
【００３８】
[0049]  例７は、例１―５のいずれかの容量性トランスジューサを包含し、
容量性トランスジューサは、可動シリコン電極の上下運動を検出するかまたは作用するように構成される垂直容量性トランスジューサであり、
静止シリコン電極は、可動シリコン電極を電気的に保護するように更に構成される。
【００３９】
[0050]  例８は、一つの静止シリコン電極が可動シリコン微細構造の上下にガラス基板に付属したより多くのもの例示の１―７のいずれかの容量性トランスジューサを包含し、
１つ以上の静止シリコン電極は、可動シリコン微細構造のそれぞれ上から及び下から可動シリコン電極を電気的に保護するように構成される。
【００４０】
[0051]例９は、ガラス基板に少なくとも一つの凹部にエッチングするステップと、ガラス基板の上に金属電気的リードをパターニングするステップと、ドーピングしたエピタキシャル層を有している第１のシリコンウエハに凹部をエッチングするステップと、ガラス基板の少なくとも一つの凹部の第１の凹部に第１のシリコンウエハのエピタキシャル・シリコンをボンディングするステップと、第１のシリコンウエハの投与されていない部分を除去するステップであって、第１のシリコンウエハの残っている部分が、静止シリコン電極から成ることを特徴とする除去するステップと、ドーピングしたエピタキシャル層を有している第2のシリコンウエハに凹部をエッチングするステップと、ガラス基板の上面に第2のシリコンウエハのエピタキシャル・シリコンをボンディングするステップと、第2のシリコンウエハのドープされていない部分を除去するステップであって、第2のシリコンウエハの残っている部分は可動シリコン微細構造から成り、可動シリコン微細構造が可動シリコン電極を有することを特徴とする、オール・シリコン電極容量性トランスジューサを製造する方法。
【００４１】
[0052]  例１０は例示の９の方法を包含し、ガラス基板、ガラス基板の上面の下に位置決めされる第１の凹部、第１の凹部より深い第2の凹部に、第１の凹部および第2の凹部はエッチングされ、静止シリコン電極は第１の凹部に連結する。
【００４２】
[0053]  例１１は例９―１０のいずれかの方法を包含し、静止シリコン電極はオーバーハングを有し、オーバーハングは第１の凹部の表面の向こうで伸びる静止シリコン電極の一部であり、オーバーハングが第2の凹部の表面上の電荷から可動シリコン微細構造を保護するように、オーバーハングは第2の凹部を通じて伸びる。
【００４３】
[0054]  例１２は、第2のガラス基板に少なくとも一つの凹部をエッチングするステップと、第2のガラス基板の上に金属電気的リードをパターニングするステップと、ドーピングしたエピタキシャル層を有している第３のシリコンウエハに凹部をエッチングするステップと、第2のガラス基板の少なくとも一つの凹部の第３の凹部に第３のシリコンウエハのエピタキシャル・シリコンをボンディングするステップと、第３のシリコンウエハのドープされていない部分を除去するステップであって、第３のシリコンウエハの残りの部分が、第2の静止シリコン電極から成ることを特徴とする除去するステップと、第2のガラス基板の上面に第2のシリコンウエハのエピタキシャル・シリコンをボンディングするステップと
を有することを特徴とする例９―１１のいずれかの方法。
【００４４】
[0055]  例１３は、
第１の凹部および第2の凹部は、ガラス基板にエッチングされ、
第１の凹部は、ガラス基板の上面の下に位置決めされ、
第2の凹部は第１の凹部より深く、
静止シリコン電極は、第１の凹部に連結し、
第３の凹部および第４の凹部は、第2のガラス基板にエッチングされ、
第３の凹部が第2のガラス基板の上面の下に位置決めされ、
第４の凹部は第３の凹部より深く、
第2の静止シリコン電極は、第３の凹部に連結する、ことを特徴とする例１２の方法を包含する方法。
【００４５】
[0056]  例１４は、静止シリコン電極は、オーバーハングを有し、
オーバーハングは、第１の凹部の表面の向こうで伸びる静止シリコン電極の一部であり、
オーバーハングが第2の凹部の表面上の電荷から可動シリコン微細構造を保護するように、オーバーハングは第2の凹部を通じて伸び、第2の静止シリコン電極は、オーバーハングを有し、
オーバーハングは、第３の凹部の表面の向こうで伸びる第2の静止シリコン電極の一部であり、
オーバーハングが第４の凹部の表面上の電荷から可動シリコン微細構造を保護するように、オーバーハングは第４の凹部を通じて伸びる、ことを特徴とする、例１２の方法を包含する。
【００４６】
[0057]  例１５は、
ガラス基板に連結する可動シリコン微細構造を備えたオール・シリコン電極容量性トランスジューサであって、
可動シリコン微細構造は可動シリコン電極を有し、
ガラス基板は上面および少なくとも一つの凹部を有し、
可動シリコン電極はガラス基板の頂部表面の平面に平行に第１の平坦な表面を有し、
可動シリコン電極は第１の電子仕事関数を有し、ガラス基板に連結する静止シリコン電極、
静止シリコン電極は可動シリコン電極に隣接し、
静止シリコン電極は、可動シリコン微細構造の置換を検出するかまたは作用するように構成され、
静止シリコン電極は、第１の平坦面に第2のフラット表層平行を有し、
静止シリコン電極は第１の電子仕事関数に等しい第2の電子仕事関数を有することを特徴とする、オール・シリコン電極容量性トランスジューサと、オール・シリコン電極容量性トランスジューサに連結され、オール・シリコン電極容量性トランスジューサから信号を読み込むように構成されることを特徴とする測定装置と、
オール・シリコン電極容量性トランスジューサから信号を表す結果を示すように構成される測定装置に接続されたインターフェイス装置と、
を有するオール・シリコン電極容量性トランスジューサに関しするシステム。
【００４７】
[0058]  例１６は、例１５のシステムを包含し、
ガラス基板は第１の凹部および第2の凹部を有し、ガラス基板（第１（静止シリコン電極は第１の凹部に連結する）より深い第2の凹部）の上面の下に、第１の凹部が位置決めされ、可動シリコン微細構造は、ガラス基体の上面に連結する。
[0059]例１７は、
静止シリコン電極は、オーバーハングを有し、
オーバーハングは、第１の凹部の表面の向こうで伸びる静止シリコン電極の一部であり、
オーバーハングが第2の凹部の表面からの電界線から可動シリコン微細構造を保護するように、オーバーハングはどこで第2の凹部を通じて伸びる、ことを特徴とする、例１５―１６のいずれかのシステムを包含する。
【００４８】
[0060]  例１８は、
静止シリコン電極および可動シリコン電極は、非常にドーピングしたエピタキシャル・シリコン電極であり、
静止シリコン電極の電気仕事関数および可動シリコン電極は、静止シリコン電極と可動シリコン電極の間にコンタクト電位差を緩和するように適合する、ことを特徴とする例１５―１７のいずれかのシステムを包含する。
【００４９】
[0061]  例１９は、
オール・シリコン電極容量性トランスジューサは、可動シリコン微細構造の上下でガラス基板に取り付けられた一つより多い静止シリコン電極を有し、
一つより多い静止シリコン電極が、上および下から可動シリコン電極を電気的に保護するように構成されることを特徴とする例１５―１８のいずれかのシステムを包含する。
【００５０】
[0062]  例２０は、
１つ以上の静止シリコン電極は、それぞれのオーバーハングを有し、
各オーバーハングは、静止シリコン電極が取り付けられるそれぞれのガラス基板の表面の向こうに伸びるそれぞれの静止シリコン電極の一部であり、
オーバーハングが各基板の凹部のそれぞれの表面上の電荷から可動シリコン微細構造を保護するように、オーバーハングはそれぞれのガラス基板の凹部にわたって伸びる、ことを特徴とする例１９のシステムを包含する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
2015096849.tif 000008
【図２Ｆ】
2015096849.tif 000009
【図３Ａ】
2015096849.tif 000010
【図３Ｂ】
2015096849.tif 000011
【図４】
2015096849.tif 000012
【図２Ｇ】
2015096849.tif 000013
【外国語明細書】
2015096849000001.pdf