(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳデバイスにおいて、感度を低減することなく静止摩擦力に関連する相互作用を低減するための機構を提供する。【解決手段】微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスであって、基板の上に形成されている第１のシリコン層と、第１のシリコン層の少なくとも一部分の上に形成されている第１の絶縁層とを備える固定表面と、固定表面に対向している主面を提供する第２のシリコン層を備える可動体と、第１のシリコン層と第２のシリコン層の主面とのうち少なくとも一方の上に形成されている均一なシリコンカーバイド層とを備えるデバイス。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスであって、
基板の上に形成されている第１のシリコン層と、該第１のシリコン層の少なくとも一部分の上に形成されている第１の絶縁層とを備える、固定表面と、
前記固定表面に対向している主面を提供する第２のシリコン層を備える、可動体と、
前記第１のシリコン層と、前記第２のシリコン層の前記主面とのうち少なくとも一方の上に形成されている均一なシリコンカーバイド層とを備える、デバイス。
【請求項２】
前記均一なシリコンカーバイド層は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）犠牲層由来の炭素を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記均一なシリコンカーバイド層は、約３０ｎｍ〜約５０ｎｍ（約３００Å〜約５００Å）厚である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記均一なシリコンカーバイド層は、少なくとも、前記第２のシリコン層の前記主面上に形成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスを製造する方法であって、
第１のシリコン層を備える固定表面を形成する、固定表面形成工程と、
前記固定表面に対向している主面を提供する可動体を形成する工程であって、該主面の少なくとも一部分は、該固定表面の少なくとも一部分に接触するように構成されており、該主面の該少なくとも一部分は第２のシリコン層を備える、可動体形成工程と、
前記固定表面と前記可動体との間に犠牲層を形成する工程であって、前記犠牲層は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）ガスを使用して堆積されている炭素および酸化シリコンを含む、犠牲層形成工程と、
前記第１のシリコン層および前記第２のシリコン層のうちの少なくとも一方を、前記犠牲層由来の前記炭素が該第１のシリコン層および該第２のシリコン層のうちの少なくとも一方の上に均一なシリコンカーバイド層を形成するように形成する、シリコン層形成工程とを備える、方法。
【請求項６】
前記シリコン層形成工程は、
前記第１のシリコン層および前記犠牲層をアニーリングする、第１アニーリング工程をさらに含み、該第１アニーリング工程は、該第１のシリコン層および該犠牲層を、前記シリコンカーバイド層が、該第１のシリコン層と該犠牲層との間の界面領域に形成するのに十分な温度まで加熱する工程を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記シリコン層形成工程は、
前記第２のシリコン層および前記犠牲層をアニーリングする、第２アニーリング工程をさらに含み、該第２アニーリング工程は、前記第２のシリコン層および前記犠牲層を、前記シリコンカーバイド層が、前記第２のシリコン層と前記犠牲層との間の界面領域に形成するのに十分な温度まで加熱する工程を含む、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造に関し、より具体的には、ＭＥＭＳデバイス内で接触するポリシリコン表面上にシリコンカーバイド層を形成することを通じてＭＥＭＳデバイス内のスティクションを低減することに関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスは、１００μｍを下回る寸法を有する特徴部を有する可動部品を提供する微小機械デバイスである。これらの可動部品は、微細加工技法を使用して形成される。ＭＥＭＳデバイスは、孔、凹部、チャネル、カンチレバー、メンブレンなどを有する。これらのデバイスは一般的にシリコン材料をベースにしており、物理的構造を形成し、移動のためにそれらの構造を解放するための様々な技法を使用する。
【０００３】
なお、抗スティクションコーティングを備えるＭＥＭＳデバイスを提供するための方法およびシステムについて、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，６９２，８３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スティクションとは静止摩擦力であり、一般的なＭＥＭＳデバイスに伴う繰り返し発生している問題である。スライドすることなく互いに押し合っている任意の固体は、静的な密着を克服するために何らかの閾値の力（スティクション）を必要とし、この力を生成する機構はＭＥＭＳデバイスによって異なり得る。マイクロメートル範囲を下回る面積を有する２つの表面が近接近すると、静電気および／またはファンデルワールス力に起因してともに付着し得る。この寸法における静止摩擦力は、水素結合または表面上の残留汚染にも関係し得る。
【０００６】
加速度計などのＭＥＭＳデバイスについて、オーバートラベルストップなどの表面は、デバイス設計の限界における使用中に、またはデバイスの製造中に近接近または接触する可能性がある。それらの状況において、静止摩擦力によって、ＭＥＭＳデバイス部品（たとえば、シーソー型加速度計機構）がその場から動かなくなり、使用できなくなる可能性がある。そのような近接近移動または接触を回避する従来の方法は、バネ定数を増大すること、および、ＭＥＭＳデバイスの部品間の距離を増大することを含む。しかし、これらの方法は、加速に起因してデバイスの感度を低減させ、したがって、ＭＥＭＳデバイスの実用性を低減させる可能性がある。それゆえ、ＭＥＭＳデバイスの感度を低減することなく、ＭＥＭＳデバイスの静止摩擦力に関連する相互作用を低減するための機構を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、作製中に使用されるＴＥＯＳベースの酸化シリコン犠牲膜由来の炭素を使用してシリコン表面上にほぼ均一なシリコンカーバイド層を形成することによって、ＭＥＭＳデバイス内のスティクションを低減するための機構を提供する。耐性スティクションコーティングを形成するための炭素のソースとしてＴＥＯＳを使用することによって、標準的な自己組織化単分子層（ＳＡＭ）プロセスを使用してコーティングするのが困難なもの（たとえば、試験質量体の下の）を含む、すべてのシリコン表面をコーティングすることができる。温度、アニーリングする時間の長さなどのような制御された処理パラメータによって、以前のプロセスによっては提供されないほぼ均一なシリコンカーバイドコーティングが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明は、添付の図面を参照することによってよりよく理解されることができ、その多数の目的、特徴、および利点が当業者に明らかとなる。
【図１】当該技術分野において周知の加速度計の断面図を示す簡略ブロック図。
【図２】作製の一段階の間のＭＥＭＳ加速度計の端部に存在するトラベルストップ領域を拡大した断面図を示す簡略ブロック図。
【図３】第２のポリシリコン層を堆積した後の作製の一段階の間のトラベルストップ領域の断面図を示す簡略ブロック図。
【図４】加速度計の使用中、または犠牲層を除去している間に生じる可能性がある位置における、犠牲層を除去した後のトラベルストップ領域の断面図を示す簡略ブロック図。
【図５】本発明の実施形態に応じた、処理の一工程の間のトラベルストップ領域の断面図を示す簡略ブロック図。
【０００９】
異なる図面において同じ参照符号が使用されている場合、これは、別途記載しない限り、同一の項目であることを示す。図面は必ずしも原寸に比例して描かれてはいない。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、従来技術において周知のシーソー型加速度計の断面図を示す簡略ブロック図である。加速度計は、絶縁層１２０を有する基板１１０を含む。基板１１０は、たとえば、シリコンウエハであってもよく、絶縁層１２０は、たとえば、酸化シリコンまたは窒化シリコンであってもよい。いくつかの例において、絶縁層１２０は、基板１１０から熱成長されることができるか、または、堆積されることができる。
【００１１】
固定電極１３０および１３５が、トラベルストップ領域１４０および１４５とともに絶縁層１２０の上に形成される。固定電極１３０および１３５ならびにトラベルストップ領域１４０および１４５を形成する層は、一般的にポリシリコンであり、用途に対して所望されるようなパターニングを含む、従来の技法を使用して形成される。固定電極およびトラベルストップ領域を形成する層は、代替的に、結晶シリコン、アモルファスシリコン、窒化物、金属含有材料、他の適切な材料など、またはこれらの任意の組合せであってもよい。電極およびトラベルストップ領域をＭＥＭＳ加速度計の他の要素から電気的に絶縁するための絶縁体層１５０が形成される。絶縁体層１５０は、たとえば、窒化シリコン、二酸化シリコン、酸窒化シリコンなどを含む様々な材料から形成されることができる。
【００１２】
旋回試験質量体１６０が、ＭＥＭＳデバイスまたはＭＥＭＳデバイスを組み込んだシステムの加速に応答してシーソーと同様に動くように構成されている。旋回試験質量体１６０は、旋回点１６５を通じて旋回試験質量体の側部１７０と同旋回試験質量体の側部１７５との間が不平衡になるように構成されてもよい。不平衡の量に応じて、加速に対するデバイスの感度を低くするかまたは高くするという効果が得られる。旋回試験質量体の側部１７０上に構成されている電極１８０は、固定電極１３０と関連付けられ、一方で旋回試験質量体上の電極１８５は、固定電極１３５と関連付けられる。加えて、旋回試験質量体の側部１７０上のトラベルストップ１９０は、トラベルストップ領域１４０と関連付けられ、旋回試験質量体の側部１７５上のトラベルストップ１９５はトラベルストップ領域１４５と関連付けられる。旋回試験質量体１６０ならびにトラベルストップ１９０および１９５は、一般的にポリシリコンから形成される。
【００１３】
電極１８０および固定電極１３０が第１の可変センスキャパシタを形成する一方、電極１８５および固定電極１３５が第２の可変センスキャパシタを形成する。第１の可変センスキャパシタおよび第２の可変センスキャパシタの容量の変化が組み合わされて、ＭＥＭＳ加速度計から差動出力が提供されることができる。図１におけるＭＥＭＳ加速度計の作製は、周知のＭＥＭＳプロセスを使用して実行されることができる。
【００１４】
図２は、作製の一段階の間のＭＥＭＳ加速度計の端部１７５にあるトラベルストップ領域の拡大した断面図を示す簡略ブロック図である。上述のように、基板１１０に絶縁層１２０が設けられ、基板１１０はシリコンウエハであってもよく、絶縁層１２０は酸化シリコンであってもよい。第１のポリシリコン層２１０が絶縁層１２０上に形成され、部分的に、トラベルストップ領域１４５を形成する。第１のポリシリコン層は、たとえば、急速加熱処理堆積（ａ  ｒａｐｉｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を使用して形成されることができる。加えて、第１のポリシリコン層には、たとえば、リンをドープされることができる。代替的に、上述のように、トラベルストップ領域１４５は、たとえば、アモルファスまたは結晶シリコンを使用して形成されることができる。たとえば、絶縁層１２０の過剰なエッチングを防止するために、絶縁体層１５０が、ポリシリコン層２１０および絶縁層１２０の上に形成される。
【００１５】
パターニング済み絶縁体層１５０およびポリシリコン層２１０の露出した領域の上に犠牲層２２０が形成される。犠牲層２２０は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）ガスを使用して酸化シリコンの犠牲層を形成することによって形成される。犠牲層は、ＭＥＭＳデバイスの次の層のための「モールディング」を形成するようにパターニングされることができる。トラベルストップ１９５を含む旋回試験質量体１６０を形成するために、パターニング済み犠牲層上に第２のポリシリコン層２３０が形成されることができる。パターニング済み層の積層は用途の必要性に応じて継続されてもよい。
【００１６】
図３は、第２のポリシリコン層２３０を堆積した後の作製の一段階の間のトラベルストップ領域の断面図を示す簡略ブロック図である。一般的なＭＥＭＳ処理は、第２のポリシリコン層が低温かつ低圧で堆積されることを可能にする。一実施形態において、第２のポリシリコン層２３０に対する応力を軽減するために、構造体を１０００℃を超える温度に１時間以上にわたってさらすことによって、構造体がアニーリングされる。このアニーリング中、ポリシリコン層２３０内のポリシリコン粒子が再整列し、それによって、固有応力が低減し、その結果もたらされるデバイスにおいて、低エネルギーの、緩和したポリシリコン構造がもたらされる。
【００１７】
第２のアニーリング中、犠牲層２２０を含むＭＥＭＳデバイス構造全体が加熱を受ける。上述のように、犠牲層２２０は、ＴＥＯＳガスを使用して形成される酸化シリコン層である。ＴＥＯＳは、犠牲層に組み込まれる相当量の炭素鎖を含む。第２のアニーリングによる加熱中、犠牲層内の揮発性化合物は層から放出されるが、炭素は犠牲層内に留まる。さらに、一般的なアニーリングの条件下では、シリコン層付近に存在する犠牲層内の炭素は、シリコン層の表面内に拡散し、ポリシリコン層と犠牲層との間の界面領域に沿って不均一な炭素堆積物（たとえば、炭素堆積物３１０、３１５、３２０、３２５、３３０、３３５、および３４０）を形成し得る。
【００１８】
図４は、加速度計の使用中、または犠牲層を除去している間に生じる可能性がある位置における、犠牲層を除去した後のトラベルストップ領域の断面図を示す簡略ブロック図である。犠牲層２２０は、一般的に、犠牲層に対して選択的な等方性ウェットエッチングプロセスを使用して除去される。しかし、トラベルストップ１９５とポリシリコントラベルストップ領域１４５との間の、エッチングプロセスに使用される液体の表面張力に起因する毛細管力が、表面をともに引きつけ得る。図示のように、表面がともに引きつけられる結果として、不均一な炭素堆積物３１０および３１５が接触することになる。不均一な炭素堆積物を有する表面は、特に炭素領域がウェットエッチングプロセス中のように湿っている場合には、そのような堆積物を有しない表面よりも接着の影響を著しく受けやすい可能性がある。
【００１９】
同様に、炭素質量を有する表面はデバイスの使用中に接触することになる可能性がある。たとえば、加速度計の設計仕様を超えるのに十分な加速度（式１）がデバイスに与えられる場合である。
【００２０】
【数１】
2015020273.tif 000003
【００２１】
これによって、トラベルストップ１９５がトラベルストップ領域１４５に衝突することになり、それによって、電極１８５が固定電極１３５に接触することが妨げられる。この場合、静止摩擦の他の要因（たとえば、ファンデルワールス力および静電気力）とともに、炭素質量に起因する静止摩擦力によって、部品がともに留まり、デバイスが動作できなくなる可能性がある。
【００２２】
均一な層内のシリコンカーバイド（上述の不均一な炭素堆積物ではなく）は、耐性スティクションコーティングとして作用し、したがってデバイスのエッチングおよび使用中にスティクションを低減することが分かっている。本発明の実施形態は、たとえば、ＭＥＭＳデバイス内のトラベルストップ１９５およびトラベルストップ領域１４５の両方のシリコン表面上にシリコンカーバイドを均一に形成するための機構を提供する。これは、犠牲層のＴＥＯＳ堆積および後続のアニーリング雰囲気のプロセスパラメータ（たとえば、温度および時間）を制御することによって達成される。加えて、いつアニーリングを実行するかを制御することによって、用途の必要性に応じて、シリコンカーバイドを一方のシリコン表面には形成し、他方には形成しないことができる。
【００２３】
図５は、本発明の実施形態に応じた、処理の一工程の間のＭＥＭＳデバイスのトラベルストップ領域の断面図を示す簡略ブロック図である。上述のように、トラベルストップ領域は、基板１１０および絶縁層１２０の上に形成される。第１のポリシリコン層２１０が絶縁層１２０の上に形成され、部分的に、トラベルストップ領域１４５を形成する。絶縁体層１５０が、再びポリシリコン層のパターニング済み領域を電気的に絶縁するために、パターニング済みポリシリコン層２１０の上に形成される。
【００２４】
上述のように、犠牲層２２０は、ＴＥＯＳガスを使用して酸化シリコンの犠牲層を提供することによって形成される。犠牲層が形成されると、次いで、シリコンカーバイド層５１０が、アニーリングプロセスを通じて第１のポリシリコン層２１０の表面上に形成されることができる。シリコンカーバイド層５１０の厚さおよび質は、たとえば、アニールプロセスの温度および時間の長さを選択することによって制御されることができる。シリコンカーバイド層の安定性も、アニール温度および時間の長さの影響を受けやすい。アニールプロセスによって、ＴＥＯＳ犠牲層２２０から炭素が第１のポリシリコン層２１０（または上述のような、アモルファスもしくは結晶シリコン層）内へ／上へと拡散する。およそ２時間にわたるおよそ１０８０℃におけるアニールによって、時間安定性のあるシリコンカーバイド層であって、トラベルストップ領域１４５を保護するのに十分な厚さ（たとえば、３０〜５０ｎｍ（３００〜５００Å））を有するシリコンカーバイド層が提供されるとともに、均一であることによってスティクションの低減ももたらされることが、接触角測定試験を使用することにより判断されている。対照的に、従来技術の自己組織化単分子層は、一般的に約１ｎｍ〜１．５ｎｍ（約１０〜１５Å）厚であり、加速度計の使用中に損傷しまたは摩耗する可能性がある。
【００２５】
シリコンカーバイド層５１０の形成に続いて、第２のポリシリコン層２３０が、低温低圧の堆積プロセスを使用して形成される。一般的に、このとき、第２のポリシリコン層内の応力を軽減するためにアニールが実行され得る。加えて、用途が第２のシリコンカーバイド層を必要とする場合、第２のアニールのプロセスパラメータは、炭素が、第２のポリシリコン層２３０付近のＴＥＯＳ層領域から第２のポリシリコン層２３０へと拡散することを可能にするように調整されることができる。第１のポリシリコン層のための前述のアニールと同様に、およそ２時間にわたるおよそ１０８０℃の温度までの加熱によって、スティクションの低減に使用可能な時間安定性のシリコンカーバイド層５２０が生成されることになる。１つの代替的な実施形態において、第２のポリシリコン層２３０が形成された後、一回のアニールを実行することでシリコンカーバイド層５１０および５２０を形成することができる。
【００２６】
本発明の一実施形態において、図示のように、２つのシリコンカーバイド層を使用して、スティクションに関連する問題に対処することができる。別の実施形態において、シリコンカーバイド層５１０および５２０のうちのいずれか一方を使用して、スティクションを緩和することができる。所望のシリコンカーバイド層が形成されると、犠牲層２２０はウェットエッチングを使用して除去される。
【００２７】
シリコンカーバイド層は良好な耐性スティクションコーティングであることが分かっている。一般的に、そのような層は、堆積または他の技法（たとえば、ＳＡＭ層）を使用して形成される。しかし、そのような技法では、ＭＥＭＳデバイス内に存在する構造体（たとえば、シリコンカーバイド層５２０）などの構造体の下に存在する領域内に信頼できるコーティングを提供することができない。上述の技法を使用することによって、ＴＥＯＳのような、炭素含有犠牲層と接触する任意のポリシリコン表面上にシリコンカーバイドコーティングが形成されることができる。
【００２８】
加えて、加速度計タイプのＭＥＭＳデバイスにおいてスティクションを低減することの１つの利点は、デバイスの感度が向上することである。１つのタイプの従来のＭＥＭＳ加速度計において、デバイスのバネ定数を増大させることによって、静止摩擦力が無効化される。しかし、バネ定数が増大することによって、微弱な加速力に対するＭＥＭＳデバイスの感度が低減する。別のタイプの従来のＭＥＭＳデバイスでは、デバイスの可動部分とデバイスの固定部分との間の距離を増大することによって、スティクションが発生する機会の低減が試される。しかし、これによって、容量性プレートの間の距離が増大し、それゆえ、測定されるキャパシタンスの差が低減する可能性がある。本発明の実施形態を使用して静止摩擦力を低減することによって、バネ定数をより小さくし、部品間の距離を短くすることが可能になり、その両方によってデバイス感度を向上することができる。さらに、部品間の距離を低減することによって、デバイス全体のサイズを小さくすることが実現され得る。これによって、同様に、各ＭＥＭＳデバイスに関するフットプリントを低減することが可能になり、それによって、より多くのＭＥＭＳデバイスをシステムまたはより小さいシステムサイズ内に組み込むことが可能になる。
【００２９】
ここまでで、微小電気機械システムデバイスを製造するための方法が提供されたことが認識されるべきである。方法は、基板の上に第１のシリコン層を形成する工程と、第１のシリコン層の上に犠牲層を形成する工程であって、犠牲層は、テトラエチルオルトシリケートガスを使用して堆積される酸化シリコンを含む、形成工程と、第１のシリコン層および犠牲層をアニーリングする工程とを含む。アニーリングする工程は、第１のシリコン層および犠牲層を、第１のシリコン層と犠牲層との間の界面領域にシリコンカーバイド層を形成するのに十分な温度まで加熱する工程を含む。シリコンカーバイド層は、犠牲層によって提供される炭素を含む。
【００３０】
上記の実施形態の一態様において、アニーリングする工程は、第１のシリコン層および犠牲層を、少なくとも１時間にわたって少なくとも１０００℃まで加熱する工程を含む。上記の実施形態のさらなる態様において、アニーリングする工程は、第１のシリコン層および犠牲層を、少なくとも２時間にわたって少なくとも１１８０℃まで加熱する工程を含む。上記の実施形態の別の態様において、アニーリングする工程は、第１のシリコン層および犠牲層を、シリコンカーバイド層が３０ｎｍ〜５０ｎｍ（３００〜５００Å）の厚さを有するようにシリコンカーバイド層を形成するのに十分な温度まで加熱する工程を含む。
【００３１】
上記の実施形態の別の態様において、方法は、犠牲層の上に第２のシリコン層を形成する工程をさらに含む。さらなる態様において、方法は、第２のシリコン層および犠牲層をアニーリングする工程をさらに含み、上記アニーリングする工程は、第２のシリコン層および犠牲層を、第２のシリコン層と犠牲層との間の界面領域にシリコンカーバイド層を形成するのに十分な温度まで加熱する工程を含む。シリコンカーバイド層は、犠牲層によって提供される炭素を含む。別のさらなる態様において、方法は、第２のシリコン層を形成する工程に続いて、犠牲層を除去する工程をさらに含む。除去する工程は、ウェットエッチングまたは気相エッチングのうちの一方を使用する工程を含む。
【００３２】
上記の実施形態の別の態様において、方法は、第１のシリコン層および犠牲層をアニーリング工程に続いて、犠牲層を除去する工程をさらに含み、除去する工程は、ウェットエッチングまたは気相エッチングのうちの一方を使用する工程を含む。上記の実施形態の別の態様において、方法は、基板の上に第１の絶縁層を形成する工程であって、第１のシリコン層は、第１の絶縁層の上に形成されるポリシリコン層またはアモルファスシリコン層のうちの一方である、形成する工程と、第１のシリコン層の少なくとも一部分の上に第２の絶縁層を形成する工程とをさらに含む。
【００３３】
本発明の別の実施形態は、基板の上に形成されている第１のシリコン層、および、第１のシリコン層の少なくとも一部分の上に形成されている第１の絶縁層を含む固定表面と、固定表面に対向している主面を提供する第２のシリコン層を含む可動体と、第１のシリコン層、および第２のシリコン層の主面の少なくとも一方の上に形成されている均一なシリコンカーバイド層とを含む微小電気機械システムデバイスを提供する。上記の実施形態の一態様において、均一なシリコンカーバイド層は、ＴＥＯＳ犠牲層由来の炭素を含む。上記の実施形態の別の態様において、均一なシリコンカーバイド層は、約３０ｎｍ〜約５０ｎｍ（約３００Å〜約５００Å）厚である。上記の実施形態の別の態様において、均一なシリコンカーバイド層は、少なくとも、第２のシリコン層の主面上に形成される。上記の実施形態の別の態様において、ＭＥＭＳデバイスは、加速度計およびジャイロスコープの１つまたは複数を含む。
【００３４】
本発明の別の実施形態において、微小電気機械システムデバイスを製造するための方法が提供される。方法は、第１のシリコン層を含む固定表面を形成する工程と、固定表面に対向している主面を提供する可動体を形成する工程と、固定表面と可動体との間に犠牲層を形成する工程であって、犠牲層は、テトラエチルオルトシリケートガスを使用して堆積されている炭素および酸化シリコンを含む、形成する工程と、第１のシリコン層または第２のシリコン層のうちの少なくとも一方を、犠牲層由来の炭素が第１のシリコン層または第２のシリコン層のうちの少なくとも一方の上に均一なシリコンカーバイド層を形成するように形成する工程とを含む。可動体の主面の少なくとも一部分は、固定表面の少なくとも一部分に接触するように構成されており、主面の少なくとも一部分は、第２のシリコン層を含む。
【００３５】
上記の実施形態の一態様において、第１のシリコン層または第２のシリコン層のうちの少なくとも一方を、犠牲層由来の炭素が第１のシリコン層または第２のシリコン層のうちの少なくとも一方の上に均一なシリコンカーバイド層を形成するように形成する工程、および、第１のシリコン層および犠牲層をアニーリングする工程をさらに含む。アニーリングする工程は、第１のシリコン層および犠牲層を、シリコンカーバイド層が、第１のシリコン層と犠牲層との間の界面領域に形成するのに十分な温度まで加熱する工程を含む。さらなる態様において、アニーリングする工程は、第１のシリコン層および犠牲層を、少なくとも１時間にわたって少なくとも１０００℃まで加熱する工程を含む。またさらなる態様において、アニーリングする工程は、第１のシリコン層および犠牲層を、少なくとも２時間にわたって少なくとも１１８０℃まで加熱する工程を含む。別のさらなる態様において、アニーリングする工程は、第１のシリコン層および犠牲層を３０ｎｍ〜５０ｎｍ（３００〜５００Å）の厚さを有するシリコンカーバイド層を形成するのに十分な温度および十分な時間まで加熱する工程を含む。
【００３６】
上記の実施形態の別の態様において、第１のシリコン層または第２のシリコン層のうちの少なくとも一方を、犠牲層由来の炭素が第１のシリコン層または第２のシリコン層のうちの少なくとも一方の上に均一なシリコンカーバイド層を形成するように形成する工程は、第２のシリコン層および犠牲層をアニーリングする工程をさらに含む。アニーリングする工程は、第２のシリコン層および犠牲層を、シリコンカーバイド層が、第２のシリコン層と犠牲層との間の界面領域に形成するのに十分な温度まで加熱する工程を含む。
【００３７】
本発明を実装する装置は、大部分について、当業者に周知の電子部品および回路から成っているため、本発明の基礎となる概念の理解および評価のために、ならびに本発明の教示を分かりにくくせず当該教示から注意を逸らさせないために、回路の詳細は上記で例示されているように必要と考えられる範囲を超えては説明されない。
【００３８】
さらに、本明細書および特許請求の範囲における「正面（ｆｒｏｎｔ）」、「裏（ｂａｃｋ）」、「上部（ｔｏｐ）」、「底（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上（ｏｖｅｒ）」、「下（ｕｎｄｅｒ）」などの用語は、存在する場合、説明を目的として使用されており、必ずしも永続的な相対位置を記述するために使用されてはいない。このように使用される用語は、本明細書に記載されている本発明の実施形態がたとえば、本明細書において例示または他の様態で記載されている以外の方向で動作することが可能であるように、適切な状況下で置き換え可能であることが理解される。
【００３９】
本明細書において描写したアーキテクチャは例示にすぎないこと、および、事実、同じ機能を達成する多くの他のアーキテクチャを実装することができることを理解されたい。要約すると、ただし依然として明確な意味で、同じ機能を達成するための構成要素の任意の構成が、所望の機能が達成されるように効果的に「関連付けられる」。したがって、本明細書における、特定の機能を達成するために結合される任意の２つの構成要素は互いに「関連付けられる」とみなすことができ、それによって、アーキテクチャまたは介在する構成要素にかかわりなく、所望の機能が達成される。同様に、そのように関連付けられる任意の２つの構成要素も、所望の機能を達成するために互いに「動作可能に接続されている」または「動作可能に結合されている」とみなすことができる。
【００４０】
さらに、上述の動作の機能間の境界は例示にすぎないことを当業者であれば理解されるであろう。複数の動作の機能を単一の動作に組み合わせてもよく、かつ／または単一の動作の機能を追加の動作に分散させてもよい。その上、代替的な実施形態は、特定の動作の複数のインスタンスを含んでもよく、動作の順序はさまざまな他の実施形態においては変更してもよい。
【００４１】
本明細書において、具体的な実施形態を参照して本発明を説明したが、添付の特許請求の範囲に明記されているような本発明の範囲から逸脱することなくさまざまな改変および変更を為すことができる。たとえば、本発明の実施形態の記載は、シーソータイプの加速度計に関する。本発明の実施形態はシーソー型加速度計には限定されず、バネによって懸垂される質量を有する加速度計、または、動作もしくは製造中に構成要素が互いと接触する可能性を有する他のＭＥＭＳデバイスを含むことができる。したがって、本明細書および図面は限定的な意味ではなく例示とみなされるべきであり、すべてのこのような改変が本発明の範囲内に含まれることが意図されている。本明細書において具体的な実施形態に関して記載されているいかなる利益、利点、または問題に対する解決策も、任意のまたはすべての請求項の重要な、必要とされる、または基本的な特徴または要素として解釈されるようには意図されていない。
【００４２】
本明細書において使用される場合、「結合されている」という用語は、直接結合または機械的結合に限定されるようには意図されていない。
さらに、本明細書において使用される場合、「１つ（“ａ”ｏｒ“ａｎ”）」という用語は、１つまたは２つ以上として定義される。さらに、特許請求の範囲における「少なくとも１つの」および「１つ以上」のような前置きの語句の使用は、不定冠詞「１つの（“ａ”ｏｒ“ａｎ”）」による別の請求項要素の導入が、このように導入された請求項要素を含む任意の特定の請求項を、たとえ同じ請求項が前置きの語句「１つ以上」または「少なくとも１つの」および「１つの（“ａ”ｏｒ“ａｎ”）」などの不定冠詞を含む場合であっても、１つだけのこのような要素を含む発明に限定することを暗示するように解釈されるべきではない。同じことが、定冠詞の使用についても当てはまる。
【００４３】
別途記載されない限り、「第１の」および「第２の」などの用語は、そのような用語が説明する要素間で適宜区別するように使用される。したがって、これらの用語は必ずしも、このような要素の時間的なまたは他の優先順位付けを示すようには意図されていない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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