(57)【要約】ウェハにおける反りをドープ層を利用して制御する方法を提供する。かかる方法は、基板（１４）上にシリコン−ゲルマニウム層を堆積させ、該シリコン−ゲルマニウム層上にアンドープバッファ層（５６）を堆積させ、該アンドープ層上にシリコン−ボロン層を堆積させることを含む。
2006516359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１４）上にシリコン−ゲルマニウム層（５２）を堆積させ、
前記シリコン−ゲルマニウム層上にアンドープバッファ層（５６）を堆積させ、
前記アンドープ層上にボロンドープ層（５８）を堆積させる、
ステップを有することを特徴とするドープ層を利用したウェハ（５０）における反りの制御に関する方法。
【請求項２】
約６００℃乃至約１０００℃の温度で、前記シリコン−ゲルマニウム層（５２）を堆積させるステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
シリコン−ゲルマニウム層（５２）を堆積させるステップが、約０．１乃至約５．０マイクロメートルの間の厚さを備えたシリコン−ゲルマニウム層を堆積させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
アンドープバッファ層（５６）を堆積させるステップが、約０．１乃至約５．０マイクロメートルの間の厚さを備えたアンドープバッファ層を堆積させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ボロンドープ層（５８）を堆積させるステップが、約５．０乃至約５０．０マイクロメートルの間の厚さを備えたシリコン−ボロン層を堆積させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
シリコン−ゲルマニウム層（５２）におけるゲルマニウムの濃度が、約２．０パーセントと２０．０パーセントとの間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ボロンドープ層（５８）におけるボロンの濃度が、約５×１０19と約５×１０20ｃｍ-3の間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
基板層（１４）と、
前記基板層上に堆積されたシリコン−ゲルマニウム層（５２）と、
前記シリコン−ゲルマニウム層上に堆積されたアンドープバッファ層（５６）と、
前記アンドープバッファ層上に堆積されたボロンドープシリコン層（５８）と、
を有することを特徴とするウェハ（５０）。
【請求項９】
前記シリコン−ゲルマニウム層（５２）が、約０．１と約５．０マイクロメートルの間の厚さを有することを特徴とする請求項８に記載のウェハ（５０）。
【請求項１０】
前記アンドープバッファ層（５６）が、約０．１と約５．０マイクロメートルの間の厚さを有することを特徴とする請求項８に記載のウェハ（５０）。
【請求項１１】
前記シリコン−ボロン層（５８）が、約５．０と約５０．０マイクロメートルの間の厚さを有することを特徴とする請求項８に記載のウェハ（５０）。
【請求項１２】
前記シリコン−ゲルマニウム層（５２）におけるゲルマニウムの濃度が、約２．０パーセントと２０．０パーセントとの間であることを特徴とする請求項８に記載のウェハ（５０）。
【請求項１３】
前記シリコン−ボロン層（５８）におけるボロンの濃度が、約５×１０19と約５×１０20ｃｍ-3の間であることを特徴とする請求項８に記載のウェハ。
【請求項１４】
ハウジング（１０２）と、
前記ハウジングに結合されたマイクロマシン（１０８）とを有し、前記マイクロマシンの少なくとも一部が、基板層（１４）を備えたウェハ（５０）からエッチングされたボロンドープシリコン（１１２）を備え、
前記基板層上に堆積されたシリコン−ゲルマニウム層（５２）と、
前記シリコン−ゲルマニウム層上に堆積されたアンドープバッファ層（５６）と、
前記アンドープバッファ層上に堆積されたシリコン−ボロン層（５８）と、
を有することを特徴とするマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）（１００）。
【請求項１５】
ボロンドープシリコンが、チューニングフォークジャイロスコープに関するモータピックオフコーム（１１８）、プルーフマス（１１４）、モータドライブコーム（１１６）を有することを特徴とする請求項１４に記載のＭＥＭＳ（１００）。
【請求項１６】
前記シリコン−ボロン層（５８）におけるボロンの濃度が、約０．１パーセントと約１．０パーセントの間であることを特徴とする請求項１４に記載のＭＥＭＳ（１００）。
【請求項１７】
前記シリコン−ボロン層（５８）が、約５．０と約５０．０マイクロメートルの間の厚さを有することを特徴とする請求項１４に記載のＭＥＭＳ（１００）。
【請求項１８】
前記マイクロマシン（１０８）が、１又はそれ以上の加速度計、共振器、圧力センサ、温度センサ、及び、エアーフローセンサを有することを特徴とする請求項１４に記載のＭＥＭＳ（１００）。
【請求項１９】
少なくとも１つのプルーフマス（１１４）と、
少なくとも１つのモータドライブコーム（１１６）と、
少なくとも１つのモータピックオフコーム（１１８）とを有し、
前記プルーフマス、前記モータドライブコーム、及び前記モータピックオフコームは、基板層（１４）と、前記基板層上に堆積されたシリコン−ゲルマニウム層（５２）と、前記シリコン−ゲルマニウム層上に堆積されたアンドープバッファ層（５６）と、前記アンドープバッファ層上に堆積されたシリコン−ボロン層（５８）とを備えたウェハからエッチングされたボロンドープシリコン（１１２）を備えることを特徴とする、ジャイロスコープ（１４０）。
【請求項２０】
堆積されたシリコン層内に応力解放転移を生成するステップを有することを特徴とする、堆積されドープされたシリコン層から形成されたウェハに関する反りの低減及び制御に関する方法。
【請求項２１】
前記堆積されたシリコン層内に応力解放転移を生成するステップが、ドープ層をシリコン−ゲルマニウムアロイと空間的に分離するステップを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記堆積されたシリコン層内に応力解放転移を生成するステップが、シリコン−ゲルマニウム層（５２）及びシリコン−ボロン層（５８）をアンドープシリコン層（５６）と空間的に分離するステップを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国政府は、空軍によって発行されたコンタクト番号F33615-01-02-5705に準じて本発明の所定の権利を取得した。
本発明は、一般的にはマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスの製造に関し、特に、エッチストップとしてシリコンに高濃度ドープするのに利用するＭＥＭＳに関する基板層の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳデバイスを製造するためのある方法は、高濃度ドープシリコン基板ウェハに非常に高濃度のボロンドープシリコン層を堆積させることを含む。種々のパターンニングステップの後、基板の一部は、水酸化カリウム又はエチレン−ジアミン−ピロカテコール（ＥＤＰ）のようなアルカリ性エッチャント、及び、ピラジンを加えた水によってエッチングされる。高濃度ドープシリコン層は、これらのエッチャントによっては影響を受けず、自然にエッチングは停止する。別の方法では、シリコンウェハは、ガラスウェハにつけられる。つける前に、シリコンウェハをパターンニングすることができる。追加のパターンをガラスウェハに施すことができる。次いで、全体的に低濃度ドープの基板を、パターン人津されたものだけ残してエッチングし、高濃度ドープ層はガラスに取り付けられる。ドープ層におけるボロンドーパント濃度は、＞１×１０20ｃｍ-3である。ボロン原子のこの濃度は、シリコン原子よりも小さく、シリコン格子の収縮を生じさせる。従って、ドープされた層は、基板と比べて引っ張り歪みを有し、ウェハを反らせる原因となる。反りは製造装置の多くの部品がウェハを取り扱うことができないくらい深刻なものである。それ故、ウェハの反りを制御し、比較的平坦なウェハを生成するのに、追加の層又はプロセスが要求される。ボロン−ゲルマニウム共ドーピング及び裏面張力層化（backside tensile layer）という２つの方法が、ウェハの反りを制御するのに広く用いられてきた。ゲルマニウム共ドーピング及び裏面張力層化は、図２及び３のそれぞれを参照して詳細に記載する。
【０００３】
ボロン−ゲルマニウム共ドーピングには２つの負の問題があり、このアプローチはいくつかのデバイスに関して使用できない。１つの負の問題は、高ゲルマニウム濃度（＞１×１０21ｃｍ-3）は、シリコンの機械的な特性を低減させる。この例は、ＭＥＭＳ共鳴器における高レベルの内部ダンピングである。他の負の問題は、シリコン中のボロンとゲルマニウムの拡散係数の相違により基板とドープ層との間の界面で分離が生じることである。この分離は、ドープ層のエッジで望ましくない応力勾配を生じる。
【０００４】
裏面張力層により、高濃度ボロンドープ層が低濃度ドープ基板上に堆積されたとき、結果として生じたウェハは、上述のようにひどく反ったものになる。裏面張力層は、フラットウェハに影響を与えやすく、ウェハの表側の応力の平衡をとる。しかしながら、かかるプロセスは、より高価な両面研磨基板、より高価な両面堆積、より注意深い取り扱い、及び、デバイス製造が始まる前であってエピタキシャル成長後にすることが必要なウェハ準備を要求する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ある態様では、ドープ層を利用したウェハの反りを制御する方法を提供する。かかる方法は、基板上にシリコン−ゲルマニウム層を堆積させ、該シリコン−ゲルマニウム層上にアンドープバッファ層を堆積させ、該アンドープ層上にボロンドープ層を堆積させることを有する。
【０００６】
他の態様では、基板層と、該基板層上に堆積されたシリコン−ゲルマニウム層と、該シリコン−ゲルマニウム層上に堆積されたアンドープバッファ層と、該アンドープ層上に堆積されたボロンドープシリコン層とを有するウェハを提供する。
【０００７】
更に別の態様では、ハウジングと、該ハウジングに接続されたマイクロマシンとを有するマイクロエレクトロメカニカルシステムを提供する。マイクロマシンの少なくとも一部は、基板層と、該基板層上に堆積されたシリコン−ゲルマニウム層と、該シリコン−ゲルマニウム層上に堆積されたアンドープバッファ層と、該アンドープバッファ層上に堆積されたシリコン−ボロン層とを有するウェハからエッチングされたボロンドープシリコンを有する。
【０００８】
更に別の態様では、少なくとも一つのプルーフマスと、少なくとも一つのモータドライブコームと、少なくとも一つのモータピックオフコームとを有するジャイロスコープを提供する。プルーフマスと、モータドライブコームと、モータピックオフコームとは、基板層と、該基板層上に堆積されたシリコン−ゲルマニウム層と、該シリコン−ゲルマニウム層上に堆積されたアンドープバッファ層と、該アンドープバッファ層上に堆積されたシリコン−ボロン層とを有するウェハからエッチングされたボロンドープシリコンを有する。
【０００９】
更に別の態様では、堆積されドープされたシリコン層から形成されたウェハにおける反りを低減し、制御するための方法を提供する。かかる方法は、堆積されたシリコン層内に応力解放転移を生成することを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、ボロンを高濃度ドープしたシリコン層１２がシリコン基板１４上に堆積されるときの、ウェハ１０の構造における反りの問題を図示する。示した実施形態では、高濃度ボロンドープ層１２は、シリコン基板１４上に堆積される。ある知られたシナリオでは、ドープ層１２におけるボロンドーパント濃度は、＞１×１０20ｃｍ-3である。かかる濃度では、シリコン原子より小さいボロン原子により、ボロンドープされたシリコン層１２内でシリコン格子の収縮を引き起こす。かくして、ドープ層１２は、基板１４と比較して高い引っ張り応力を有し、これにより、ウェハ１０を反らせることになる。反りは、例えば、ＭＥＭＳジャイロスコープの製造などの更なる製造プロセスに関して製造装置の多くの部品についてウェハ１０を取り扱うことができないのに十分なほど厳しいものである。
【００１１】
図２は、図１の反りの問題をボロン−ゲルマニウム共ドーピングにより解消することを図示する。ボロン−ゲルマニウム共ドーピングは、ウェハの反りを制御することに関して周知の一つの方法である。図を参照すると、ボロン−ゲルマニウム共ドーピング層２０は、基板１４上に堆積され、その結果、ウェハ２２は比較的に平坦になる。ゲルマニウムは、シリコンよりも大きな原子であるが、周期表においてシリコンと同じ列に属する。それ故、シリコンにゲルマニウムとボロンが一緒にドープされたとき、より大きなゲルマニウム原子が、より小さなボロン原子を補償するが、いかなる電子的な変化も生じない。上述のように、ボロン−ゲルマニウム共ドーピングを介してウェハの反りを低減させることに関する負の問題は、基板１４と共ドープ層２０との間の界面での分離と、シリコンの機械的特性の低減を含む。この分離は、共ドープ層２０において望ましくない応力勾配を生成する。
【００１２】
図３は、図１に関するウェハの反りの問題に関する別の周知のソリューションを図示する。図３を参照すると、ボロンを高濃度ドープしたシリコン層１２は、シリコン基板１４の第１の側３０上に堆積される。ドープされた層１２のものよりも小さな応力を適用する裏面張力層３２が、ウェハ３６の反りを制御するためにシリコン基板１４の第２の側３４に堆積される。基板１４の第１の側３４のものよりも小さな応力で、基板１４の第２の側３４に層３２を適用することにより、ウェハ３６を平らにすることができ、例えば、上述したＭＥＭＳジャイロスコープの製造オペレーションで使用することができ得る高い品質のドープ材料を提供することができ得る。ある実施形態では、裏側層３２は、層１２と同様に、高濃度ボロンドープシリコンである。別の実施形態では、裏側層３２は、異なる材料である。裏面張力層３２の利用が、ウェハの反りの問題に関して実用可能なソリューションであるならば、プロセスにわたる制御は、ゲルマニウム共ドーピングプロセスを超える制御と同様ではない。更に、裏側層３２の体積は、ゲルマニウム共ドーピングよりも著しく多いプロセスステップ及び／又は堆積ステップを含む。また、一般的に片側研磨された基板より高価である両側研磨された基板が、裏側層３２の堆積のために必要となる。
【００１３】
図４は、反りの量をも制御するウェハ５０の改良された構造を図示する。ウェハ５０の構造では、ゲルマニウムドーピングおよびボロンドーピングは、空間的に別々の層になされるが、ゲルマニウム−シリコン層が、高濃度にボロンがドープされた層によって生成された応力を補償するために使用される。特に図４を参照すると、シリコン−ゲルマニウム（Ｓｉ−Ｇｅ）エピタキシャル層５２は、シリコン基板１４上に堆積される。シリコン基板上へのＳｉ−Ｇｅ層５２の堆積により、シリコン基板１４の裏面５４に対して凹状の方向にウェハを反らせる（図１に例示した反りとは反対方向）。しかしながら、反りは限定されている。シリコン基板１４とＳｉ−Ｇｅ層５２との間の応力が生じるので、それによりＳｉ−Ｇｅ層５２に転位が生じる。該転位は、応力の緩和を生じさせる。かかる緩和は、反りを低減させる。シリコンの薄い、ドープされていないバッファ層５６は、バッファ層５６に堆積されたシリコン−ボロン（Ｓｉ−Ｂ）層５８とＳｉ−Ｇｅ層５２の混合を防止するために、Ｓｉ−Ｇｅ層５２の頂部に堆積される。ある実施形態では、層５８は、非常に高濃度にドープされたシリコン−ボロンエッチング停止層５６である。特定の実施形態では、Ｓｉ−Ｂ層５８のボロンの濃度は、約０．１パーセントと約１．０パーセントとの間である。シリコン−ボロン層５８は、約１０００℃と約１２００℃の間の温度で成長し、ボロン濃度は約５×１０19と約５×１０20ｃｍ-3の間であり、厚さは約５と５０μｍの間である。
【００１４】
Ｓｉ−Ｂ層５８が、バッファ層５６とＳｉ−Ｇｅ層５２との上に堆積されたとき、応力ビルドアップが、Ｓｉ−Ｇｅ層５２の堆積によって生成された応力から反対の方向に生成される。応力は、表面６０に向かってウェハ５０を凹状に反らせるように試みる。再び、転位がＳｉＧｅ層５２に生成され、それにより、ウェハ５０の反りを低減させビルドアップされた応力を緩和する。言い換えれば、周知の方法で、応力を平衡させることの代わりに応力を緩和することにより反りを低減させる。
【００１５】
転位の生成は、ウェハ５０の粗い表面に導入される。たとえば、温度、ゲルマニウム濃度、及び、Ｓｉ−Ｇｅ層５２及びＳｉ−Ｂ層５８の厚さなどの成長パラメータの適切なレンジが、ウェハ５０に関する滑らかな表面５４，６０及び低い反りの歩留まりを同時に決定してきた。シリコン−ゲルマニウム層５２は、約２と約２０原子パーセントの間のゲルマニウム濃度で、約６００℃と約１０００℃との間の温度で成長させる。シリコン−ゲルマニウム層５２は、約０．１と約０．５μｍの間の厚さで成長される。
【００１６】
ゲルマニウムドープ層５２は、ボロンドープ層５８によって生成された応力を補償するように利用され、ゲルマニウムドーピング及びボロンドーピングは、空間的に別々の層になされる。シリコン−ゲルマニウム層５２の厚さ及び濃度は、ボロンドープ層５８に関する補償を達成するように調整されうる。シリコン−ゲルマニウム層５２が、最終的にエッチングされうる基板の本質的な一部であるので、ゲルマニウム濃度は、エッチングと干渉しないように十分低くなければならない。
【００１７】
デバイス（例えば、ＭＥＭＳジャイロスコープ）が形成される層は、ボロンだけがドープされ、上述したボロン−ゲルマニウム共ドーピングに固有の材料減損問題を排除する。ノンドープバッファ層５６は、ゲルマニウムをボロンから分離し、それにより、偏析の影響はまったく現れない。更に、すべての堆積は、シリコン基板の表面側でなされ、裏面のプロセスのためにウェハをひっくり返す必要を排除する。かかるウェハ濃度がまた、裏面プロセスステップからの表面側の損傷の可能性を排除し、低価格、単一側研磨の基板の使用を可能にする。
【００１８】
図５は、（図４に示した）ウェハ５０と同様なウェハを作り出すための方法を図示するフローチャート７０である。シリコン−ゲルマニウムエピタキシャル層５２は、シリコン基板ウェハ１４上に堆積される７２．アンドープシリコンバッファ層５６は、シリコン−ゲルマニウムエピタキシャル層５２上に堆積される７４。非常に高濃度のボロンがドープされたシリコン層５８が、アンドープシリコンバッファ層上に堆積される７６。応力がボロンドープシリコン層５８に形成されるので、シリコン−ゲルマニウム層５２に転位が生成し、それによりシリコン基板１４またはボロンドープ層５８に関してその応力を緩和する。緩和は、ウェハの反りを低レベルに低減させる。このフローチャート７０によって示された方法は、例えば、（図３に示したような）裏面張力層のような、先の反り制御の方法と対比し、ここで追加の層は、ウェハの２つの側で応力を平衡させる。ところが、図４及び５にそれぞれ図示したウェハ及び方法では、応力は、ウェハの一方の側で緩和（すなわち、低減）され、それゆえ、基板他の側の平衡層（裏側層３２）は必要でない。
【００１９】
図６は、（図４に示した）ウェハ５０を利用して構築されたマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）１００のひとつの実施形態の図である。図６は（図７に関して更に記載されるような）ＭＥＭＳジャイロスコープを図示し、他のセンサもまた同様にウェハ５０を利用して構築されうる。例えば、加速度計、共鳴器、圧力センサ、温度センサ、空気フローセンサ、及び、ガラスに付ける必要のない高濃度ボロンドープ層を使用した他のデバイスが、ウェハ５０を使用して構築されうるデバイスの例である。それゆえ、図６に図示し、ここで記載するＭＥＭＳ１００は、例示の目的のみであり、他の変更及びエレメントを変わりに使用することができ、いくつかのエレメントは、消費者の選択及び／又は製造に依存して、完全になおざりにされうることを理解すべきである。
【００２０】
ＭＥＭＳ１００は、カバー（図示せず）が密閉キャビティを形成するために最後に取り付けられるハウジング１０２を含む。導線１０６は、ハウジング１０２に接続されるマイクロマシン１０８チップに電気的な接続を提供する。マイクロマシンチップ１０８は、マイクロマシン１１０を含む。少なくともマイクロマシン１１０の一部は、（図４に示した）ボロンドープ層５８からエッチングされたボロンドープシリコン１１２を含む。例えば、ＭＥＭＳチューニングフォークジャイロスコープの場合では、シリコン１１２は、プルーフ手段１１４、モータドライブコーム１１６、及びモータピックオフコーム１１８を含む。マイクロマシン１１０は更に、プルーフ手段１１４を備えた平行プレートキャパシタを形成するセンスプレート１２０を含む。ある実施形態では、センスプレート１２０は、堆積及びパターンニングされた金属フィルムである。マシンカバー１２２は、例えば、モータドライブコーム１１６及びモータピックオフコーム１１８をつける複数ボンドを使用してマイクロマシンチップ１０８に接続される。マシンカバー１２２内に機械加工されたキャビティに取り付けられたマシンカバー１２２に関するかかるボンディングコンフィグレーションは、マシンカバー１２２とマイクロマシンチップ１０８との間にオープンスペース１２４を提供する。オープンスペース１２４により、マイクロマシン１１０のコンポーネントをより自由にすることができる。例えば、プルーフマス１１４は、マシンチップ１０８に可動に接続することができ、オープンスペース１２４内で発振することができる。
【００２１】
ＭＥＭＳ１００は、記載されていないより多い又はより少ないコンポーネントを有していても良い。例えば、２つの電極１０６が図示されているが、２つより多くの電極及び／又は同様の押し出しピンを有して良いことは当業者にとって認識されるであろう。更に、より多い又はより少ない部材が、上述のこれらのコンポーネントの他にＭＥＭＳ１００に存在しても良い。更に、ＭＥＭＳ１００のコンポーネントは、複数の機能を有しうる。ＭＥＭＳ１００のマシンカバー１２２は、シリコン、ガラス、又は、セラミック材料のような材料からなって良い。マイクロマシン１１０は、ＭＥＭＳ及びＭＥＭＳベースデバイスによって使用されるどんな電気機械的マシンであっても良い。更に、別のパッケージが、ＭＥＭＳ１００に関するハウジングを提供するのと同様に使用することができ得る。
【００２２】
図７は、図６に記載したコンポーネントによるジャイロスコープのコンポーネントを図示したＭＥＭＳジャイロスコープ１４０の概略図である。ジャイロスコープ１４０は、上述したような所定のコンポーネントの構造体に、例えば（図４で示したような）ウェハ５０のようなウェハを利用することができる。特に図を参照すると、ＭＥＭＳジャイロスコープ１４０は、チューニングフォークジャイロスコープ（ＴＦＧ）１４４を内部に含むハウジング１４２を有する。ハウジング１４２は、プラスチックパッケージ、スモールアウトライン集積回路（ＳＯＩＣ）パッケージ、プラスチックリードチップキャリア（ＰＬＣＣ）パッケージ、クォド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、又は、当該技術分野で知られた他のハウジングであって良い。ハウジング１４２は、ＴＦＧ１４４の共配置エレメント及び／又はハウジング１４２内に他の近接した他のエレメントを配置するための構造を提供することができる。ある実施形態では、ＴＦＧ１４４は、（図６に示した）ハウジング１０２に（図６に示した）ボンディングカバー１０４によって形成された実質的にシールされたキャビティ１０５内に配置される。
【００２３】
ある実施形態では、ＴＦＧ１４４は、プルーフマス１１４、モータドライブコーム１１６、モータピックオフコーム１１８、例えば（図４に示した）ウェハ５０のようなウェハに構成されたセンスプレート１２０を包含して良い。プレアンプ１４６は、ハウジング１４２内に包含されて良く、各プルーフマス１１４及びセンスプレート１２０の組み合わせに電気的に接続又は結合されて良い。プレアンプ１４６及びＴＦＧ１４４はともに、胸中の基板に形成されて良く、ある実施形態では、電気的に接続されうる。他の実施形態では、プレアンプ１４６は、プルーフマス１１４に電気的に接続されうる。プレアンプ１４６の出力は、センスエレクトロニクス１４８に送信され、他の実施形態では、プレアンプ１４６は、センスエレクトロニクス１４８内に組み込まれうる。
【００２４】
更に、モータピックオフコーム１１８の出力は、フィードバックモニタ１５２に転送される。フィードバックモニタ１５２は、モータドライブコーム１１６に動力を供給する、駆動エレクトロニクス１５６に出力信号１５４を提供する。別の実施形態では、フィードバックモニタ１５２は、駆動エレクトロニクス１５６内に組み入れられ得る。ＭＥＭＳジャイロスコープ１４０はまた、システムパワーソース、及び、図７の概略図には示されていない他の作動エレクトロニクスを含んでも良い。
【００２５】
モータドライブコーム１１６は、プルーフマス１１４の電極に電圧を印加することにより静電力を用いるプルーフマス１１４を励起させる。モータビックオフコーム１１８は、プルーフマス１１４の電極の電圧信号を監視することによりプルーフマス１１４の冷気又は発振を監視する。モータピックオフコーム１１８は、フィードバック信号をフィードバックモニタ１５２に出力する。フィードバックモニタ１５２は、駆動エレクトロニクス１５６に入力する出力１５４を提供する。プルーフマス１１４が、早すぎる又は遅すぎる発振をはじめるならば、駆動エレクトロニクス１５６は、プルーフマス１１４が、共鳴周波数で振動するような発振周波数に調整する。かかる周波数での励起は、生成されうる出力信号をより高く増幅することができ得る。
【００２６】
ジャイロスコープ１４０を全体的に記述してきたが、例えば図１に示したようなウェハ１０のようなボロンドープウェハが製造ステージ注に反るならば、かかる作動はありそうにない。上述したように、かかる反りは、余分なマシンステップを要求するのに十分であり、それにより製造時間及び追加の費用が増大する。（図４に示した）ウェハ５０に具現されたようなウェハ製造技術の利用が、反りを小さくまたはなくするセンサを提供し、それによりジャイロスコープ１４０の製造を可能にする。かかるウェハは更に、上述したような他のセンサベースデバイスに利用可能である。
【００２７】
図２について上述したように、反りを低減させるためにゲルマニウム−ボロン共ドープ層を使用した負の結果は、シリコンの機械的特性の低減、及び、基板と共ドープ層との間の界面での分離を含む。それ故、現在の反り低減のアプローチは、図３に関して上述したような、シリコン基板の両側のエピタキシャル成長を利用する。図４及び５に関して記述したウェハ反り低減の方法は、シリコン基板の片側だけに層の堆積を要求し、それにより、裏面張力層の費用に関しておよそ半分だけの堆積に関する費用を低減する。それゆえ、図示された方法により、研磨されうる基板の片側だけ、低価格のシリコン基板の使用をすることができる。
【００２８】
更に、裏面張力層アプローチでは、エピタキシャル層がシリコン基板の両側に成長（堆積）されるので、保護層がシリコン−ボロン層にわたって堆積されうる。この保護層は、製品（即ち、ＭＥＭＳジャイロスコープ）製造のまえに、シリコン−ボロン層を除去する必要があり、ウェハ製造においてより多くの時間と費用がかかる。最後に、エピタキシャル層の厚さは、図４及び図５にそれぞれ図示した方法及びウェハを使用してより容易に制御することができ、高温にかける総時間を短くし、それにより、エピタキシャル層と、拡散を低減させることによるアンドープバッファ層との間の界面を先鋭にすることができる。それ故、ここに記載した利点は、単一側のエピタキシャル層堆積のための低廉ウェハコスト、成長後のウェハ準備の限定、及び、改良された厚さの測定及び制御を含む。ここに記載したウェハ製造方法及びそれによって作られたウェハは、種々のＭＥＭＳ製品に利用されるが、ＭＥＭＳ内部ガイダンス製品、ジャイロスコープ、及び、加速度計に限定されるものではない。
【００２９】
本発明を種々の特定の実施形態に関して記載してきたが、特許請求の範囲の精神及び範囲内での修正で実施されうることは当業者に認識されうるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ウェハの構造のために基板上にボロンドープ層が堆積されときに、反りの問題を図示したものである。
【図２】図１の反りの問題に関するひとつのソリューションを例示したものである。
【図３】図１の反りの問題に関して別のソリューションを例示したものである。
【図４】反りの量を制御するウェハの構造を図示したものである。
【図５】図４に図示したウェハを製造するための方法を図示したフローチャートである。
【図６】図４に記載したウェハを利用する例示のＭＥＭＳの側面図である。
【図７】図４に示したウェハを利用して製造することができるＭＥＭＳジャイロスコープの概略図である。
【図１】
2006516359.tif 000003
【図２】
2006516359.tif 000004
【図３】
2006516359.tif 000005
【図４】
2006516359.tif 000006
【図５】
2006516359.tif 000007
【図６】
2006516359.tif 000008
【図７】
2006516359.tif 000009
【国際調査報告】
2006516359.tif 000010
2006516359.tif 000011
2006516359.tif 000012