專利名稱：采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種微結(jié)構(gòu)的上下結(jié)構(gòu)高差控制技術(shù)，尤指一利用硅的非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)控制技術(shù)。
(2)背景技術(shù)微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro-Mechanical Systems)，簡稱MEMS，但在歐洲一般稱為微系統(tǒng)技術(shù)(Micro-system-Technology)。其發(fā)展起源于結(jié)合半導(dǎo)體制程技術(shù)與精密機(jī)械技術(shù)，研發(fā)微小的生機(jī)光電元件，及功能整合的微系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)是指一種能夠產(chǎn)生預(yù)期動作的細(xì)小系統(tǒng)，其典型尺寸隨著科技的進(jìn)步，逐漸邁向更細(xì)小精巧化。系統(tǒng)微小化有許多優(yōu)點，如節(jié)省空間、材料、低污染、節(jié)約能源，更重要的是如果技術(shù)成熟，還可以非常經(jīng)濟(jì)的大量生產(chǎn)。
目前微機(jī)電系統(tǒng)是世界各國積極介入的一個新興領(lǐng)域，所以各地區(qū)的定義都不大相同，如前述的歐洲一般稱為微系統(tǒng)技術(shù)(Micro-system-Technology)，其定義為一個智能型微小化的系統(tǒng)包含感測、處理或致動的功能，包含兩個或多個電子、機(jī)械、光學(xué)、化學(xué)、生物、磁學(xué)或其他性質(zhì)整合到一個單一或多個芯片上。在美國則如前述的微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro-Mechanical Systems)，簡稱MEMS，其定義為整合的微元件或系統(tǒng)，包含利用IC相容批次加工技術(shù)制造的電子和機(jī)械零件，該元件或系統(tǒng)的大小從微米到毫米。在日本則稱作微機(jī)械(Micro-machines)，定義為體積很小且能執(zhí)行復(fù)雜微小工作具功能性的零件的元件。
臺灣行政院國家科學(xué)委員會科學(xué)技術(shù)資料中心所采行的定義，則是以美國的定義為主，并再囊括歐洲及日本的定義而成微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，其技術(shù)包括以硅為基礎(chǔ)的技術(shù)、LIGA(光刻、電鑄、模造技術(shù)等技術(shù)，其又可分為激光LIGA與X光LIGA兩種技術(shù))及其他傳統(tǒng)技術(shù)。主要是利用系統(tǒng)技術(shù)、微技術(shù)及材料與效應(yīng)技術(shù)，制造出微感測器、信號處理機(jī)及微引動器等；其應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，包括制造業(yè)、自動化、信息與通訊、航太工業(yè)、交通運(yùn)輸、土木營建、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)林漁牧、醫(yī)療福祉等等行業(yè)。
微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，可以追溯到二百年前，但1965年諾貝爾物理獎得主理查.費(fèi)因曼(Richard Feynman)在一席演講中，清楚的勾繪出微機(jī)電系統(tǒng)發(fā)展的具體藍(lán)圖。隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)迅速發(fā)展，80年代起微機(jī)電系統(tǒng)的研究也逐漸成熟，今天，借助科技開發(fā)出具有活力的微小機(jī)電系統(tǒng)，豈只是「精雕細(xì)琢」所能形容，更可與「造物者」的神奇相媲美。
一般微電機(jī)系統(tǒng)包含三個元件微感應(yīng)器、微致動器與集成電路。而微電機(jī)系統(tǒng)中最重要的特征便是微小化。微小化的第一個優(yōu)點可在需要高精確度與高穩(wěn)定度的機(jī)構(gòu)中使用；第二個優(yōu)點是微機(jī)電技術(shù)可將許多相同的元件制作在一微小區(qū)域內(nèi)，第三個優(yōu)點則是微機(jī)電技術(shù)所具備的批量生產(chǎn)可以有效降低成本以及提高競爭力?？傊⑿』闹饕獌?yōu)點便是能增強(qiáng)市場競爭力、創(chuàng)造新的應(yīng)用空間，另外便是能夠大量生產(chǎn)以降低成本。
半導(dǎo)體制程大致分為三類(1)薄膜成長，(2)微影罩幕，(3)蝕刻成型。而微機(jī)電元件的制造技術(shù)則是利用目前的半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)再加以延伸應(yīng)用，其制造技術(shù)的彈性與變化比一般的IC制造技術(shù)來得大。從薄膜成長，沖印微影罩幕，干濕蝕刻成型等制程都在微機(jī)電制程的應(yīng)用范疇，再配合其他新發(fā)展的精密加工與硅微加工技術(shù)，包括異方性蝕刻，電鑄，LIGA…等技術(shù)，而成為現(xiàn)在所發(fā)展的微機(jī)電元件的制造技術(shù)。而整個系統(tǒng)的完成則是靠各個關(guān)鍵元件的整合，再加上最后系統(tǒng)的封裝測試，也是重要的步驟。其中在硅微加工系統(tǒng)方面，又可分為體型微加工技術(shù)、面型微加工技術(shù)、以及LIGA技術(shù)三種加工技術(shù)。
(一)體型微加工技術(shù)(Bulk Micromaching)體型微加工技術(shù)就是把硅芯片等材料當(dāng)成一塊加工母材，來作蝕刻切削的加工技術(shù)。而體型微加工技術(shù)常用的材料為硅芯片及玻璃，而利用這些材料制成零件后，可因零件的中間加工處理如參雜而有接合溫度限制；或含有電子電路而有接合溫度及電場限制。利用高溫加速或增強(qiáng)接合強(qiáng)度，在降回室溫時，不同材料會有熱應(yīng)力產(chǎn)生，因而導(dǎo)致元件破裂及良率降低的顧慮。在特殊用途的元件，有材料限制，如電泳分離芯片，使用高壓電必須采用絕緣材料如玻璃，因而接合方式有所不同。在蝕刻方面，主要還是以濕蝕刻為主，而加工的尺寸，約在mm至數(shù)十微米的范圍。深度由數(shù)十微米至芯片厚度(蝕穿芯片400~700微米)不等。
(二)面型微加工技術(shù)(Surface Micromaching)面型微細(xì)加工則是比較靠近原本集成電路半導(dǎo)體制程的作法，主要是利用蒸鍍、濺鍍或化學(xué)沉積方法，將多層薄膜疊合而成，此種方法較不易傷及硅芯片。因為任何微機(jī)械結(jié)構(gòu)，都是以薄膜沉積制作，所以不管加工的精確度或者是解析度，面型微加工技術(shù)都遠(yuǎn)勝于體型微加工技術(shù)。因此在整合電路(one-chipcircuitry)與微結(jié)構(gòu)(microstructure)或微感測器(micro-sensors)方面，面型微加工都比體型微加工法占有優(yōu)勢，但是此兩種方式在微機(jī)電制程技術(shù)中的優(yōu)劣是無法比較的，這要看所要制作的元件特性與方式，甚至可將此兩種方式結(jié)合為一。
(三)LIGA技術(shù)另外一種加工技術(shù)為微光刻電鑄造模(LIGA process)其中LIGA是德文字Lithographie Galvanoformung Abformung的縮寫，主要是綜合光學(xué)、電鍍、模造等三項技術(shù)來制作微機(jī)械元件，因此可得知LIGA技術(shù)是由德國所發(fā)展出來的。LIGA技術(shù)是以X光照片(X-ray)為主的光蝕刻技術(shù)，其是利用以制程圖型的光罩或光阻(PMMA)，選擇性保護(hù)工件表面后，以各種不同光源蝕刻未被光罩或光阻覆蓋的部分，在結(jié)合電鑄翻模與射出成型技術(shù)而得欲加工的幾何形狀，其所應(yīng)用的材料也較廣。
此外，微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域的基本技術(shù)，也包含了微制造技術(shù)、接合技術(shù)、封裝技術(shù)及檢測技術(shù)，一般也稱為微系統(tǒng)基本技術(shù)。
以往利用微機(jī)電系統(tǒng)的體型微加工技術(shù)(Bulk Micromaching)制作元件時，往往是一片硅芯片制其中一部分，最后再以各自發(fā)展的微組裝技術(shù)，將每一部分組裝在一起，換言之，微結(jié)構(gòu)中用以驅(qū)動操控的上結(jié)構(gòu)及下結(jié)構(gòu)，均是分開制作，再組裝成一完整的微結(jié)構(gòu)。然而，在組裝過程中，往往會因每一片芯片厚度不同，而增加組裝的困難度，此外，以此方式制作的微結(jié)構(gòu)其精準(zhǔn)度不高、制程復(fù)雜且耗費(fèi)成本。而本發(fā)明即針對此一問題，發(fā)展出將上下結(jié)構(gòu)兩部分整合且制作于同一硅芯片，即可輕易地達(dá)到控制上下結(jié)構(gòu)高度差的目的。同時還具有簡化制程的功能；另外，以微電機(jī)系統(tǒng)的體型微加工技術(shù)制作微結(jié)構(gòu)，可以避免以微電機(jī)系統(tǒng)的表面微加工技術(shù)制作微結(jié)構(gòu)時，由于沉積材料時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力以及沉積材料的厚度限制，因而衍生出難以制作出面積大、平坦度高且位移大的微結(jié)構(gòu)的問題。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是為提供一種一微結(jié)構(gòu)的上下結(jié)構(gòu)高差控制技術(shù)，其利用微電機(jī)系統(tǒng)的體型微加工技術(shù)，將同一片硅芯片制作出上下結(jié)構(gòu)兩部分，再將上結(jié)構(gòu)部分或是下結(jié)構(gòu)部分精準(zhǔn)地蝕刻并控制其厚度，最后再以陽極接合的技術(shù)將上下結(jié)構(gòu)兩部分組裝，即可制作出能精準(zhǔn)控制上下結(jié)構(gòu)的高度差，同時具有平坦高度，位移大的特性的微結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)，其包括有一第一結(jié)構(gòu)部分，其包含一第一微結(jié)構(gòu)，以及一凹槽；一第二結(jié)構(gòu)部分，其包含一第二微結(jié)構(gòu)，以及一島形結(jié)構(gòu)物，并容置于該第一結(jié)構(gòu)部分的該凹槽中；以及一玻璃基板，與該第一結(jié)構(gòu)部分及該第二結(jié)構(gòu)部分接合，用以承載該第二結(jié)構(gòu)部分并連結(jié)該第一結(jié)構(gòu)。
如上所述，其中該第一結(jié)構(gòu)部分與該第二結(jié)構(gòu)部分各為一微機(jī)電系統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)。
如上所述，各該微機(jī)電系統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)，還包含一微調(diào)控制間隙。
如上所述，其中該第一結(jié)構(gòu)部分與該第二結(jié)構(gòu)部分是利用一非等向性濕蝕刻的方式，蝕刻一芯片而得。
如上所述，其中該非等向性濕蝕刻的方式，是以一氫氧化鉀溶液作為濕蝕刻液。
如上所述，其中該第一微結(jié)構(gòu)包含有一第一電極導(dǎo)電層、一第一蝕刻阻擋層、一測深孔以及一懸浮結(jié)構(gòu)。
如上所述，其中該第一電極導(dǎo)電層，還具有一黏著層及一導(dǎo)電金屬。
如上所述，該第一蝕刻阻擋層，是由一高溫爐沉積的二氧化硅層及一低壓化學(xué)氣相沉積的氮化硅層所構(gòu)成。
如上所述，其中該測深孔可為一個或多個深孔所構(gòu)成。
如上所述，其中該第二微結(jié)構(gòu)還包含有一第二電極導(dǎo)電層以及一第二蝕刻阻擋層。
如上所述，其中該第二電極導(dǎo)電層，還具有一黏著層及一導(dǎo)電金屬。
如上所述，該第二蝕刻阻擋層，是由一高溫爐沉積的二氧化硅層及一汽相氮化硅層所構(gòu)成。
如上所述，該第二結(jié)構(gòu)部分是以一陽極接合技術(shù)與該第一結(jié)構(gòu)部分接合。
如上所述，其中該第一結(jié)構(gòu)部分與該第二結(jié)構(gòu)部分可為一陣列組合結(jié)構(gòu)。
如上所述，其中該第一結(jié)構(gòu)部分的該凹槽可為一方形凹槽、一多邊形凹槽或一球形凹槽。
如上所述，其中該第二結(jié)構(gòu)部分的該島形結(jié)構(gòu)物，可為一方形立體島形結(jié)構(gòu)、多邊形立體島形結(jié)構(gòu)或一球形立體島形結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，其包括有提供一硅芯片制作出一第一結(jié)構(gòu)部分與一第二結(jié)構(gòu)部分；將該第一結(jié)構(gòu)部分，蝕刻出一凹槽；將該第二結(jié)構(gòu)部分，蝕刻出一島形結(jié)構(gòu)物；提供一玻璃基板與該第二結(jié)構(gòu)部分接合；將該玻璃基板上的該第二結(jié)構(gòu)部分與該第一結(jié)構(gòu)部分接合。
如上所述，其中該硅芯片以同一片光罩同時制作該第一結(jié)構(gòu)的一第一電極電導(dǎo)層與該第二結(jié)構(gòu)的一第二電極導(dǎo)電層。
如上所述，其中該硅芯片以同一片光罩同時制作該第一結(jié)構(gòu)的一第一蝕刻阻擋層與該第二結(jié)構(gòu)的一第二蝕刻阻擋層。
如上所述，提供一氫氧化鉀溶液以蝕刻分離該第一結(jié)構(gòu)與該第二結(jié)構(gòu)。
如上所述，其中該第一結(jié)構(gòu)的背面還包含一利用微影蝕刻而得的開孔區(qū)域。
如上所述，將該第一結(jié)構(gòu)形成一測深孔的開口區(qū)域，并以一活性離子蝕刻將該開口區(qū)域的蝕刻阻擋層蝕刻掉。
如上所述，將該第一結(jié)構(gòu)形成一致動器的外型，并以一活性離子蝕刻將該開口區(qū)域的蝕刻阻擋層蝕刻掉。
如上所述，將該第一結(jié)構(gòu)以一氫氧化鉀溶液蝕刻，并釋放一懸浮結(jié)構(gòu)，并以一活性離子將其背面的蝕刻阻擋層全部蝕刻掉。
如上所述，將該第二結(jié)構(gòu)沉積蝕刻阻擋層，并以一熱蒸鍍機(jī)鍍上一電極導(dǎo)電層。
如上所述，將該第二結(jié)構(gòu)形成一氫氧化鉀蝕刻的開孔區(qū)域，并以一活性離子蝕刻將該開口區(qū)域的蝕刻阻擋層蝕刻掉。
如上所述，將該第二結(jié)構(gòu)的背面蝕刻阻擋層以一活性離子蝕刻蝕刻掉，并以一氫氧化鉀或一活性離子蝕刻的方式蝕刻并控制剩余厚度。
如上所述，該第二結(jié)構(gòu)其厚度經(jīng)蝕刻后與該玻璃基板陽極接合。
如上所述，將該第二結(jié)構(gòu)蝕刻而成的該島形結(jié)構(gòu)物與該第一結(jié)構(gòu)經(jīng)蝕刻而成的凹槽作陽極接合。
(4)


圖1是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)的完整結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)的概念流程圖。
圖3是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)的上電極部分的制程流程圖。
圖4是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)的下電極部分的制程流程圖。
(5)具體實施方式
本發(fā)明將可由以下的具體實施例說明而得到充分了解，使得熟悉本技術(shù)的人員可據(jù)以完成。下面參照附圖，將本發(fā)明其中一較佳實施例的制程及結(jié)構(gòu)予以說明圖1是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)所完成的結(jié)構(gòu)圖。其中包含一玻璃基板40，在玻璃基材上經(jīng)陽極接合后的硅基板一201，以及在玻璃基材上經(jīng)蝕刻且陽極接合后的硅基板二3011。
其中在玻璃基板上經(jīng)陽極接合后的硅基板一201上，有用來當(dāng)氫氧化鉀濕蝕刻擋罩的蝕刻阻擋層202，又此蝕刻阻擋層202是先由高溫爐沉積二氧化硅，再以低壓化學(xué)氣象沉積系統(tǒng)沉積氮化硅。
測深孔204是用來量測以非等向性濕蝕刻時硅的尚剩余厚度；而在經(jīng)蝕刻且陽極接合后的硅基板二3011上，有氫氧化鉀濕蝕刻阻擋層302，此蝕刻阻擋層302，亦先由高溫爐沉積二氧化硅，再以低壓化學(xué)氣象沉積系統(tǒng)沉積氮化硅。
下電極導(dǎo)電層303，其是先鍍黏著層鉻再鍍導(dǎo)電金屬金而成；在下電極導(dǎo)電層303上方有材質(zhì)為硅的懸浮結(jié)構(gòu)206、蝕刻阻擋層202以及上電極導(dǎo)電層203，此上電極導(dǎo)電層203，亦先鍍黏著層鉻再鍍導(dǎo)電金屬金而成。
在下電極導(dǎo)電層303與懸浮結(jié)構(gòu)206之間的高度差，即為本發(fā)明所能精密控制的間隙。
圖2是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)的概念流程圖。
本發(fā)明利用一片硅基板(A)，經(jīng)過上下電極兩部分的整合制程后，以微電機(jī)系統(tǒng)體型微加工的技術(shù)，將其蝕刻為(B)與(C)，再將(B)與(C)分別加工為上電極部分(D)以及下電極部分(E)，最后再將(D)與(E)兩部分以陽極接合的技術(shù)組裝成為(F)。
圖2、3、4分別是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)的概念流程圖、上電極部分制程流程圖、下電極部分制程流程圖。
由圖2(A)分離成圖2(B)與(C)之前，本發(fā)明將圖3(A)~(F)以及圖4(A)~(C)于同一片硅基板10上整合并同時制作，其中圖3(B)與圖4(B)以同一片光罩制作，圖3(F)與圖4(C)亦以同一片光罩制作，最后再將加工后的硅基材以氫氧化鉀蝕刻分離為(B)與(C)。
圖3是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)的上電極部分制程流程圖。
請參考圖3(A)，首先于硅基板一201的上下分別沉積蝕刻阻擋層202(以高溫爐沉積二氧化硅，再以低壓化學(xué)氣象沉積系統(tǒng)沉積氮化硅)；如圖3(B)，以熱蒸鍍機(jī)鍍上電極導(dǎo)電層203(先鍍黏著層鉻再鍍導(dǎo)電金屬金)，并形成上電極的區(qū)域；如圖3(C)，背對準(zhǔn)曝光并形成氫氧化鉀濕蝕刻的開孔區(qū)域202；如圖3(D)，形成測深孔的開口區(qū)域204，并以活性離子蝕刻，將開口區(qū)域的蝕刻阻擋層202蝕刻掉；如圖3(E)，將硅基板以氫氧化鉀溶液蝕刻，并利用測深孔204估計蝕刻深度；如圖3(F)，形成致動器的外型，并以活性離子蝕刻，將開口區(qū)域的蝕刻阻擋層蝕刻掉，此時，形成的形狀應(yīng)比圖3(C)的上電極導(dǎo)電層203稍大，其原因是欲作為氫氧化鉀的蝕刻補(bǔ)償；如圖3(G)，將硅基板以氫氧化鉀溶液蝕刻，并釋放懸浮結(jié)構(gòu)206；如圖3(H)，將背面蝕刻阻擋層202以活性離子蝕刻，全部蝕刻掉，以作為與玻璃基板40陽極接合的準(zhǔn)備，此時上電極部分即完成。
圖4是本發(fā)明利用硅非等向性濕蝕刻與陽極接合的微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)的下電極部分制程流程圖。
請參考圖4(A)，首先于硅基板二301的上下分別沉積蝕刻阻擋層302(以高溫爐沉積二氧化硅，再以低壓化學(xué)氣象沉積系統(tǒng)沉積氮化硅)；如圖4(B)，以熱蒸鍍機(jī)鍍下電極導(dǎo)電層303(先鍍黏著層鉻再鍍導(dǎo)電金屬金)，并形成下電極的區(qū)域；如圖4(C)，形成氫氧化鉀濕蝕刻的開孔區(qū)域，并以活性離子蝕刻，將開口區(qū)域的蝕刻阻擋層302蝕刻掉；如圖4(D)，將背面蝕刻阻擋層302以活性離子蝕刻，全部蝕刻掉，并以氫氧化鉀或活性離子蝕刻的方式蝕刻并控制剩余厚度，而下電極導(dǎo)電層303與懸浮結(jié)構(gòu)206之間的高差，加上蝕刻阻擋層302以及下電極導(dǎo)電層303，即為所需的蝕刻厚度；如圖4(E)，將厚度經(jīng)蝕刻后的硅基板二3011與玻璃基板40陽極接合；如圖4(F)，將硅基板以氫氧化鉀溶液蝕刻成為一島形結(jié)構(gòu)物，則下電極部分即完成。
綜上所述，本發(fā)明能提供以微電機(jī)系統(tǒng)制作、組裝元件，一個具有精確控制上下結(jié)構(gòu)高度差的技術(shù)，同時具備制程整合、制程簡化等功能，更擁有微機(jī)電系統(tǒng)體型微加工技術(shù)的表面平坦高度且位移大等優(yōu)點，堪為產(chǎn)業(yè)大量應(yīng)用實施。
綜上可知，如何簡化制程并精確地控制上下結(jié)構(gòu)高度差，以利產(chǎn)業(yè)大量生產(chǎn)具更佳性能的微機(jī)電元件，即成為現(xiàn)今相關(guān)產(chǎn)業(yè)極欲解決的迫切課題，因此，本發(fā)明的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)及其形成方法，不僅簡化現(xiàn)有技術(shù)中繁復(fù)的制造過程，更能精確地控制微結(jié)構(gòu)的上下結(jié)構(gòu)高度差，將可符合產(chǎn)業(yè)上大量制造的需求。
但以上所述的僅為本發(fā)明的一較佳實施例，而非用以限定本發(fā)明的實施范圍，還可以根據(jù)本發(fā)明的精神作出種種的等效變化與等效替換，這些都應(yīng)包括在本申請權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)，其包括有一第一結(jié)構(gòu)部分，其包含一第一微結(jié)構(gòu)，以及一凹槽；一第二結(jié)構(gòu)部分，其包含一第二微結(jié)構(gòu)，以及一島形結(jié)構(gòu)物，并容置于該第一結(jié)構(gòu)部分的該凹槽中；以及一玻璃基板，與該第一結(jié)構(gòu)部分及該第二結(jié)構(gòu)部分接合，用以承載該第二結(jié)構(gòu)部分并連結(jié)該第一結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一結(jié)構(gòu)部分與該第二結(jié)構(gòu)部分各為一微機(jī)電系統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)，而各該微電機(jī)系統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)，還包含一微調(diào)控制間隙。
3.如權(quán)利要求1所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一結(jié)構(gòu)部分與該第二結(jié)構(gòu)部分是利用一非等向性濕蝕刻的方式，蝕刻一芯片而得，而該非等向性濕蝕刻的方式，是以一氫氧化鉀溶液做為濕式蝕刻液。
4.如權(quán)利要求1所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一微結(jié)構(gòu)還包含有一第一電極導(dǎo)電層、一第一蝕刻阻擋層、一測深孔以及一懸浮結(jié)構(gòu)，其中該第一電極導(dǎo)電層，還具有一黏著層及一導(dǎo)電金屬；該第一蝕刻阻擋層，是由一高溫爐沉積的二氧化硅層及一汽相的氮化硅層所構(gòu)成；該測深孔是為一個或多個深孔所構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二微結(jié)構(gòu)還包含有一第二電極導(dǎo)電層以及一第二蝕刻阻擋層，其中該第二電極導(dǎo)電層，還具有一黏著層及一導(dǎo)電金屬；及/或該第二蝕刻阻擋層，是由一高溫爐沉積的二氧化硅層及一汽相氮化硅層所構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)，其特征在于該第二結(jié)構(gòu)部分是以一陽極接合技術(shù)與該第一結(jié)構(gòu)部分接合；該第一結(jié)構(gòu)部分與該第二結(jié)構(gòu)部分可為一陣列組合結(jié)構(gòu)；該第一結(jié)構(gòu)部分的該凹槽可為一方形凹槽、一多邊形凹槽或一球形凹槽；該第二結(jié)構(gòu)部分的該島形結(jié)構(gòu)物，可為一方形立體島形結(jié)構(gòu)、多邊形立體島形結(jié)構(gòu)或一球形立體島形結(jié)構(gòu)。
7.一種采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，其包括有(a)提供一硅芯片制作出一第一結(jié)構(gòu)部分與一第二結(jié)構(gòu)部分；(b)將該第一結(jié)構(gòu)部分，蝕刻出一凹槽；(c)將該第二結(jié)構(gòu)部分，蝕刻出一島形結(jié)構(gòu)物；(d)提供一玻璃基板，與該第二結(jié)構(gòu)部分接合；(e)將該玻璃基板上的該第二結(jié)構(gòu)部分與該第一結(jié)構(gòu)部分接合。
8.如權(quán)利要求7所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該硅芯片以同一片光罩同時制作該第一結(jié)構(gòu)的一第一電極電導(dǎo)層與該第二結(jié)構(gòu)的一第二電極導(dǎo)電層。
9.如權(quán)利要求7所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，該步驟(a)還包含一步驟(a1)以同一片光罩在該硅芯片上同時制作該第一結(jié)構(gòu)的一第一蝕刻阻擋層與該第二結(jié)構(gòu)的一第二蝕刻阻擋層；及/或包含一步驟(a2)以氫氧化鉀蝕刻分離該第一結(jié)構(gòu)與該第二結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求7所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該第一結(jié)構(gòu)的背面還包含一利用微影蝕刻而得的開孔區(qū)域。
11.如權(quán)利要求7所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該步驟(b)還包含一步驟(b1)將該第一結(jié)構(gòu)形成一測深孔的開口區(qū)域，并以一活性離子蝕刻將開該口區(qū)域的蝕刻阻擋層蝕刻掉；及/或一步驟(b2)將該第一結(jié)構(gòu)形成一致動器的外型，并以活性離子蝕刻將該開口區(qū)域的該蝕刻阻擋層蝕刻掉；及/或一步驟(b3)將該第一結(jié)構(gòu)以氫氧化鉀蝕刻并釋放一懸浮結(jié)構(gòu)，并以一活性離子將其背面的蝕刻阻擋層全部蝕刻掉。
12.如權(quán)利要求7所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該步驟(c)還包含一步驟(c1)將該第二結(jié)構(gòu)沉積蝕刻阻擋層，并以一熱蒸鍍機(jī)鍍上一電極導(dǎo)電層；及/或一步驟(c2)將該第二結(jié)構(gòu)形成一氫氧化鉀蝕刻的開孔區(qū)域，并以活性離子蝕刻將該開口區(qū)域的蝕刻阻擋層蝕刻掉；及/或一步驟(c3)將該第二結(jié)構(gòu)的背面蝕刻阻擋層以一活性離子蝕刻蝕刻掉，并以一氫氧化鉀或一活性離子蝕刻的方式蝕刻并控制剩余厚度。
13.如權(quán)利要求7所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該步驟(d)還包含一步驟(d1)該第二結(jié)構(gòu)其厚度經(jīng)蝕刻后與該玻璃基板陽極接合。
14.如權(quán)利要求7所述的采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該步驟(e)還包含一步驟(e1)將該第二結(jié)構(gòu)蝕刻而成的該島形結(jié)構(gòu)物與該第一結(jié)構(gòu)經(jīng)蝕刻而成的凹槽作陽極接合。
全文摘要
本發(fā)明為一種采用微結(jié)構(gòu)間隙控制技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)及其形成方法，是利用硅的非等向性濕蝕刻方式，將一硅芯片蝕刻為上下結(jié)構(gòu)兩部分且分開微加工，再利用陽極接合的技術(shù)，將上下結(jié)構(gòu)兩部分與一玻璃基材接合，即可制作出一可精確控制上下結(jié)構(gòu)高度的微結(jié)構(gòu)。
文檔編號B81C1/00GK1576230SQ0315228
公開日2005年2月9日 申請日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者黃榮山, 陳央嶙 申請人:華新麗華股份有限公司