ギャップ停止部を有した微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）およびそのための方法
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）（１０）を形成する方法は、キャップ基板（５２）を提供するステップと、支持基板（１２）を提供するステップと、支持基板上に導電材料（２２）を堆積させるステップと、導電材料のパターニングを行ってギャップ停止部（４０，４４）と接点とを形成するステップとを含む。ギャップ停止部は、開口（３６，３８）によって接点から分離され、接点上で且つ開口中の結合材料（５８）を形成する。ギャップ停止部と接点とは、結合材料を形成するステップによって、結合材料が開口から外側に延びてキャップ基板が支持基板に取り付けられるのを防止する。さらに、その構造が記述される。
【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）に関し、特に、キャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）・デバイスに近接して接続されるように意図されたＭＥＭＳに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳは、加速度計およびジャイロスコープなどの特定の機能を非常に小さな空間に提供する場面において非常に重要となっている。自動車用途には多くのものがあり、これは、エアバッグなどの比較的簡易な用途から非常に精巧なガイダンス・アシスト機能まで、非常に有用である。これらの機能を実施する際には、精度が重要となる場合がある。一般に、ＭＥＭＳデバイスはそれ自体、運動要素を有しており、この運動は、容量結合を通じて検出される。この容量結合の予測可能性は、実施される機能に精度を与える際に有用である。容量結合は、同一のＭＥＭＳ層内に存在しないことがあるが、ＭＥＭＳ層の上または下にある場合がある別の層への結合を含み得る。いずれの場合も、別の層は、キャッピング・ウェハに組み込まれることが可能である。ＭＥＭＳウェハとキャッピング・ウェハとが、全体的な所望の機能を達成する際に協働する。この協働は、接点による電気的接続と容量結合との両方を必要とすることがある。その両方が重要であり、両方は製品の製造において重要であると認識されているすべての特性を有することが望ましい。この特性は、信頼性があり、製造可能であり、低コストで、精度が高いことを含んでいる。
【０００３】
従って、ＭＥＭＳに関して上で提起した問題のいずれも改善する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】実施形態による処理におけるある段階でのＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図２】処理における後続の段階での図１のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図３】処理における後続の段階での図２のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図４】処理における後続の段階での図３のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図５】処理における後続の段階での図４のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図６】処理における後続の段階での図５のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図７】処理における後続の段階での図６のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図８】処理における後続の段階での図７のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図９】処理における後続の段階での図８のＭＥＭＳデバイスの一部、および、ＭＥＭＳデバイスの追加部分の断面図。
【図１０】処理における後続の段階での図９のＭＥＭＳデバイスの一部、および、ＭＥＭＳデバイスの追加部分の断面図。
【図１１】処理における後続の段階での図１０のＭＥＭＳデバイスの一部、および、ＭＥＭＳデバイスの追加部分の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明は、例によって示され、添付図面によって限定されるものではなく、図面では同様の参照符号が同様の要素を参照している。図中の要素は、単純化および明瞭化のために例示され、必ずしも実測であるようには描かれていない。
【０００６】
１つの態様では、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、キャッピング・デバイスに接触する接点を備えている。その接点は中央部分を有しており、この中央部分は、ＭＥＭＳデバイスの上面の上方の支持部分と、上面上の結合部分とを含む。支持部分は、さらにＭＥＭＳデバイスの上面で、空間停止部に囲まれている。好ましくは、支持部分および空間停止部は、上面から同一の高さにある。１つの代案として、空間停止部は、支持部分よりも高い位置にあり得る。それは、上面からの空間停止部の高さは、エッチングを制御するのがより難しいので、エッチングではなく堆積によって確立されることが有益である。空間停止部は、上面とその後に取り付けられるキャッピング・デバイスとの間の距離を規定する。そのようすることによって規定された距離は、ＭＥＭＳ上のキャパシタ・プレートとキャッピング・デバイス上のキャパシタ・プレートとの間の静電容量を制御するのに有用である。
【０００７】
ここで記述される半導体基板は、ガリウム砒素、シリコン・ゲルマニウム、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）、多結晶シリコン、単結晶シリコンなど、およびそれらの組合せのような、任意の半導体材料またはそれらの組合せである。
【０００８】
図１に示されているのは、基板１２と、該基板１２上の絶縁層１３と、該絶縁層１３上の相互接続領域１４と、該相互接続領域１４上の絶縁層１６とを備えるＭＥＭＳデバイスの接点領域１０である。相互接続領域１４の上面は、ＭＥＭＳデバイスの上面１５であると考えることが可能である。絶縁層１６は、酸化物からなり、比較的薄く、例えば、１００ｎｍ（１０００オングストローム）である。この例の相互接続領域１４では、厚さ約２５μｍである。絶縁層１３は、厚さ約１μｍの酸化物であり得る。基板１２は、好ましくはシリコンであり、機械的支持を目的として用いられ、ハンドル・ウェハと呼ばれるものか、または、特にハンドル・ウェハからの支持であり得る。
【０００９】
図２に示されているのは、絶縁層１６が選択的にエッチングされた後にエッチング停止領域１８，１９，２０，２１を残した、接点領域１０である。エッチング停止領域１８および２０は、離隔された別個の領域であるように見えるが、１つの連続領域が、エッチング停止領域１８と２０との間に示されるような領域を包囲している。エッチング領域１８と２０との外側には、絶縁層１６のエッチングから残された追加のエッチング停止領域１９と２１とがあり、それらは同様にエッチング停止領域１８と２０とから離隔された、実際には異なる断面の連続層である。
【００１０】
図３に示されているのは、相互接続領域１４ならびにエッチング停止領域１８，１９，２０，２１上に導電層２２を堆積させた後の接点領域１０であり、それはドープされて導電性となる。多結晶シリコン層２２は、厚さ約５μｍであり得る。導電層２２は、ドープされた多結晶シリコンであり得る。ドーピングは、インシツ（ｉｎ ｓｉｔｕ）ドーピングであってもよく、埋め込みによるドーピングであってもよく、その両方によってなされてもよい。
【００１１】
図４に示されているのは、多結晶シリコン層２２上に多結晶シリコン層２４を、多結晶シリコン層２４上にシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）層２６を、およびＳｉＧｅ層２６上にゲルマニウム層２８を形成した後の、接点領域１０である。ＳｉＧｅ層２４は、非常に低い濃度のゲルマニウムから著しく高いゲルマニウム濃度（１００％も可）で類別することが可能である。ゲルマニウム層２８は、１μｍの約半分の厚さであり得る。単純化のため、ＳｉＧｅ層は、単に或る濃度のゲルマニウム（例えば、原子量で５０％）であり得る。多結晶シリコン層２４は、後続の層、つまりＳｉＧｅ層２４の堆積を最適化すべくドープされるのに有用である。ＳｉＧｅ層２６とゲルマニウム層２８とが、共晶結合による接点を作る際に使用される。ゲルマニウムは、その温度でアルミニウムとの共晶結合を形成するような非常に低い温度を有し、このように接点を形成する目的に対して効果的である。ＳｉＧｅ層２６は、多結晶シリコン層２２で接触するシリコンから、ゲルマニウム層２８でのゲルマニウムへの遷移を提供する。
【００１２】
図５に示されているのは、ＳｉＧｅ層２６とゲルマニウム層２８との一部を除去した後の接点領域１０である。残った部分の境界は、エッチング停止領域１８と２０とに位置合せされる。このエッチングの主目的は、ＳｉＧｅ層２６とゲルマニウム層２８とがエッチング停止領域１８と２０との直ぐ外側で、その領域から除去されるということである。
【００１３】
図６に示されているのは、フォトレジスト層を形成およびパターニングしてフォトレジスト部分３０，３２，３４を残した後の接点領域１０である。図示されるように、開口３６は、フォトレジスト部分３０と３２との間に形成され、開口３８は、フォトレジスト部分３２と３４との間に形成される。断面図では、開口３６と３８とは、異なる開口であるように見えるが、開口３６と３８とは、フォトレジスト部分３２を囲む１つの連続開口の一部である。フォトレジスト部分３２は、エッチング停止領域１８と２０との内縁に略位置合せされるが、エッチング停止領域１８と２０とをわずかに超えて延びている。同様に、フォトレジスト部分３０と３４とは、エッチング停止領域１９と２１とをそれぞれわずかに超えて延びる外縁を有し、フォトレジスト部分３０と３４とは、エッチング停止領域１８と２０とをそれぞれわずかに超えて延びる内縁を有している。
【００１４】
図７に示されているのは、開口３６と３８とを導電領域２２に延ばすべくエッチングして導電部分４０，４２，４４を残した後の接点領域１０である。エッチング停止領域１８，１９，２０，２１は、エッチングが相互接続領域１４に拡大するのを防止する。エッチング組成物は、ゲルマニウムとＳｉＧｅとをエッチングして、フォトレジスト部分３２の外側に露出したＳｉＧｅとゲルマニウムとの一部分をエッチングする。導電部分４０と４２とは、断面では異なる領域であるように見えるが、実際には導電部分４２の周囲に延びている。従って、多結晶シリコンであり得る連続的な輪が、導電部分４２の周囲に存在する。導電部分４０と４２とは、上面１５から同一の高さである。この平面１５よりも上の高さは、層２２の堆積によって規定される。この高さは、後続のエッチングによっては、有意な方法で後に達成されない。ＳｉＧｅ層２６とゲルマニウム層２８とを除去するエッチングは、多結晶シリコンに選択的である。オーバーエッチングでは、１０ｎｍ（１００オングストローム）の層２４を除去するのに十分であると思われる、いくつかの最小限のエッチングがあるが、厚さ５μｍのうちの１０ｎｍ（１００オングストローム）は、わずか約０．２％である。
【００１５】
図８に示されているのは、エッチング停止領域１８，１９，２０，２１をエッチング除去した後の接点領域１０である。このエッチングは、ウェット・エッチングまたは気相エッチングとし得る。ＭＥＭＳの接点領域１０を処理する間の他の酸化エッチングが存在することが考えられ、それは、存在する導電部分４０，４２，４４に適用されることが可能であり、その結果、エッチング停止領域１８，１９，２０，２１の除去は、他の目的を達成するのに付随して除去されることがある。
【００１６】
図９に示されているのは、相互接続領域１４に隣接してキャパシタ領域４６を追加した接点領域１０である。キャパシタ領域７６は、基板１２上の空洞４８と可動部材５０とを備え、該可動部材５０は、相互接続領域１４に接続された多結晶シリコンであり得る。この例では、可動部材５０は、相互接続領域１４によって所定位置に保持され、図９で見られるような垂直方向に上下移動可能である。接点領域１０とキャパシタ領域４６とは共に、ＭＥＭＳ４９であると考えることが可能である。典型的なＭＥＭＳデバイスでは、さらに多くの接点領域およびキャパシタ領域が存在する。また、接点領域および相互接続領域の近接は、図９によって示唆される程度には接近していないと考えられる。可動部材が他のフィーチャに関して配置される特定の方法は、幅広く変更されるが、可動部材は、典型的には空洞内にあり、その結果、移動可能であるが、いくつかの形態ではさらに支持される。
【００１７】
図１０に示されているのは、互いに取り付けられる直前のＭＥＭＳ４９とキャッピング・ウェハ５１とである。キャッピング・ウェハ５１は、底面５３を有した機能領域５２と、底面５３上の接点領域５４と、底面５３上のキャパシタ・プレート５６とを備えている。接点領域５４とキャパシタ・プレート５６とは、好ましくは厚さ約２μｍのアルミニウムである。接点領域５４は、導電部分４２の周辺にその中心を配置されるように位置合せされ、導電部分４０と４４とを超えて延びており、キャパシタ・プレート５６は、可動部材５０に位置合せされる。
【００１８】
図１１に示されているのは、熱および圧力を使用してＭＥＭＳ４９をキャッピング・ウェハ５１に接続することによって形成されたデバイス５７であって、ＳｉＧｅ層２６と、ゲルマニウム層２８と、接点領域５４の一部とから生じる、結合材料５８を使用して、接点領域５４と導電部分４２との間に共晶結合６０を形成する。共晶結合処理は、結合材料５８を開口３６と３８とに部分的に充填させる。本処理は、接点領域５４を歪曲させる。本処理は、多結晶シリコンの導電部分４０と４４との上に押し下げる接点領域５４の外側部分に対して影響が最小である。導電部分４０および４４と接点領域５４との間の接点の最小の影響により、上面１５と底面５３との間の予測可能な距離は、導電部分４０と４４との高さに基づいて規定され、それは同様に層２２の堆積高さに基づく。さらに、本処理は、導電部分４２に対して最小の影響を有し、これも多結晶シリコンであるが、共晶結合処理は接点領域５４を歪曲させる。この歪みを正確に予測するのは難しく、この歪みは、導電部分４０と４４とがない状態で底面５３と上面１５との間の距離に影響する。この、同一の厚さを有し、可動部材の上面が上面１５に位置合せされる、接点領域５４とキャパシタ・プレート５６との場合、導電部分４４の高さ６２は、可動部材５０とキャパシタ・プレート５６との間の距離６４と同一である。これは、キャパシタ・プレート５６と可動部材５０との間に変化のない静電容量が得られる。可動部材５０は、移動するときに、キャパシタ・プレート５６からの、その距離、従って静電容量を変化させ、そのような変化は、距離６４によるものであり、それは多結晶シリコンの堆積によって設定されるなど、高度に制御可能である。この例では、変化のない距離、つまり距離６４は、高さ６４と同一であるが、それらは異なることもでき、その場合にも利点は同じままである。例えば、可動部材の上面は、上面１５からの既知の変化とし得る。同様に、キャパシタ・プレート５６の厚さは、接点領域５４の厚さから、距離６４の同一の予測可能性を有する結果を持つ既知の量だけ変動することができる。
【００１９】
別の利点は、導電部分４０と４４とが共晶結合６０の周囲にシールを提供することである。結合材料５８は、接点領域６０、導電部分４０，４２，４４、および相互接続領域１４の上面の歪みの範囲内に含まれる。
【００２０】
ここまでの説明で、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を形成する方法が提供されたことは評価されるべきである。本方法は、キャップ基板を提供するステップを含んでいる。本方法は、支持基板を提供するステップをさらに含んでいる。本方法は、支持基板上に導電材料を堆積するステップをさらに含んでいる。本方法は、導電材料のパターニングを行って、ギャップ停止部と接点とを形成する導電部分を残すステップをさらに含み、ギャップ停止部は、開口によって接点から分離される。本方法は、接点上と開口中に結合材料を形成するステップをさらに含み、ギャップ停止部と接点とは、結合材料が開口から外方に延びるのを防止する。本方法は、結合材料を形成するステップによって、キャップ基板を支持基板に取り付けるステップをさらに含んでいる。本方法は、結合材料を形成するステップが、導電材料上に半導体層を形成し、キャップ基板と半導体層とを加熱して、結合材料を形成し、キャップ基板を支持基板に結合するステップを含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、導電部分上にスタックを形成することが可能であり、半導体層を形成するステップは、スタックを形成するステップの一部を構成する。本方法は、導電部分上にスタックを形成するステップが、導電部分上にシリコンからなるシード層を形成するステップと、および、シード層上にシリコンとゲルマニウムからなる第１層を形成するステップとさらに含み、半導体層を形成するステップが、第１層上にゲルマニウムからなる第２層を形成するステップをさらに含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、導電材料のパターニングを行うステップの前に、スタックのパターニングを行うステップをさらに含むことが可能である。本方法は、導電材料上に酸化物を形成するステップと、導電材料上にスタックを形成するステップの前に、酸化物のパターニングを行うステップと、および、導電材料のパターニングを行うステップの後に、酸化物を除去するステップとをさらに含むことが可能である。本方法は、キャップ基板を提供するステップが、キャップ基板の１つの面に接触して形成されたアルミニウム層を有するキャップ基板を提供するステップをさらに含み、結合材料を形成するステップの後に、アルミニウム層が結合材料に接触することによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、結合材料が、アルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶材料を含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、導電材料を堆積するステップが、ドープした多結晶シリコンを堆積するステップをさらに含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、キャップ基板を支持基板に取り付けるステップが、キャップ基板と支持基板との領域にキャパシタを形成するステップをさらに含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。
【００２１】
さらに、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を形成する方法が記述される。本方法は、第１構造を提供するステップを含み、この第１構造は、キャップ・ウェハと、該キャップ・ウェハの縁部に形成された第１導電材料とを備える。本方法は、第２構造を提供するステップをさらに含み、この第２構造を提供するステップは、支持ウェハを提供するステップと、支持ウェハ上に第２導電材料を堆積するステップと、第２導電材料のパターニングを行って第２導電材料に開口、ギャップ停止部、および接点を形成するステップとを含み、開口は、ギャップ停止部と接点との間にあり、本方法は、接点上に半導体スタックを形成するステップをさらに含む。本方法は、半導体層を加熱することによって第１構造を第２構造に結合し、それによって半導体層が、開口に流れ込み、ギャップ停止部および接点が、半導体層が開口から流出するのを妨げるステップをさらに含む。本方法は、半導体層を加熱するステップが、半導体スタックを加熱して共晶結合材料を形成するステップを含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、半導体スタックを形成するステップが、第２導電材料上にシリコンからなるシード層を形成するステップと、シード層上にシリコンとゲルマニウムとからなる第１半導体層を形成するステップと、第１半導体層上にゲルマニウムからなる第２半導体層を形成するステップとを含み、共晶結合材料を形成すべく半導体スタックを加熱するステップが、アルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶結合材料を形成するステップを含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、第２導電材料のパターニングを行うステップの前に、スタックのパターニングを行うステップをさらに含むことが可能である。本方法は、第２導電材料上に酸化物を形成するステップと、半導体スタックを形成するステップの前に、酸化物のパターニングを行うステップと、および、第２導電材料のパターニングを行うステップの後に、酸化物を除去するステップとをさらに含むことが可能である。本方法は、第２導電材料を堆積するステップが、ドープした多結晶シリコンを堆積するステップをさらに含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、第１構造を第２構造に結合するステップの後に、第１構造と第２導電材料とが、ギャップ停止部の高さと略等しい寸法で、互いに分離されることによる、さらなる特徴づけが可能である。
【００２２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）がさらに記述される。ＭＥＭＳは、支持基板を備えている。ＭＥＭＳは、所定の高さで支持基板上に形成された接点をさらに備える。ＭＥＭＳは、所定の高さにおよび該高さに隣接して形成されたギャップ停止部をさらに備える。ＭＥＭＳは、接点上で且つ接点とギャップ停止部との間に形成された結合材料をさらに備え、接点とギャップ停止部とは、所定の高さでギャップ停止部と接点とを超えて結合材料が延びるのを防止する。ＭＥＭＳは、結合材料に接触する金属層をさらに備える。ＭＥＭＳは、金属層上のキャップ基板をさらに備える。ＭＥＭＳは、結合材料がアルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶材料を含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。ＭＥＭＳは、接点とギャップ停止部とが多結晶シリコンからなることによる、さらなる特徴づけが可能である。
【００２３】
さらに、詳細な記述および特許請求の範囲における用語「前」、「後」、「上」「底（下）」、「の上に」「の下に」など（もしあれば）は、記述の目的で使用され、必ずしも恒久的な相対位置について記述する目的で使用されるものではない。従って、使用される用語が適切な状況下では置換可能であり、その結果、ここで記述される本発明の実施形態が、例えば、ここで図示または記述される以外の配向での動作が可能であることは理解される。
【００２４】
さらに、ここで使用される用語「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」は、１つではなく一又は複数であるものとして定義される。また、特許請求の範囲における「少なくとも１つ」および「一又は複数」などの導入句の使用は、同一の請求項が導入句「一又は複数」または「少なくとも１つ」と「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」などの不定冠詞とを含んでいる場合であっても、不定冠詞「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」による別の請求項要素の導入が、そのような要素を１つだけ含んだ発明に対してそのように導入された任意の特定の請求項に限定されることを意味するようには解釈されるべきでない。同じことが定冠詞の使用にも該当する。
【００２５】
特に述べない限り、「第１」および「第２」などの用語は、そのような用語が記述する要素間の任意の識別に対して使用される。このように、これらの用語は、そのような要素の一時的または他の優先順位を示すようには必ずしも意図されていない。
【００２６】
本発明は特定の実施形態を参照してここでは記述されているが、様々な修正および変更が、下の特許請求の範囲に記述されるような本発明の範囲から逸脱することなくなされることができる。例えば、他の結合材料を使用してもよく、また、他の寸法を使用してもよい。また、共晶結合には特定の利益があり、共晶結合以外の状況で、記述された手法を使用する際にも利益がある場合がある。従って、明細書および図は、限定的な意味ではなく例示の意味とみなされるべきであり、そのような修正はすべて、本発明の範囲内に含まれるように意図されている。特定の実施形態に関してここで記述される任意の利点、長所、または問題の解決策は、請求項のいずれかもしくはすべての重大な、必要な、または本質的な特徴もしくは要素として解釈されるようには意図されていない。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関し、特に、キャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）・デバイスに近接して接続されるように意図されたＭＥＭＳに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳは、加速度計およびジャイロスコープなどの特定の機能を非常に小さな空間に提供する場面において非常に重要となっている。自動車用途には多くのものがあり、これは、エアバッグなどの比較的簡易な用途から非常に精巧なガイダンス・アシスト機能まで、非常に有用である。これらの機能を実施する際には、精度が重要となる場合がある。一般に、ＭＥＭＳデバイスはそれ自体、運動要素を有しており、この運動は、容量結合を通じて検出される。この容量結合の予測可能性は、実施される機能に精度を与える際に有用である。容量結合は、同一のＭＥＭＳ層内に存在しないことがあるが、ＭＥＭＳ層の上または下にある場合がある別の層への結合を含み得る。いずれの場合も、別の層は、キャッピング・ウェハに組み込まれることが可能である。ＭＥＭＳウェハとキャッピング・ウェハとが、全体的な所望の機能を達成する際に協働する。この協働は、接点による電気的接続と容量結合との両方を必要とすることがある。その両方が重要であり、両方は製品の製造において重要であると認識されているすべての特性を有することが望ましい。この特性は、信頼性があり、製造可能であり、低コストで、精度が高いことを含んでいる。
【０００３】
従って、ＭＥＭＳに関して上で提起した問題のいずれも改善する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】実施形態による処理におけるある段階でのＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図２】処理における後続の段階での図１のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図３】処理における後続の段階での図２のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図４】処理における後続の段階での図３のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図５】処理における後続の段階での図４のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図６】処理における後続の段階での図５のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図７】処理における後続の段階での図６のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図８】処理における後続の段階での図７のＭＥＭＳデバイスの一部の断面図。
【図９】処理における後続の段階での図８のＭＥＭＳデバイスの一部、および、ＭＥＭＳデバイスの追加部分の断面図。
【図１０】処理における後続の段階での図９のＭＥＭＳデバイスの一部、および、ＭＥＭＳデバイスの追加部分の断面図。
【図１１】処理における後続の段階での図１０のＭＥＭＳデバイスの一部、および、ＭＥＭＳデバイスの追加部分の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明は、例によって示され、添付図面によって限定されるものではなく、図面では同様の参照符号が同様の要素を参照している。図中の要素は、単純化および明瞭化のために例示され、必ずしも実測であるようには描かれていない。
【０００６】
１つの態様では、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、キャッピング・デバイスに接触する接点を備えている。その接点は中央部分を有しており、この中央部分は、ＭＥＭＳデバイスの上面の上方の支持部分と、上面上の結合部分とを含む。支持部分は、さらにＭＥＭＳデバイスの上面で、空間停止部に囲まれている。好ましくは、支持部分および空間停止部は、上面から同一の高さにある。１つの代案として、空間停止部は、支持部分よりも高い位置にあり得る。それは、上面からの空間停止部の高さは、エッチングを制御するのがより難しいので、エッチングではなく堆積によって確立されることが有益である。空間停止部は、上面とその後に取り付けられるキャッピング・デバイスとの間の距離を規定する。そのようすることによって規定された距離は、ＭＥＭＳ上のキャパシタ・プレートとキャッピング・デバイス上のキャパシタ・プレートとの間の静電容量を制御するのに有用である。
【０００７】
ここで記述される半導体基板は、ガリウム砒素、シリコン・ゲルマニウム、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）、多結晶シリコン、単結晶シリコンなど、およびそれらの組合せのような、任意の半導体材料またはそれらの組合せである。
【０００８】
図１に示されているのは、基板１２と、該基板１２上の絶縁層１３と、該絶縁層１３上の相互接続領域１４と、該相互接続領域１４上の絶縁層１６とを備えるＭＥＭＳデバイスの接点領域１０である。相互接続領域１４の上面は、ＭＥＭＳデバイスの上面１５であると考えることが可能である。絶縁層１６は、酸化物からなり、比較的薄く、例えば、１００ｎｍ（１０００オングストローム）である。この例の相互接続領域１４では、厚さ約２５μｍである。絶縁層１３は、厚さ約１μｍの酸化物であり得る。基板１２は、好ましくはシリコンであり、機械的支持を目的として用いられ、ハンドル・ウェハと呼ばれるものか、または、特にハンドル・ウェハからの支持であり得る。
【０００９】
図２に示されているのは、絶縁層１６が選択的にエッチングされた後にエッチング停止領域１８，１９，２０，２１を残した、接点領域１０である。エッチング停止領域１８および２０は、離隔された別個の領域であるように見えるが、１つの連続領域が、エッチング停止領域１８と２０との間に示されるような領域を包囲している。エッチング領域１８と２０との外側には、絶縁層１６のエッチングから残された追加のエッチング停止領域１９と２１とがあり、それらは同様にエッチング停止領域１８と２０とから離隔された、実際には異なる断面の連続層である。
【００１０】
図３に示されているのは、相互接続領域１４ならびにエッチング停止領域１８，１９，２０，２１上に導電層２２を堆積させた後の接点領域１０であり、それはドープされて導電性となる。多結晶シリコン層２２は、厚さ約５μｍであり得る。導電層２２は、ドープされた多結晶シリコンであり得る。ドーピングは、インシツ（ｉｎ ｓｉｔｕ）ドーピングであってもよく、埋め込みによるドーピングであってもよく、その両方によってなされてもよい。
【００１１】
図４に示されているのは、多結晶シリコン層２２上に多結晶シリコン層２４を、多結晶シリコン層２４上にシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）層２６を、およびＳｉＧｅ層２６上にゲルマニウム層２８を形成した後の、接点領域１０である。ＳｉＧｅ層２４は、非常に低い濃度のゲルマニウムから著しく高いゲルマニウム濃度（１００％も可）で類別することが可能である。ゲルマニウム層２８は、１μｍの約半分の厚さであり得る。単純化のため、ＳｉＧｅ層は、単に或る濃度のゲルマニウム（例えば、原子量で５０％）であり得る。多結晶シリコン層２４は、後続の層、つまりＳｉＧｅ層２４の堆積を最適化すべくドープされるのに有用である。ＳｉＧｅ層２６とゲルマニウム層２８とが、共晶結合による接点を作る際に使用される。ゲルマニウムは、その温度でアルミニウムとの共晶結合を形成するような非常に低い温度を有し、このように接点を形成する目的に対して効果的である。ＳｉＧｅ層２６は、多結晶シリコン層２２で接触するシリコンから、ゲルマニウム層２８でのゲルマニウムへの遷移を提供する。
【００１２】
図５に示されているのは、ＳｉＧｅ層２６とゲルマニウム層２８との一部を除去した後の接点領域１０である。残った部分の境界は、エッチング停止領域１８と２０とに位置合せされる。このエッチングの主目的は、ＳｉＧｅ層２６とゲルマニウム層２８とがエッチング停止領域１８と２０との直ぐ外側で、その領域から除去されるということである。
【００１３】
図６に示されているのは、フォトレジスト層を形成およびパターニングしてフォトレジスト部分３０，３２，３４を残した後の接点領域１０である。図示されるように、開口３６は、フォトレジスト部分３０と３２との間に形成され、開口３８は、フォトレジスト部分３２と３４との間に形成される。断面図では、開口３６と３８とは、異なる開口であるように見えるが、開口３６と３８とは、フォトレジスト部分３２を囲む１つの連続開口の一部である。フォトレジスト部分３２は、エッチング停止領域１８と２０との内縁に略位置合せされるが、エッチング停止領域１８と２０とをわずかに超えて延びている。同様に、フォトレジスト部分３０と３４とは、エッチング停止領域１９と２１とをそれぞれわずかに超えて延びる外縁を有し、フォトレジスト部分３０と３４とは、エッチング停止領域１８と２０とをそれぞれわずかに超えて延びる内縁を有している。
【００１４】
図７に示されているのは、開口３６と３８とを導電領域２２に延ばすべくエッチングして導電部分４０，４２，４４を残した後の接点領域１０である。エッチング停止領域１８，１９，２０，２１は、エッチングが相互接続領域１４に拡大するのを防止する。エッチング組成物は、ゲルマニウムとＳｉＧｅとをエッチングして、フォトレジスト部分３２の外側に露出したＳｉＧｅとゲルマニウムとの一部分をエッチングする。導電部分４０と４２とは、断面では異なる領域であるように見えるが、実際には導電部分４２の周囲に延びている。従って、多結晶シリコンであり得る連続的な輪が、導電部分４２の周囲に存在する。導電部分４０と４２とは、上面１５から同一の高さである。この平面１５よりも上の高さは、層２２の堆積によって規定される。この高さは、後続のエッチングによっては、有意な方法で後に達成されない。ＳｉＧｅ層２６とゲルマニウム層２８とを除去するエッチングは、多結晶シリコンに選択的である。オーバーエッチングでは、１０ｎｍ（１００オングストローム）の層２４を除去するのに十分であると思われる、いくつかの最小限のエッチングがあるが、厚さ５μｍのうちの１０ｎｍ（１００オングストローム）は、わずか約０．２％である。
【００１５】
図８に示されているのは、エッチング停止領域１８，１９，２０，２１をエッチング除去した後の接点領域１０である。このエッチングは、ウェット・エッチングまたは気相エッチングとし得る。ＭＥＭＳの接点領域１０を処理する間の他の酸化エッチングが存在することが考えられ、それは、存在する導電部分４０，４２，４４に適用されることが可能であり、その結果、エッチング停止領域１８，１９，２０，２１の除去は、他の目的を達成するのに付随して除去されることがある。
【００１６】
図９に示されているのは、相互接続領域１４に隣接してキャパシタ領域４６を追加した接点領域１０である。キャパシタ領域７６は、基板１２上の空洞４８と可動部材５０とを備え、該可動部材５０は、相互接続領域１４に接続された多結晶シリコンであり得る。この例では、可動部材５０は、相互接続領域１４によって所定位置に保持され、図９で見られるような垂直方向に上下移動可能である。接点領域１０とキャパシタ領域４６とは共に、ＭＥＭＳ４９であると考えることが可能である。典型的なＭＥＭＳデバイスでは、さらに多くの接点領域およびキャパシタ領域が存在する。また、接点領域および相互接続領域の近接は、図９によって示唆される程度には接近していないと考えられる。可動部材が他のフィーチャに関して配置される特定の方法は、幅広く変更されるが、可動部材は、典型的には空洞内にあり、その結果、移動可能であるが、いくつかの形態ではさらに支持される。
【００１７】
図１０に示されているのは、互いに取り付けられる直前のＭＥＭＳ４９とキャッピング・ウェハ５１とである。キャッピング・ウェハ５１は、底面５３を有した機能領域５２と、底面５３上の接点領域５４と、底面５３上のキャパシタ・プレート５６とを備えている。接点領域５４とキャパシタ・プレート５６とは、好ましくは厚さ約２μｍのアルミニウムである。接点領域５４は、導電部分４２の周辺にその中心を配置されるように位置合せされ、導電部分４０と４４とを超えて延びており、キャパシタ・プレート５６は、可動部材５０に位置合せされる。
【００１８】
図１１に示されているのは、熱および圧力を使用してＭＥＭＳ４９をキャッピング・ウェハ５１に接続することによって形成されたデバイス５７であって、ＳｉＧｅ層２６と、ゲルマニウム層２８と、接点領域５４の一部とから生じる、結合材料５８を使用して、接点領域５４と導電部分４２との間に共晶結合６０を形成する。共晶結合処理は、結合材料５８を開口３６と３８とに部分的に充填させる。本処理は、接点領域５４を歪曲させる。本処理は、多結晶シリコンの導電部分４０と４４との上に押し下げる接点領域５４の外側部分に対して影響が最小である。導電部分４０および４４と接点領域５４との間の接点の最小の影響により、上面１５と底面５３との間の予測可能な距離は、導電部分４０と４４との高さに基づいて規定され、それは同様に層２２の堆積高さに基づく。さらに、本処理は、導電部分４２に対して最小の影響を有し、これも多結晶シリコンであるが、共晶結合処理は接点領域５４を歪曲させる。この歪みを正確に予測するのは難しく、この歪みは、導電部分４０と４４とがない状態で底面５３と上面１５との間の距離に影響する。この、同一の厚さを有し、可動部材の上面が上面１５に位置合せされる、接点領域５４とキャパシタ・プレート５６との場合、導電部分４４の高さ６２は、可動部材５０とキャパシタ・プレート５６との間の距離６４と同一である。これは、キャパシタ・プレート５６と可動部材５０との間に変化のない静電容量が得られる。可動部材５０は、移動するときに、キャパシタ・プレート５６からの、その距離、従って静電容量を変化させ、そのような変化は、距離６４によるものであり、それは多結晶シリコンの堆積によって設定されるなど、高度に制御可能である。この例では、変化のない距離、つまり距離６４は、高さ６４と同一であるが、それらは異なることもでき、その場合にも利点は同じままである。例えば、可動部材の上面は、上面１５からの既知の変化とし得る。同様に、キャパシタ・プレート５６の厚さは、接点領域５４の厚さから、距離６４の同一の予測可能性を有する結果を持つ既知の量だけ変動することができる。
【００１９】
別の利点は、導電部分４０と４４とが共晶結合６０の周囲にシールを提供することである。結合材料５８は、接点領域６０、導電部分４０，４２，４４、および相互接続領域１４の上面の歪みの範囲内に含まれる。
【００２０】
ここまでの説明で、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を形成する方法が提供されたことは評価されるべきである。本方法は、キャップ基板を提供するステップを含んでいる。本方法は、支持基板を提供するステップをさらに含んでいる。本方法は、支持基板上に導電材料を堆積するステップをさらに含んでいる。本方法は、導電材料のパターニングを行って、ギャップ停止部と接点とを形成する導電部分を残すステップをさらに含み、ギャップ停止部は、開口によって接点から分離される。本方法は、接点上と開口中に結合材料を形成するステップをさらに含み、ギャップ停止部と接点とは、結合材料が開口から外方に延びるのを防止する。本方法は、結合材料を形成するステップによって、キャップ基板を支持基板に取り付けるステップをさらに含んでいる。本方法は、結合材料を形成するステップが、導電材料上に半導体層を形成し、キャップ基板と半導体層とを加熱して、結合材料を形成し、キャップ基板を支持基板に結合するステップを含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、導電部分上にスタックを形成することが可能であり、半導体層を形成するステップは、スタックを形成するステップの一部を構成する。本方法は、導電部分上にスタックを形成するステップが、導電部分上にシリコンからなるシード層を形成するステップと、および、シード層上にシリコンとゲルマニウムからなる第１層を形成するステップとさらに含み、半導体層を形成するステップが、第１層上にゲルマニウムからなる第２層を形成するステップをさらに含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、導電材料のパターニングを行うステップの前に、スタックのパターニングを行うステップをさらに含むことが可能である。本方法は、導電材料上に酸化物を形成するステップと、導電材料上にスタックを形成するステップの前に、酸化物のパターニングを行うステップと、および、導電材料のパターニングを行うステップの後に、酸化物を除去するステップとをさらに含むことが可能である。本方法は、キャップ基板を提供するステップが、キャップ基板の１つの面に接触して形成されたアルミニウム層を有するキャップ基板を提供するステップをさらに含み、結合材料を形成するステップの後に、アルミニウム層が結合材料に接触することによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、結合材料が、アルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶材料を含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、導電材料を堆積するステップが、ドープした多結晶シリコンを堆積するステップをさらに含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、キャップ基板を支持基板に取り付けるステップが、キャップ基板と支持基板との領域にキャパシタを形成するステップをさらに含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。
【００２１】
さらに、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を形成する方法が記述される。本方法は、第１構造を提供するステップを含み、この第１構造は、キャップ・ウェハと、該キャップ・ウェハの縁部に形成された第１導電材料とを備える。本方法は、第２構造を提供するステップをさらに含み、この第２構造を提供するステップは、支持ウェハを提供するステップと、支持ウェハ上に第２導電材料を堆積するステップと、第２導電材料のパターニングを行って第２導電材料に開口、ギャップ停止部、および接点を形成するステップとを含み、開口は、ギャップ停止部と接点との間にあり、本方法は、接点上に半導体スタックを形成するステップをさらに含む。本方法は、半導体層を加熱することによって第１構造を第２構造に結合し、それによって半導体層が、開口に流れ込み、ギャップ停止部および接点が、半導体層が開口から流出するのを妨げるステップをさらに含む。本方法は、半導体層を加熱するステップが、半導体スタックを加熱して共晶結合材料を形成するステップを含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、半導体スタックを形成するステップが、第２導電材料上にシリコンからなるシード層を形成するステップと、シード層上にシリコンとゲルマニウムとからなる第１半導体層を形成するステップと、第１半導体層上にゲルマニウムからなる第２半導体層を形成するステップとを含み、共晶結合材料を形成すべく半導体スタックを加熱するステップが、アルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶結合材料を形成するステップを含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、第２導電材料のパターニングを行うステップの前に、スタックのパターニングを行うステップをさらに含むことが可能である。本方法は、第２導電材料上に酸化物を形成するステップと、半導体スタックを形成するステップの前に、酸化物のパターニングを行うステップと、および、第２導電材料のパターニングを行うステップの後に、酸化物を除去するステップとをさらに含むことが可能である。本方法は、第２導電材料を堆積するステップが、ドープした多結晶シリコンを堆積するステップをさらに含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。本方法は、第１構造を第２構造に結合するステップの後に、第１構造と第２導電材料とが、ギャップ停止部の高さと略等しい寸法で、互いに分離されることによる、さらなる特徴づけが可能である。
【００２２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）がさらに記述される。ＭＥＭＳは、支持基板を備えている。ＭＥＭＳは、所定の高さで支持基板上に形成された接点をさらに備える。ＭＥＭＳは、所定の高さにおよび該高さに隣接して形成されたギャップ停止部をさらに備える。ＭＥＭＳは、接点上で且つ接点とギャップ停止部との間に形成された結合材料をさらに備え、接点とギャップ停止部とは、所定の高さでギャップ停止部と接点とを超えて結合材料が延びるのを防止する。ＭＥＭＳは、結合材料に接触する金属層をさらに備える。ＭＥＭＳは、金属層上のキャップ基板をさらに備える。ＭＥＭＳは、結合材料がアルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶材料を含むことによる、さらなる特徴づけが可能である。ＭＥＭＳは、接点とギャップ停止部とが多結晶シリコンからなることによる、さらなる特徴づけが可能である。
【００２３】
さらに、詳細な記述および特許請求の範囲における用語「前」、「後」、「上」「底（下）」、「の上に」「の下に」など（もしあれば）は、記述の目的で使用され、必ずしも恒久的な相対位置について記述する目的で使用されるものではない。従って、使用される用語が適切な状況下では置換可能であり、その結果、ここで記述される本発明の実施形態が、例えば、ここで図示または記述される以外の配向での動作が可能であることは理解される。
【００２４】
さらに、ここで使用される用語「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」は、１つではなく一又は複数であるものとして定義される。また、特許請求の範囲における「少なくとも１つ」および「一又は複数」などの導入句の使用は、同一の請求項が導入句「一又は複数」または「少なくとも１つ」と「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」などの不定冠詞とを含んでいる場合であっても、不定冠詞「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」による別の請求項要素の導入が、そのような要素を１つだけ含んだ発明に対してそのように導入された任意の特定の請求項に限定されることを意味するようには解釈されるべきでない。同じことが定冠詞の使用にも該当する。
【００２５】
特に述べない限り、「第１」および「第２」などの用語は、そのような用語が記述する要素間の任意の識別に対して使用される。このように、これらの用語は、そのような要素の一時的または他の優先順位を示すようには必ずしも意図されていない。
【００２６】
本発明は特定の実施形態を参照してここでは記述されているが、様々な修正および変更が、下の特許請求の範囲に記述されるような本発明の範囲から逸脱することなくなされることができる。例えば、他の結合材料を使用してもよく、また、他の寸法を使用してもよい。また、共晶結合には特定の利益があり、共晶結合以外の状況で、記述された手法を使用する際にも利益がある場合がある。従って、明細書および図は、限定的な意味ではなく例示の意味とみなされるべきであり、そのような修正はすべて、本発明の範囲内に含まれるように意図されている。特定の実施形態に関してここで記述される任意の利点、長所、または問題の解決策は、請求項のいずれかもしくはすべての重大な、必要な、または本質的な特徴もしくは要素として解釈されるようには意図されていない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を形成する方法において、
キャップ基板を提供するステップと、
支持基板を提供するステップと、
該支持基板上に導電材料を堆積するステップと、
該導電材料のパターニングを行って、ギャップ停止部と接点とを形成する導電部分を残すステップであって、前記ギャップ停止部が、開口によって前記接点から分離される、前記ステップと、
前記接点上および前記開口中に結合材料を形成するステップであって、前記ギャップ停止部と接点とが、前記結合材料が前記開口から外側に延びるのを防止する、前記ステップと、
前記結合材料を形成するステップによって、前記キャップ基板を前記支持基板に取り付けるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記結合材料を形成するステップは、
前記導電材料上に半導体層を形成するステップと、
前記キャップ基板と半導体層とを加熱して前記結合材料を形成し、前記キャップ基板を前記支持基板に結合させるステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電部分上にスタックを形成するステップをさらに含み、前記半導体層を形成するステップは、前記スタックを形成するステップの一部を構成する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記導電部分上に前記スタックを形成するステップは、
前記導電部分上にシリコンからなるシード層を形成するステップと、
前記シード層上にシリコンとゲルマニウムとからなる第１層を形成するステップとをさらに含み、
前記半導体層を形成するステップは、第１層上にゲルマニウムからなる第２層を形成するステップとをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記導電材料のパターニングを行うステップの前に、前記スタックのパターニングを行うステップをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記導電材料上に酸化物を形成するステップと、
前記導電材料上に前記スタックを形成するステップの前に、前記酸化物のパターニングを行うステップと、
前記導電材料のパターニングを行うステップの後に、前記酸化物を除去するステップとをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記キャップ基板を提供するステップは、前記キャップ基板の１つの面に接触して形成されたアルミニウム層を有するキャップ基板を提供するステップをさらに含み、前記結合材料を形成するステップの後に、前記アルミニウム層が前記結合材料に接触する請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記結合材料は、アルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶材料を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記導電材料を堆積するステップは、ドープした多結晶シリコンを堆積するステップをさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記キャップ基板を前記支持基板に取り付けるステップは、前記キャップ基板と前記支持基板との１つの領域にキャパシタを形成するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を形成する方法において、
第１構造を提供するステップであって、該第１構造は、キャップ・ウェハと、該キャップ・ウェハの縁部に形成された第１導電材料とを含む、前記ステップと、
第２構造を提供するステップとを含み、該第２構造を提供するステップは、
支持ウェハを提供するステップと、
該支持ウェハ上に第２導電材料を堆積するステップと、
該第２導電材料における開口と、ギャップ停止部と、接点とを形成すべく、前記第２導電材料のパターニングを行うステップであって、前記開口は、前記ギャップ停止部と前記接点との間にある、前記ステップと、
前記接点上に半導体スタックを形成するステップとを含み、
前記方法は、半導体層を加熱することによって、前記第１構造を前記第２構造に結合するステップをさらに含み、それによって、前記半導体層は前記開口に流れ込み、前記ギャップ停止部および前記接点は前記半導体層が前記開口から流出するのを妨げる方法。
【請求項１２】
前記半導体層を加熱するステップは、共晶結合材料を形成すべく前記半導体スタックを加熱するステップ含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記半導体スタックを形成するステップは、
前記第２導電材料上にシリコンからなるシード層を形成するステップと、
該シード層上に第１半導体層を形成するステップであって、該第１半導体層は、シリコンとゲルマニウムとからなる、前記ステップと、
前記第１半導体層上に第２半導体層を形成するステップであって、該第２半導体層は、ゲルマニウムからなる、前記ステップとを含み、
前記共晶結合材料を形成すべく前記半導体スタックを加熱するステップは、
共晶結合材料からなるアルミニウムとゲルマニウムとを形成するステップとを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２導電材料のパターニングを行うステップの前に、前記スタックのパターニングを行うステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２導電材料上に酸化物を形成するステップと、
前記半導体スタックを形成するステップの前に、前記酸化物のパターニングを行うステップと、
前記第２導電材料のパターニングを行うステップの後に、前記酸化物を除去するステップとをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２導電材料を堆積するステップは、ドープした多結晶シリコンを堆積するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１構造を前記第２構造に結合するステップの後に、前記第１構造と前記第２導電材料とは、前記ギャップ停止部の高さと略等しい寸法だけ互いから分離される請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
支持基板と、
所定の高さで前記支持基板上に形成された接点と、
所定の高さまで隣接して形成されたギャップ停止部と、
前記接点上で且つ前記接点と前記ギャップ停止部との間に形成された結合材料であって、前記接点と前記ギャップ停止部とは、前記結合材料が前記所定の高さにおいて前記ギャップ停止部と前記接点とを超えて延びるのを防止する、前記結合材料と、
前記結合材料に接触する金属層と、
該金属層上のキャップ基板とを備える微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）。
【請求項１９】
前記結合材料は、アルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶材料を含む請求項１８に記載のＭＥＭＳ。
【請求項２０】
前記接点と前記ギャップ停止部とは、多結晶シリコンからなる請求項１８に記載のＭＥＭＳ。
【請求項１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を形成する方法において、
キャップ基板を提供するステップと、
支持基板を提供するステップと、
該支持基板上に導電材料を堆積するステップと、
該導電材料のパターニングを行って、ギャップ停止部と接点とを形成する導電部分を残すステップであって、前記ギャップ停止部が、開口によって前記接点から分離される、前記ステップと、
前記接点上および前記開口中に結合材料を形成するステップであって、前記ギャップ停止部と接点とが、前記結合材料が前記開口から外側に延びるのを防止する、前記ステップと、
前記結合材料を形成するステップによって、前記キャップ基板を前記支持基板に取り付けるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記結合材料を形成するステップは、
前記導電材料上に半導体層を形成するステップと、
前記キャップ基板と半導体層とを加熱して前記結合材料を形成し、前記キャップ基板を前記支持基板に結合させるステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電部分上にスタックを形成するステップをさらに含み、前記半導体層を形成するステップは、前記スタックを形成するステップの一部を構成する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記導電部分上に前記スタックを形成するステップは、
前記導電部分上にシリコンからなるシード層を形成するステップと、
前記シード層上にシリコンとゲルマニウムとからなる第１層を形成するステップとをさらに含み、
前記半導体層を形成するステップは、第１層上にゲルマニウムからなる第２層を形成するステップとをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記導電材料のパターニングを行うステップの前に、前記スタックのパターニングを行うステップをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記導電材料上に酸化物を形成するステップと、
前記導電材料上に前記スタックを形成するステップの前に、前記酸化物のパターニングを行うステップと、
前記導電材料のパターニングを行うステップの後に、前記酸化物を除去するステップとをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記キャップ基板を提供するステップは、前記キャップ基板の１つの面に接触して形成されたアルミニウム層を有するキャップ基板を提供するステップをさらに含み、前記結合材料を形成するステップの後に、前記アルミニウム層が前記結合材料に接触する請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記結合材料は、アルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶材料を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記導電材料を堆積するステップは、ドープした多結晶シリコンを堆積するステップをさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記キャップ基板を前記支持基板に取り付けるステップは、前記キャップ基板と前記支持基板との１つの領域にキャパシタを形成するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を形成する方法において、
第１構造を提供するステップであって、該第１構造は、キャップ・ウェハと、該キャップ・ウェハの縁部に形成された第１導電材料とを含む、前記ステップと、
第２構造を提供するステップとを含み、該第２構造を提供するステップは、
支持ウェハを提供するステップと、
該支持ウェハ上に第２導電材料を堆積するステップと、
該第２導電材料における開口と、ギャップ停止部と、接点とを形成すべく、前記第２導電材料のパターニングを行うステップであって、前記開口は、前記ギャップ停止部と前記接点との間にある、前記ステップと、
前記接点上に半導体スタックを形成するステップとを含み、
前記方法は、半導体層を加熱することによって、前記第１構造を前記第２構造に結合するステップをさらに含み、それによって、前記半導体層は前記開口に流れ込み、前記ギャップ停止部および前記接点は前記半導体層が前記開口から流出するのを妨げる方法。
【請求項１２】
前記半導体層を加熱するステップは、共晶結合材料を形成すべく前記半導体スタックを加熱するステップ含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記半導体スタックを形成するステップは、
前記第２導電材料上にシリコンからなるシード層を形成するステップと、
該シード層上に第１半導体層を形成するステップであって、該第１半導体層は、シリコンとゲルマニウムとからなる、前記ステップと、
前記第１半導体層上に第２半導体層を形成するステップであって、該第２半導体層は、ゲルマニウムからなる、前記ステップとを含み、
前記共晶結合材料を形成すべく前記半導体スタックを加熱するステップは、
共晶結合材料からなるアルミニウムとゲルマニウムとを形成するステップとを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２導電材料のパターニングを行うステップの前に、前記スタックのパターニングを行うステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２導電材料上に酸化物を形成するステップと、
前記半導体スタックを形成するステップの前に、前記酸化物のパターニングを行うステップと、
前記第２導電材料のパターニングを行うステップの後に、前記酸化物を除去するステップとをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２導電材料を堆積するステップは、ドープした多結晶シリコンを堆積するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１構造を前記第２構造に結合するステップの後に、前記第１構造と前記第２導電材料とは、前記ギャップ停止部の高さと略等しい寸法だけ互いから分離される請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
支持基板と、
所定の高さで前記支持基板上に形成された接点と、
所定の高さまで隣接して形成されたギャップ停止部と、
前記接点上で且つ前記接点と前記ギャップ停止部との間に形成された結合材料であって、前記接点と前記ギャップ停止部とは、前記結合材料が前記所定の高さにおいて前記ギャップ停止部と前記接点とを超えて延びるのを防止する、前記結合材料と、
前記結合材料に接触する金属層と、
該金属層上のキャップ基板とを備える微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）。
【請求項１９】
前記結合材料は、アルミニウムとゲルマニウムとからなる共晶材料を含む請求項１８に記載のＭＥＭＳ。
【請求項２０】
前記接点と前記ギャップ停止部とは、多結晶シリコンからなる請求項１８に記載のＭＥＭＳ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１３−５１２７９２（Ｐ２０１３−５１２７９２Ａ）
【公表日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４３１３７（Ｐ２０１２−５４３１３７）
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５７６１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７１６８５
【国際公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（５０４１９９１２７）フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド (806)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５７６１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７１６８５
【国際公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（５０４１９９１２７）フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド (806)
【Ｆターム（参考）】
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