[发明专利]高温选择性融合接合的工艺与构造

说明书

技术领域

本发明总体上涉及阀和半导体机电装置，更具体地，涉及由例如硅的半导体材料的晶片接合在一起所形成的微加工组件。

背景技术

微机电系统(MEMS)是实体小且其特征或余隙（clearance）的尺寸在微米范围或更小的等级系统(亦即小于约10微米；如同所熟知的，微米(micron)是微米(micrometer)的另一种说法，其为等于0.001毫米的长度单位)。这些系统具有电气和机械组件。“微加工(micro machining)”一词通常意指生产微机电系统装置的三维构造和运动部件。微机电系统初始使用修改过的集成电路(即电脑芯片)制造技术(例如化学蚀刻)和材料(例如硅半导体材料)，以微加工这些非常小的机械装置。现今可使用许多更微细加工的技术和材料。本申请可能用到“微机电系统装置”一词，其意指包括特征或余隙的尺寸在微米范围或更小(亦即小于约10微米)的微加工组件的装置。应注意的是，如果微机电系统装置内包括有微加工组件以外的组件，则这些其他组件可为微加工组件或标准尺寸(亦即较大)组件。类似地，本申请可能用到“微阀”一词，其意指具有特征或余隙的尺寸在微米范围或更小(亦即小于约10微米)的阀，且依据定义，该阀至少局部由微加工而形成。本申请可能用到“微阀装置”一词，其意指包括有微阀的装置，且该装置可包括其他组件。应注意的是，如果微阀装置内包括有微阀以外的组件，则这些其他组件可为微加工组件或标准尺寸(亦即较大)组件。

许多微机电系统装置可由某材料的多个晶片(或板)制成；在将多个晶片组合成已完成的微机电装置以前，该材料可被微加工以形成微机电装置的组件。例如可使用合适的微机电系统制造技术来制造该微机电系统装置，该制造技术例如美国专利US6,761,420；美国专利US7,367,359；Klassen,E.H.等人(1995)所著“Silicon Fusion Bonding and Deep Reactive Ion Etching:A New Technology for Microstructures（硅融合接合和深反应离子蚀刻：用于微构造的新技术），Proc.Transducers 95 Stockholm Sweden，第556-559页；和Petersen,K.E.等人(1991年6月)所著“Surface Micromachined Structures Fabricated with Silicon Fusion Bonding（以硅融合接合而制造的表面微加工构造）”，Proc.Transducers 91，第397-399页所公开的制造技术，现将这些公开内容作为参考引用于此。

发明内容

本发明涉及一种防止微机电系统装置内的可动构造在接合工艺期间内不慎地接合至非运动构造的方法。该方法包括硅的表面制备，以在其他表面的接合期间(包括在高力量、高温度融合接合期间)内，帮助防止可动构造接合至相邻的表面。

本领域的技术人员，从下文对优选实施例的详细描述并配合附图而阅读，将可容易了解本发明的各方面。

附图说明

图l是微机电系统装置的非按比例的横截面视图。

图2是流程图，其例示制备表面供选择性融合接合的方法。

图3是流程图，其提供图2的方法的步骤细节。

具体实施方式

首先应注意这里所使用的某些术语，例如“上”、“下”、“中间”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、“前面”、“后(背)面”和“侧面”其用于帮助描述本发明的优选实施例。除非讨论的内文另有指明或使其特别明显，否则应该在讨论下参考附图来解释这些术语。这些术语无意限制本发明的组件所使用的方位。

现在参考附图，图l例示第一组件(总体上以10表示)的一部分。组件10是一种微机电系统装置，其具有相对于其他固定部分而运动(致动)的部分，例如可在微阀、微加工传感器、或微加工光学开关中看到。在例示的实施例中由单晶硅的三个晶片形成组件10，这三个晶片包括(如图1所示)上晶片12、中间晶片14和下晶片16。