專利名稱：一種微機(jī)電裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)制造領(lǐng)域，特別涉及一種微機(jī)電裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMSMicroelectro mechanical system)是一種體積非常小、質(zhì)量非常輕的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其量度以微米為單位，其內(nèi)部單元包含微型傳感器、微執(zhí)行器如微馬達(dá)、微齒輪、微泵、微閥門等以及相應(yīng)的處理電路。微機(jī)電系統(tǒng)源于娃微細(xì)加工技術(shù)，是微電子、材料、機(jī)械、化學(xué)、傳感器、自動(dòng)控制等多學(xué)科交叉的產(chǎn)物。實(shí)現(xiàn)微機(jī)電系統(tǒng)的主流工藝包括表面硅加工工藝、體硅加工工藝和以LIGA為代表的三維非硅材料加工工藝。表面硅加工工藝和體硅加工工藝?yán)没瘜W(xué)腐蝕·或集成電路工藝技術(shù)對(duì)硅材料進(jìn)行加工，形成硅基MEMS器件。不同的是，體硅加工工藝是對(duì)體硅進(jìn)行三維加工，以襯底單晶硅片作為機(jī)械結(jié)構(gòu)；而表面硅加工工藝則利用與普通集成電路工藝相似的平面加工手段，以硅(單晶或多晶)薄膜作為機(jī)械結(jié)構(gòu)。LIGA技術(shù)(“LIGA” 是德語單詞 Lithographie, Galvanoformung 和 Abformung 的縮寫)是 80 年代初由德國Karlsruhe原子核研究中心首先提出并發(fā)展起來的,它包括同步福射光刻、微電鑄、微塑鑄三個(gè)過程，即首先利用同步輻射X射線光刻技術(shù)光刻出所要求的圖形，然后利用電鑄方法制作出與光刻膠圖形相反的金屬模具，再利用微塑鑄制備微結(jié)構(gòu)。LIGA技術(shù)可制作較大尺度的微器件；可獲得高深寬比、大高度的微結(jié)構(gòu)；可制作不同材料的微器件，材料可以是金屬、合金、生物體可接受的聚合物、具有特殊光學(xué)性能的樹脂、高溫陶瓷等；塑鑄成型工藝使得簡單的小批量生產(chǎn)成為可能。但其缺點(diǎn)也很突出由于需要用到同步輻射，整體系統(tǒng)需要附加于高能加速器，因而運(yùn)行成本非常昂貴；工藝周期長；組件尺寸難以減?。粚IGA零件裝配成部件/整機(jī)仍有一定困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種微機(jī)電裝置及其制造方法，以通過集成電路制造工藝形成一種微型娃基齒輪。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種微機(jī)電裝置，包括基座，轉(zhuǎn)軸和齒輪，所述轉(zhuǎn)軸與所述齒輪連接為一體，所述齒輪和所述轉(zhuǎn)軸安裝于所述基座內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且可與所述基座分離?？蛇x的，所述基座內(nèi)具有轉(zhuǎn)軸槽，所述轉(zhuǎn)軸的直徑小于所述轉(zhuǎn)軸槽，所述轉(zhuǎn)軸安裝于所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，且可與所述轉(zhuǎn)軸槽脫離。可選的，所述基座上還具有蝕刻槽，所述蝕刻槽與所述轉(zhuǎn)軸槽相通，并延伸至所述基座的邊緣?？蛇x的，所述蝕刻槽有多個(gè)，分布于所述轉(zhuǎn)軸槽的四周。可選的，所述齒輪上還具有任意形狀的中空槽。可選的，所述中空槽為多個(gè)，分布于所述齒輪的任意位置上。
可選的，所述齒輪的上方還設(shè)置有上電極板，所述齒輪的下方還設(shè)置有下電極板，所述上電極板的一端通過導(dǎo)體與所述下電極板連接?？蛇x的，所述基座包括底面部分和頂面部分，所述下電極板為所述基座的底面部分，所述導(dǎo)體貫穿于所述基座內(nèi)，對(duì)所述上電極板進(jìn)行支撐并電性連接所述上電極板和所述下電極板。本發(fā)明還提供一種微機(jī)電裝置制造方法，包括以下步驟在制備好的硅基底上形成第一膜層，并使之平坦化，使得所述硅基底與所述第一膜層形成基座；對(duì)所述第一膜層進(jìn)行刻蝕，形成轉(zhuǎn)軸槽；在所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)及所述第一膜層上形成第二膜層，并使之平坦化；
·
對(duì)所述第二膜層進(jìn)行刻蝕，形成轉(zhuǎn)軸形成槽，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽形成于所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)；在所述轉(zhuǎn)軸形成槽及所述第二膜層上形成第三膜層，并使之平坦化，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽內(nèi)形成轉(zhuǎn)軸；對(duì)所述第三膜層進(jìn)行刻蝕，形成所述齒輪，使得所述齒輪的中心與所述轉(zhuǎn)軸的中心重合；去除所述第二膜層，使所述齒輪及所述轉(zhuǎn)軸下落，所述轉(zhuǎn)軸落入所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)?？蛇x的，形成所述第一膜層、第二膜層和第三膜層的方法包括物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)?？蛇x的，平坦化所述第一膜層、第二膜層和第三膜層的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回流?？蛇x的，對(duì)所述第一膜層、第二膜層和第三膜層進(jìn)行刻蝕的方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕?？蛇x的，在對(duì)所述第一膜層進(jìn)行刻蝕時(shí)，還形成蝕刻槽，所述蝕刻槽與所述轉(zhuǎn)軸槽相通，且延伸至所述基座的邊緣，所述蝕刻槽為一個(gè)或多個(gè)，分布于所述轉(zhuǎn)軸槽的四周。本發(fā)明還提供一種微機(jī)電裝置制造方法，包括以下步驟在制備好的硅基底上形成第一膜層，并使之平坦化，使得所述硅基底與所述第一膜層形成基座；對(duì)所述第一膜層進(jìn)行刻蝕，形成轉(zhuǎn)軸槽；在所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)及所述第一膜層上形成第二膜層，并使之平坦化；對(duì)所述第二膜層進(jìn)行刻蝕，形成轉(zhuǎn)軸形成槽，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽行成于所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)；在所述轉(zhuǎn)軸形成槽內(nèi)及所述第二膜層上形成第三膜層，并使之平坦化，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽內(nèi)形成轉(zhuǎn)軸；對(duì)所述第三膜層進(jìn)行刻蝕，形成所述齒輪并在所述齒輪上刻蝕形成中空槽，所述齒輪的中心與所述轉(zhuǎn)軸的中心重合，所述中空槽為任意形狀，所述中空槽為一個(gè)或多個(gè)，形成于所述齒輪的任意位置上；在經(jīng)過刻蝕后所述第三膜層上及經(jīng)刻蝕后暴露出的所述第二膜層上形成第四膜層，并使之平坦化；
在所述齒輪的一側(cè)，所述第一膜層、第二膜層和第四膜層內(nèi)刻蝕形成導(dǎo)電通槽，所述導(dǎo)電通槽與所述硅基底相通；在所述導(dǎo)電通槽內(nèi)及所述第四膜層上淀積形成第五膜層，并使之平坦化；在所述第五膜層上刻蝕形成上電極板，所述上電極板的一端位于所述齒輪的上方，另一端覆蓋所述導(dǎo)電通槽；去除所述第四膜層；
去除所述第二膜層，使所述分齒輪及所述轉(zhuǎn)軸下落，所述轉(zhuǎn)軸落入所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)?？蛇x的，所述第一膜層為非導(dǎo)體材料?？蛇x的，所述第一膜層的材料為二氧化硅或氮化硅?？蛇x的，所述第五膜層為導(dǎo)體材料。 可選的，所述第五膜層的材料為金屬或硅?？蛇x的，形成所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層的方法包括物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)?？蛇x的，平坦化所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回流?？蛇x的，對(duì)所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層進(jìn)行刻蝕的方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。可選的，在對(duì)所述第一膜層進(jìn)行刻蝕時(shí)，還形成蝕刻槽，所述蝕刻槽與所述轉(zhuǎn)軸槽相通，且延伸至所述基座的邊緣，所述蝕刻槽為一個(gè)或多個(gè)，分布于所述轉(zhuǎn)軸槽的四周。本發(fā)明提供的微機(jī)電裝置及其制造方法通過集成電路制造工藝制造出娃基微型齒輪，其齒輪的最小尺寸可達(dá)到I立方微米，該齒輪可于基座的轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，也可與基座脫離，可在微機(jī)電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。同時(shí)，本發(fā)明的微機(jī)電裝置還可通過轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電流，將齒輪的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而使本發(fā)明的微機(jī)電裝置還可成為一種信號(hào)發(fā)生器或波形發(fā)生器。


圖I為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的另一種實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示的微機(jī)電裝置的另一種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的一種優(yōu)選實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的微機(jī)電裝置將機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的原理示意圖；圖6A至圖6L為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的制造方法示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。本發(fā)明所述的微機(jī)電裝置及其制造方法可利用多種替換方式實(shí)現(xiàn)，下面是通過較佳的實(shí)施例來加以說明，當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所熟知的一般的替換無疑涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為了便于說明，示意圖不依一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定。請(qǐng)參閱圖1，圖I為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本發(fā)明的微機(jī)電裝置包括基座10，轉(zhuǎn)軸20和齒輪30。所述轉(zhuǎn)軸20與所述齒輪30連接為一體，所述齒輪30和所述轉(zhuǎn)軸20可安裝于所述基座10內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)或可與所述基座10分離。所述齒輪30上具有中空槽31，所述中空槽31可以為任何形狀，所述中空槽31可以為多個(gè)，分布于所述齒輪30的任意位置上；所述基座10內(nèi)具有轉(zhuǎn)軸槽11和蝕刻槽12，所述轉(zhuǎn)軸槽11的形狀與所述轉(zhuǎn)軸20的形狀相適應(yīng)，所述轉(zhuǎn)軸20的直徑小于所述轉(zhuǎn)軸槽11，使得所述轉(zhuǎn)軸20可安裝于所述轉(zhuǎn)軸槽11內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),也可與所述轉(zhuǎn)軸槽11脫離；所述蝕刻槽12連接所述轉(zhuǎn)軸槽11，與所述轉(zhuǎn)軸槽11相通,并延伸至所述基座10的邊緣，所述蝕刻槽12可以有多個(gè)，分布于所述轉(zhuǎn)軸槽11的四周。請(qǐng)結(jié)合參閱圖2和圖3，圖2為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的另一種實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2所示的微機(jī)電裝置的另一種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2和圖3所示，在圖I所示的微機(jī)電裝置結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，所述齒輪30的上方還設(shè)置有上電極板40，所述上電極板40的一端位于所述齒輪30的上方，另一端與位于所述齒輪30下方的接地下電極·板50通過導(dǎo)體60連接。所述導(dǎo)體60用于電性連接所述上電極板40和所述下電極板50，作為一種實(shí)施例，同時(shí)也可利用所述導(dǎo)體60對(duì)所述上電極板40進(jìn)行支撐固定。請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的一種優(yōu)選實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，所述基座10包括底面部分和頂面部分,所述下電極板50為所述基座10的底面部分，所述導(dǎo)體60貫穿于所述基座10內(nèi)，對(duì)所述上電極板40進(jìn)行支撐并電性連接所述上電極板40和所述下電極板50。請(qǐng)參看圖5，圖5為本發(fā)明的微機(jī)電裝置將機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的原理示意圖。如圖5所示，當(dāng)所述上電極板40上被施加一定的電壓，所述齒輪30接地時(shí)，所述上電極板40和所述齒輪30間形成電容，由于所述齒輪30上還具有所述中空槽31，故當(dāng)所述齒輪30發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位于所述上電極板40下方的齒輪面積發(fā)生變化，導(dǎo)致所述上電極板40和所述齒輪30間形成的電容也隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，從而使所述上電極板40上產(chǎn)生電流，所述電流可通過所述導(dǎo)體60傳導(dǎo)至所述下電極板50。以下結(jié)合圖4及圖6A至圖6L說明本發(fā)明的微機(jī)電裝置的制造方法。圖6A至圖6L為圖4所示的微機(jī)電裝置的制造方法示意圖。首先，如圖4及圖6A所示，在制備好的硅基底100上形成第一膜層110，并使之平坦化，所述硅基底100與所述第一膜層110形成所述基座10。所述第一膜層110可以為二氧化硅或氮化硅等非導(dǎo)體材料。形成所述第一膜層Iio的方法包括物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)。平坦化所述第一膜層110的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回流等。其次，請(qǐng)參看圖4和圖6B，圖6B為所述刻蝕步驟的剖視示意圖，在所述第一膜層110上刻蝕出所述轉(zhuǎn)軸槽11和蝕刻槽12，使得所述蝕刻槽12連接所述轉(zhuǎn)軸槽11并與所述轉(zhuǎn)軸槽11相通，且延伸至所述基座10的邊緣，所述蝕刻槽12可以有多個(gè)，分布于所述轉(zhuǎn)軸槽11的四周。所述刻蝕方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。再次，如圖4及圖6C所示，在所述轉(zhuǎn)軸槽11和蝕刻槽12內(nèi)和所述刻蝕后的第一膜層110上形成第二膜層120，并使之平坦化。所述第二膜層120可以為金屬、氧化硅、氮化硅等材料。形成所述第二膜層120的方法包括物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)。平坦化所述第二膜層120的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回流等。再次，如圖4及圖6D所示，在所述第二膜層120上刻蝕形成所述轉(zhuǎn)軸形成槽121，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽121形成于所述轉(zhuǎn)軸槽11內(nèi)。所述刻蝕方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。再次，如圖6E所示，在所述轉(zhuǎn)軸形成槽121內(nèi)及所述刻蝕后的第二膜層120上形成第三膜層130，并使之平坦化，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽121內(nèi)形成所述轉(zhuǎn)軸20。所述第三膜層130可以為金屬、氧化硅、氮化硅等材料。形成所述第三膜層130的方法包括物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)。平坦化所述第三膜層130的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回 流等。再次，如圖4、圖6E及圖6F所示，在所述第三膜層130上刻蝕形成所述齒輪30并在所述齒輪30上刻蝕形成所述中空槽31，使得所述齒輪30的中心與所述轉(zhuǎn)軸20的中心重合。所述中空槽31可以為任何形狀，所述中空槽31可以為多個(gè)，分布于所述齒輪30的任意位置上。所述刻蝕方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。再次，如圖4及圖6G所示，在經(jīng)過刻蝕后所述第三膜層130上及經(jīng)刻蝕后暴露出的所述第二膜層120上形成第四膜層140，并使之平坦化。所述第四膜層140可以為金屬、氧化硅、氮化硅、光刻膠等材料。形成所述第四膜層140的方法包括物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)等。平坦化所述第四膜層140的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回流等。再次,如圖4及圖6H所不，在所述齒輪30的一側(cè)，所述第一膜層110、第二膜層120、第四膜層140內(nèi)刻蝕形成導(dǎo)電通槽141，所述導(dǎo)電通槽141與所述硅基底100相通。所述刻蝕方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。再次，如圖4、圖6H及圖61所示，在所述導(dǎo)電通槽141內(nèi)及所述第四膜層140上淀積形成第五膜層150，并使之平坦化，使得所述導(dǎo)電通槽141內(nèi)行成所述導(dǎo)體60。所述第五膜層150可以為金屬或硅等導(dǎo)體材料。平坦化所述第五膜層150的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回流等。再次,如圖4、圖61及圖6J所不,在所述第五膜層150上刻蝕形成所述上電極板40，使得所述上電極板40的一端位于所述齒輪30的上方，另一端覆蓋所述導(dǎo)電通槽141即連接于所述導(dǎo)體60，所述硅基底100即作為所述下電極板50。再次，如圖4及圖6K所示，去除所述第四膜層140。所述去除方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。再次，如圖4及圖6L所示，去除所述第二膜層120。所述去除方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。優(yōu)選的，通過濕法刻蝕去除所述第二膜層120，所述刻蝕液體可通過所述第一膜層110上的蝕刻槽12流入所述第二膜層120的底部，使得所述第二膜層120得到充分的刻蝕去除。最后，所述齒輪30及所述轉(zhuǎn)軸20下落，所述轉(zhuǎn)軸20落入所述基底10上的轉(zhuǎn)軸槽11內(nèi)，形成可在轉(zhuǎn)軸槽11內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的并可與所述轉(zhuǎn)軸槽11脫離的本發(fā)明的微機(jī)電裝置結(jié)構(gòu)。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種微機(jī)電裝置，包括基座，轉(zhuǎn)軸和齒輪，所述轉(zhuǎn)軸與所述齒輪連接為一體，所述齒輪和所述轉(zhuǎn)軸安裝于所述基座內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且可與所述基座分離。
2.如權(quán)利要求I所述的微機(jī)電裝置，其特征在于，所述基座內(nèi)具有轉(zhuǎn)軸槽，所述轉(zhuǎn)軸的直徑小于所述轉(zhuǎn)軸槽，所述轉(zhuǎn)軸安裝于所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，且可與所述轉(zhuǎn)軸槽脫離。
3.如權(quán)利要求2所述的微機(jī)電裝置，其特征在于，所述基座上還具有蝕刻槽，所述蝕刻槽與所述轉(zhuǎn)軸槽相通，并延伸至所述基座的邊緣。
4.如權(quán)利要求3所述的微機(jī)電裝置，其特征在于，所述蝕刻槽有多個(gè)，分布于所述轉(zhuǎn)軸槽的四周。
5.如權(quán)利要求I所述的微機(jī)電裝置，其特征在于，所述齒輪上還具有任意形狀的中空槽。
6.如權(quán)利要求5所述的微機(jī)電裝置，其特征在于，所述中空槽為多個(gè)，分布于所述齒輪的任意位置上。
7.如權(quán)利要求5或6所述的微機(jī)電裝置，其特征在于，所述齒輪的上方還設(shè)置有上電極板，所述齒輪的下方還設(shè)置有下電極板，所述上電極板的一端通過導(dǎo)體與所述下電極板連接。
8.如權(quán)利要求7所述的微機(jī)電裝置，其特征在于，所述基座包括底面部分和頂面部分，所述下電極板為所述基座的底面部分，所述導(dǎo)體貫穿于所述基座內(nèi)，對(duì)所述上電極板進(jìn)行支撐并電性連接所述上電極板和所述下電極板。
9.一種微機(jī)電裝置制造方法，包括以下步驟 在制備好的硅基底上形成第一膜層，并使之平坦化，使得所述硅基底與所述第一膜層形成基座； 對(duì)所述第一膜層進(jìn)行刻蝕，形成轉(zhuǎn)軸槽； 在所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)及所述第一膜層上形成第二膜層，并使之平坦化； 對(duì)所述第二膜層進(jìn)行刻蝕，形成轉(zhuǎn)軸形成槽，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽形成于所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)； 在所述轉(zhuǎn)軸形成槽及所述第二膜層上形成第三膜層，并使之平坦化，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽內(nèi)形成轉(zhuǎn)軸； 對(duì)所述第三膜層進(jìn)行刻蝕，形成所述齒輪，使得所述齒輪的中心與所述轉(zhuǎn)軸的中心重合； 去除所述第二膜層，使所述齒輪及所述轉(zhuǎn)軸下落，所述轉(zhuǎn)軸落入所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，形成所述第一膜層、第二膜層和第三膜層的方法包括物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)。
11.如權(quán)利要求9所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，平坦化所述第一膜層、第二膜層和第三膜層的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回流。
12.如權(quán)利要求9所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，對(duì)所述第一膜層、第二膜層和第三膜層進(jìn)行刻蝕的方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。
13.如權(quán)利要求9至12中任一權(quán)利要求所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，在對(duì)所述第一膜層進(jìn)行刻蝕時(shí)，還形成蝕刻槽，所述蝕刻槽與所述轉(zhuǎn)軸槽相通，且延伸至所述基座的邊緣，所述蝕刻槽為一個(gè)或多個(gè)，分布于所述轉(zhuǎn)軸槽的四周。
14.一種微機(jī)電裝置制造方法，包括以下步驟 在制備好的硅基底上形成第一膜層，并使之平坦化，使得所述硅基底與所述第一膜層形成基座； 對(duì)所述第一膜層進(jìn)行刻蝕，形成轉(zhuǎn)軸槽； 在所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)及所述第一膜層上形成第二膜層，并使之平坦化； 對(duì)所述第二膜層進(jìn)行刻蝕，形成轉(zhuǎn)軸形成槽，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽行成于所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)； 在所述轉(zhuǎn)軸形成槽內(nèi)及所述第二膜層上形成第三膜層，并使之平坦化，使得所述轉(zhuǎn)軸形成槽內(nèi)形成轉(zhuǎn)軸； 對(duì)所述第三膜層進(jìn)行刻蝕，形成所述齒輪并在所述齒輪上刻蝕形成中空槽，所述齒輪的中心與所述轉(zhuǎn)軸的中心重合，所述中空槽為任意形狀，所述中空槽為一個(gè)或多個(gè)，形成于所述齒輪的任意位置上； 在經(jīng)過刻蝕后所述第三膜層上及經(jīng)刻蝕后暴露出的所述第二膜層上形成第四膜層，并使之平坦化； 在所述齒輪的一側(cè)，所述第一膜層、第二膜層和第四膜層內(nèi)刻蝕形成導(dǎo)電通槽，所述導(dǎo)電通槽與所述硅基底相通； 在所述導(dǎo)電通槽內(nèi)及所述第四膜層上淀積形成第五膜層，并使之平坦化； 在所述第五膜層上刻蝕形成上電極板，所述上電極板的一端位于所述齒輪的上方，另一端覆蓋所述導(dǎo)電通槽； 去除所述第四膜層； 去除所述第二膜層，使所述分齒輪及所述轉(zhuǎn)軸下落，所述轉(zhuǎn)軸落入所述轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，所述第一膜層為非導(dǎo)體材料。
16.如權(quán)利要求15所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，所述第一膜層的材料為二氧化硅或氮化硅。
17.如權(quán)利要求14所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，所述第五膜層為導(dǎo)體材料。
18.如權(quán)利要求17所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，所述第五膜層的材料為金屬或娃。
19.如權(quán)利要求14所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，形成所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層的方法包括物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD) ο
20.如權(quán)利要求14所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，平坦化所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層的方法包括化學(xué)機(jī)械平坦或回流。
21.如權(quán)利要求14所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，對(duì)所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層和第五膜層進(jìn)行刻蝕的方法包括干法刻蝕或濕法刻蝕。
22.如權(quán)利要求14至21中任一權(quán)利要求所述的微機(jī)電裝置制造方法，其特征在于，在對(duì)所述第一膜層進(jìn)行刻蝕時(shí)，還形成蝕刻槽，所述蝕刻槽與所述轉(zhuǎn)軸槽相通，且延伸至所述基座的邊緣，所述蝕刻槽為一個(gè)或多個(gè)，分布于所述轉(zhuǎn)軸槽的四周。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種微機(jī)電裝置，包括基座，轉(zhuǎn)軸和齒輪，所述轉(zhuǎn)軸與所述齒輪連接為一體，所述齒輪和所述轉(zhuǎn)軸安裝于所述基座內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)且可與所述基座分離。本發(fā)明提供的微機(jī)電裝置及其制造方法通過集成電路制造工藝制造出硅基微型齒輪，其齒輪的最小尺寸可達(dá)到1立方微米，該齒輪可于基座的轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，也可與基座脫離，可在微機(jī)電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。同時(shí)，本發(fā)明的微機(jī)電裝置還可通過轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電流，將齒輪的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而使本發(fā)明的微機(jī)電裝置還可成為一種信號(hào)發(fā)生器或波形發(fā)生器。
文檔編號(hào)B81B5/00GK102963858SQ20091019611
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者張啟華 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司