一种旋转结构的制备方法以及旋转结构与流程

技术特征：

1.一种旋转结构的制备方法，其特征在于，包括：

采用湿法腐蚀工艺制备第一半导体结构，其中，所述第一半导体结构包括位于第一表面的第一斜坡凹槽和位于第二表面的第二斜坡凹槽；所述第一斜坡凹槽的斜坡面和所述第二斜坡凹槽的斜坡面均为(111)晶面，所述第一表面和第二表面相对设置；

制备第二半导体结构，所述第二半导体结构包括独立设置的第一下电极连接单元和第二下电极连接单元；

采用键合工艺，将所述第一半导体结构的第二表面设置在所述第二半导体结构的独立设置的所述第一下电极连接单元和所述第二下电极连接单元之上；

在所述第一半导体结构的预设区域制备可旋转单元；

在所述第一半导体结构的第一表面侧制备上电极、第一下电极和第二下电极，所述上电极与所述可旋转单元电连接，所述第一下电极与所述第一下电极连接单元电连接，所述第二下电极与所述第二下电极连接单元电连接。

2.根据权利要求1所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，采用湿法腐蚀工艺制备第一半导体结构包括：

提供第一硅衬底，所述第一硅衬底包括相对设置的所述第一表面和所述第二表面，所述第一表面和所述第一硅衬底的(111)晶面呈第一夹角，所述第二表面与所述第一硅衬底的(111)晶面呈第二夹角；

在所述第一表面和所述第二表面生长第一氧化层；

分别去除所述第一表面一侧的部分所述第一氧化层以及所述第二表面一侧的部分所述第一氧化层，暴露出部分所述第一表面和部分所述第二表面；

对所述第一表面和所述第二表面进行湿法腐蚀，分别暴露出部分所述(111)晶面，得到所述第一斜坡凹槽和所述第二斜坡凹槽，所述第一斜坡凹槽的斜坡面和所述第二斜坡凹槽的斜坡面均为(111)晶面；

去除所述第一表面上剩余的所述第一氧化层以及所述第二表面上的第一氧化层；

在所述第一表面、所述第一表面侧的第一斜坡凹槽的斜坡面、所述第二表面以及所述第二表面侧的第二斜坡凹槽的斜坡面生长第二氧化层；

去除所述预设区域内，所述第二表面侧的第二氧化层；

在所述第二氧化层远离所述第二表面一侧的表面制备键合层，得到第一半导体结构。

3.根据权利要求2所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，制备第二半导体结构包括：

提供第二硅衬底，所述第二硅衬底包括相对设置的第三表面和与所述第三表面相对设置的第四表面，所述第三表面和所述第二硅衬底的(111)晶面呈第三夹角；

在所述第三表面和所述第四表面生长第三氧化层；

去除所述第三表面一侧的部分所述第三氧化层；

对所述第三表面进行湿法腐蚀，暴露出部分所述(111)晶面，得到第三斜坡凹槽，所述第三斜坡凹槽的斜坡面为(111)晶面；

除去所述第三表面上剩余的所述第三氧化层以及所述第四表面上的第三氧化层；

在所述第三表面、所述第三斜坡凹槽的斜坡面所以及所述第四表面生长第四氧化层；

在所述第三斜坡凹槽的斜坡面以及所述第三斜坡凹槽的第一侧的第三表面制备第一电极连接层，在所述第三斜坡凹槽的第二侧的第三表面制备第二电极连接层，所述第三斜坡凹槽位于第三斜坡凹槽的第一侧的第三表面与所述第三斜坡凹槽的第二侧的第三表面之间，所述第一电极连接层与所述第二电极连接层绝缘设置，得到第二半导体结构。

4.根据权利要求3所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，所述(111)晶面偏向(001)晶面为正角度，偏离(001)晶面为负角度，所述第一夹角α满足大于或等于-35.3°，且小于或等于0°，或者大于0°且小于或等于54.7°；所述第二夹角β满足大于或等于-35.3°，且小于或等于0°，或者大于0°且小于或等于54.7°；所述第三夹角δ满足大于或等于-35.3°，且小于或等于0°，或者大于0°且小于或等于54.7°；

所述第一斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角为θ，其中θ大于0°，且小于或等于90°；所述第二斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角为φ大于0°，且小于或等于90°；所述第一斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角为所述第一斜坡凹槽的斜坡面与水平方向的夹角，所述第二斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角为所述第二斜坡凹槽的斜坡面与水平方向的夹角；所述第三斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角为γ，其中γ大于0°，且小于或等于90°，所述第三斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角为所述第三斜坡凹槽的斜坡面与水平方向的夹角。

5.根据权利要求3所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，采用键合工艺，将所述第一半导体结构的第二表面设置在所述第二半导体结构的独立设置的所述第一下电极连接单元和所述第二下电极连接单元之上包括：

采用共晶键合工艺，将所述第一硅衬底的第二表面侧位于所述第二硅衬底的第三表面侧之上，其中，所述第三斜坡凹槽位于所述第一斜坡凹槽的正下方，所述第二斜坡凹槽的斜坡面的脊线与所述第三斜坡凹槽的斜坡面的脊线平行，且所述第二斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角与所述第三斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角相等。

6.根据权利要求5所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，在所述第一半导体结构的第一表面侧制备可旋转单元包括：

沿所述第一斜坡凹槽的脊线所在的直线和所述第二斜坡凹槽的脊线所在的直线对所述第一硅衬底的第一表面进行深硅刻蚀，直至贯穿所述第一硅衬底的第二表面，以及沿预设区域对所述第一硅衬底的第一表面以及所述第一斜坡凹槽的斜坡面进行减薄，得到所述可旋转单元，所述预设区域覆盖所述第一斜坡凹槽和所述第二斜坡凹槽。

7.根据权利要求6所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，沿所述第一斜坡凹槽的脊线所在的直线和所述第二斜坡凹槽的脊线所在的直线对所述第一硅衬底的第一表面进行深硅刻蚀，直至贯穿所述第一硅衬底的第二表面，以及沿预设区域对所述第一硅衬底的第一表面以及所述第一斜坡凹槽的斜坡面进行减薄，得到所述可旋转单元，所述预设区域覆盖所述第一斜坡凹槽和所述第二斜坡凹槽时，还包括：

沿第一预设位置对所述第一硅衬底以及所述第二表面一侧的第二氧化层，进行深硅刻蚀，形成第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于所述第一下电极连接单元之上，所述第二通孔位于所述第二下电极连接单元之上。

8.根据权利要求7所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，在所述第一半导体结构的第一表面侧制备上电极、第一下电极和第二下电极，所述上电极与所述可旋转单元电连接，所述第一下电极与所述第一下电极连接单元电连接，所述第二下电极与所述第二下电极连接单元电连接包括：

沿第二预设位置，刻蚀所述第一硅衬底的第一表面侧的第二氧化层，形成第三凹槽；

形成上电极，所述上电极覆盖所述可旋转单元以及所述第三凹槽；

形成第一下电极，所述第一下电极覆盖所述第一通孔的底面和侧壁；

形成第二下电极，所述第二下电极覆盖所述第二通孔的底面和侧壁。

9.根据权利要求8所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，

沿第二预设位置，刻蚀所述硅衬底的第一表面侧的第二氧化层，形成第三凹槽之前，还包括：

在所述第一硅衬底的第一表面侧生长第五氧化层，覆盖所述第一通孔和所述第二通孔的侧壁。

10.根据权利要求3所述的旋转结构的制备方法，其特征在于，所述旋转结构还包括支撑框架和扭转梁；

所述第一半导体结构中所述可旋转单元之外的部分以及所述第二半导体结构中所述第一下电极连接单元和所述第二下电极连接单元的之外部分为所述旋转结构的支撑框架；

所述制备方法还包括：

制备扭转梁，所述扭转梁沿所述第一斜坡凹槽的斜坡面的脊线方向，一端与所述可旋转单元连接，所述扭转梁的另一端与所述支撑框架连接。

11.一种旋转结构，其特征在于，采用权利要求1-10任一所述的方法制备得到，包括：

第二半导体结构，所述第二半导体结构包括独立设置的第一下电极连接单元和第二下电极连接单元；

第一半导体结构，位于所述第二半导体结构的独立设置的所述第一下电极连接单元和所述第二下电极连接单元之上，所述第一半导体结构包括可旋转单元，所述可旋转单元包括第一斜坡凹槽和第二斜坡凹槽，所述第一斜坡凹槽的斜坡面和所述第二斜坡凹槽的斜坡面均为(111)晶面；

上电极、第一下电极和第二下电极，所述上电极与所述可旋转单元电连接，所述第一下电极与所述第一下电极连接单元电连接，所述第二下电极与所述第二下电极连接单元电连接。

12.根据权利要求11所述的旋转结构，其特征在于，所述第二半导体结构包括：第一电极连接层和第二电极连接层，所述第一电极连接层位于所述第三斜坡凹槽的斜坡面以及所述第三斜坡凹槽的第一侧，所述第二电极连接层位于所述第三斜坡凹槽的第二侧，所述第一电极连接层与所述第二电极连接层绝缘设置。

13.根据权利要求12所述的旋转结构，其特征在于，所述第三斜坡凹槽位于所述第一斜坡凹槽的正下方，所述第二斜坡凹槽的斜坡面的脊线与所述第三斜坡凹槽的斜坡面的脊线平行，且所述第二斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角与所述第三斜坡凹槽的斜坡面的倾斜角相等。

14.根据权利要求13所述的旋转结构，其特征在于，所述第一半导体结构还包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于所述第一下电极连接单元之上，所述第二通孔位于所述第二下电极连接单元之上。

15.根据权利要求14所述的旋转结构，其特征在于，还包括上电极，所述上电极覆盖所述可旋转单元；

第一下电极，所述第一下电极覆盖所述第一通孔的底面和侧壁；

第二下电极，所述第二下电极覆盖所述第二通孔的底面和侧壁。

16.根据权利要求13所述的旋转结构，其特征在于，所述旋转结构还包括支撑框架和扭转梁；所述第一半导体结构中所述可旋转单元之外的部分以及所述第二半导体结构中所述第一下电极连接单元和所述第二下电极连接单元的之外部分为所述旋转结构的支撑框架，所述扭转梁沿所述第一斜坡凹槽的斜坡面的脊线方向，一端与所述可旋转单元连接，所述扭转梁的另一端与所述支撑框架连接；所述可旋转单元与所述支撑框架的第一断开处位于所述第一斜坡凹槽的脊线所在的直线，第二断开处位于所述第二斜坡凹槽的脊线所在的直线。

技术总结
本发明实施例提供了一种旋转结构的制备方法以及旋转结构，该方法包括：采用湿法腐蚀工艺制备第一半导体结构，其中，第一半导体结构包括位于第一表面的第一斜坡凹槽和位于第二表面的第二斜坡凹槽；第一斜坡凹槽的斜坡面和第二斜坡凹槽的斜坡面均为(111)晶面；制备包括独立设置的第一下电极连接单元和第二下电极连接单元的第二半导体结构；采用键合工艺，将第一半导体结构设置在第二半导体结构之上；在第一半导体结构的预设区域制备可旋转单元；在第一半导体结构的第一表面侧制备上电极、第一下电极和第二下电极。本发明实施例提供的技术方案，制备的斜坡面的倾斜角度可以做到很小，且制备工艺简单，提升斜坡面的制备灵活度。

技术研发人员：焦继伟;刘京;费跃;陈思奇
受保护的技术使用者：上海芯物科技有限公司
技术研发日：2020.01.17
技术公布日：2020.06.02