流量感测装置及其制造方法和流体特性测量系统与流程

1.本发明涉及一种用于制造基于科里奥利力的流量感测装置的方法、一种基于科里奥利力的流量感测装置以及一种包括该基于科里奥利力的流量感测装置的用于测量流体的特性的系统。


背景技术：

2.流体测量、控制和操纵在许多应用中是非常重要的。通过开发不同类型的直接质量流量计，质量流量和/或流体密度的直接和精确测量已经成为可能。这种类型的一个有效装置是陀螺仪质量流量计，该陀螺仪质量流量计在进行测量时利用科里奥利力(coriolis force)(简称为科里奥利流量计)。
3.科里奥利流量计实际上是过去几十年来最重要的流量测量原理之一。科里奥利流量计基于能够测量流动流体的多个参数(如质量流速、温度、密度和粘度)的精确测量原理。
4.科里奥利流量计已经以多种不同的形状和技术制造，包括金属管和硅(后者属于微流量计的领域)。通常通过从硅晶圆蚀刻微管结构而使用硅技术、采用类似mems的工艺流程来制造微流量计。这种微机械加工的硅基科里奥利传感器芯片允许将科里奥利测量原理应用于微流体应用，即用于测量非常低的流速或小的流体质量。
5.在此概述了科里奥利流量计的功能原理。
6.科里奥利流量计是基于作用于振动通道中的流体流的科里奥利力的传感器。主要优点是科里奥利力与质量流量成正比并且与温度、压力、流量分布和流体特性无关。因此，科里奥利型流量传感器包括振动管，该振动管将其振动传递至管内的移动(流动)质量。由于外部施加的振动，该质量被迫改变其速度，从而导致可以检测的科里奥利力。科里奥利力引起具有与质量流量成比例的振幅的振动。
7.基于科里奥利(coriolis)的微流量计，即，以mems技术制造的，具有高成本和/或低产率和/或低可靠性的问题。


技术实现要素：

8.本公开提供了满足上述需要的用于制造基于科里奥利力的流量感测装置的方法、基于科里奥利力的流量感测装置以及包括基于科里奥利力的流量感测装置的用于测量流体的特性的系统。
9.本公开涉及基于科里奥利力的流量感测装置的实施例。例如，在至少一个实施例中，基于科里奥利力的流量感测装置包括具有表面的硅基底。绝缘层在基底的表面上并且至少一个驱动电极在绝缘层上。硅结构体与驱动电极部分重叠，并且结构体具有埋入通道。
10.本公开涉及制造基于科里奥利力的流量感测装置的方法。例如，在至少一个实施例中，方法包括通过以下步骤制造基于科里奥利力的流量感测装置。在基底的绝缘层上的驱动电极上形成第一牺牲区域。在第一牺牲区域上形成第一结构部分。第一结构部分具有埋入在其中的第二牺牲区域。第二牺牲区域的一部分与驱动电极至少部分地重叠。形成穿
过第一结构部分的一部分的至少一个孔。孔到达第二牺牲区域。在孔内形成多孔层。多孔层具有孔隙，孔隙的尺寸被确定为允许蚀刻剂通过，蚀刻剂被配置为选择性地去除第二牺牲区域。通过使用蚀刻剂经由多孔层的孔隙选择性地去除第二牺牲区域来形成埋入通道。通过形成与第一结构部分结合的第二结构部分来形成结构体。形成横向于埋入通道的通孔。通孔到达第一牺牲区域。通过经由通孔选择性地去除第一牺牲区域来将结构体的一个区域悬置在驱动电极上。
附图说明
11.为了更好地理解本发明，现在将参考附图仅通过非限制性实例来描述本发明的优选实施例，其中：
12.图1示出了根据本公开的基于科里奥利力的流量感测装置的实施例的侧向截面视图；
13.图2以俯视平面图示意性地示出了图1的基于科里奥利力的流量感测装置的通道的示例性布局；
14.图3
‑
9示出了图1的基于科里奥利力的流量感测装置的制造步骤；
15.图10以俯视平面图示出了根据本公开的基于科里奥利力的流量感测装置的另一实施例；
16.图11
‑
13示出了图10的基于科里奥利力的流量感测装置的各自横向截面视图；
17.图14示出了根据本公开的如图2所示的基于科里奥利力的流量感测装置的实施例的侧向截面视图；
18.图15示出了根据本公开的基于科里奥利力的流量感测装置的替代实施例的侧向截面视图；以及
19.图16示出了根据本公开的基于科里奥利力的流量感测装置的替代性实施例的侧向截面视图。
具体实施方式
20.图1示出了一种基于科里奥利力的流量感测装置，具体是一种用于测量流动液体或气体的质量的科里奥利流量计(以下简称为“流量计”)。流量计用附图标记1标识。
21.图1以横向截面视图示出了轴线x、y和z的三轴参考系中的流量计。在以下描述中，“厚度”旨在沿着轴线z测量。图1的视图是沿图2所示的截面线i
‑
i截取的。
22.流量计1包括：基底2，该基底具有第一表面(例如，顶表面)2a和第二表面(例如，底表面)2b，这基于如图1中所示的流量计1的取向；通道或管4，形成在(埋入)硅体5中，硅体5在基底2的顶表面2a上方延伸；以及驱动和感测电极6(在图1中仅示例性地示出了一个驱动电极6b)，在基底2的顶表面2a上方，具体地在基底2与通道4的一部分之间。电极6通过插入在基底2与电极6之间的一个或多个绝缘层或介电层7与基底2电绝缘。
23.硅体5在锚定区域9处锚定至基底2，并且另外悬置在基底2之上，具体地，将硅体5被悬置在要在用于驱动和感测操作的过程中使通道4振动的位置(形成独立的结构)。因而，在电极6与硅体5之间存在间隔(腔室)3。
24.注意，通道4是在硅体5中制造的埋入通道；因此，在使用期间，为了使通道4振动，
驱动电极6a被极化为使得实现与容纳通道4的硅体5的静电耦合。换言之，驱动电极6a与硅体5静电耦合。在一些实施例中，作为代替，驱动电极6a可以是静电耦合到硅体5的感测电极6a。通过适当地选择施加到驱动电极的信号，使通道4共振。测量由于液体流动及其相关联的科里奥利力而导致的容纳通道的硅体5中的扭转，以便检测气体或液体的质量流速。当通道4填充有流体/液体/气体时，可以通过测量由于流动引起的电容变化和/或共振频率变化来实现检测。驱动电极静电驱动硅通道4共振，并且感测电极电容地感测容纳通道4的硅体5的频率和扭转运动。为了实现或改善静电耦合，可以在制造过程中例如在1
·
1015
‑1·
1018ions/cm3的范围内对硅体5进行适当的掺杂，例如n型掺杂。
25.硅体5在由导电材料(诸如掺杂硅)形成时能够用作能够电容地耦合至驱动电极的电极，使得驱动电极能够静电驱动硅体5。然而，可预见的是，硅体5可由非导电材料和单独电极形成，该单独电极形成在硅体5上，直接面向驱动电极，用于静电振动通道4。感测电极可以电容地或静电地或甚至磁性地，或者以能够感测硅体5的接近或运动的任何其他合适的方式感测硅体5的接近或运动。
26.通道4包括输入口14和输出口16(图2中示出)，输入口14和输出口16被构造成允许流体在通道4内循环。
27.帽10也可以存在于硅体5上方，通过耦合或接合区域13耦合至硅体5。耦合或接合区域13被制造成使得实现流体密封，从而将腔室11与外部环境隔离。腔室11因此可以被构造为在其中具有受控的压力。这是为了使压力降低到几毫巴，其中在使用过程中，具有埋入其内部的通道4的硅体5振动。可以在制造过程中实现压力控制(即，通过在压力受控的环境中安装帽10)或通过将吸气器12布置在腔室11内并且然后激活吸气器12来实现。由帽10包封的硅体5允许真空封装，该真空封装通过减小空气阻尼效应进一步提高流量计1的性能。
28.腔室11与腔室3流体连接或流体连通，使得腔室11和腔室3处于相同的压力下。
29.图2是图1的流量计1的示意性俯视平面图，从该图中可以了解到存在输入口14、输出口16、一个感测电极6a和两个驱动电极6b、6c。
30.通道的形状可以在设计阶段自由选择，并且图2所示的形状不限制本公开。
31.在图2中，帽10用虚线示意性地示出。如可以看到的，帽10完全围绕被设计为振动的通道4的部分(即，硅体5的独立部分)，并且使输入口和输出口14、16可流体接近(accessible，进入)。
32.流体/液体/气体通过输入口14进入通道4并且朝向输出口16流过通道4，通过驱动电极6b、6c，硅体5的独立部分能够在共振时或接近共振时振动，以使用科里奥利力原理确定流体的某些特性，如质量流速和密度。具体地，由于独立部分在共振时或接近共振时被驱动，感测电极6a感测独立部分的扭转运动，称为科里奥利效应。独立部分在振动周期期间由于科里奥利效应而偏转的程度可与流过通道4的流体的质量流速相关，而流体的密度与共振时的振动频率成正比。
33.流量计1可用在用于测量在通道4中循环的流体的特性的系统中。
34.这种系统可包括流体再循环装置、流体移动装置或流体移动子系统(例如，泵或微型泵)，该流体再循环装置、流体移动装置或流体移动子系统具有流体地连接至流量计1的输入口14的泵出口以及流体连接至流量计1的输出口的泵入口或储液器。流体再循环装置被构造成使流体流过通道4。当然，在不同的设计中，流量计1可使其输入和输出口14、16连
接至另一个通道，以便在没有泵的情况下从所述另一个通道接收流体。
35.该系统还可以包括用于使驱动电极6b、6c相对于流量计1的主体5偏置的驱动装置或驱动电路装置(例如，一个或多个电压发生器)，以便在流体流过通道4时使主体5振动。
36.该系统还可以包括用于感测主体5的振动的感测装置、感测部件、或传感器。感测装置取决于在流量计1中实施的感测类型，即电容感测、磁感测等。在电容感测的情况下，感测装置可包括一组(一个或多个)感测电极以检测电容变化。
37.参见图3
‑
10详细描述图1的流量计1的制造步骤。
38.参见图3，提供硅基底2。氧化基底2的顶表面2a以形成氧化硅层7a，然后在氧化硅层7a上形成钝化层7b(例如氧化铝
‑
al2o3)，以形成绝缘层7。
39.氧化硅层7a的厚度为，例如，3μm，钝化层7b的厚度为，例如，50nm。
40.在绝缘层7上，形成例如由多晶硅或金属制成的导电层20，并且然后使导电层20成形以形成感测和驱动电极6以及用于在使用过程中使感测和驱动电极6偏置的布线。导电层20还被成形为限定用于使硅体5偏置的焊盘22以及相应的布线。
41.图3仅示例性地示出了一个电极6b。
42.在电极6和布线上，形成例如由氧化硅制成的牺牲层21。在待形成锚定区域9的地方选择性地去除牺牲层21。在图3中，一个锚定区域9由绝缘层7(具体地，钝化层7b)制成，并且另一个锚定区域9由导电层20的被设计成形成用于硅体5的偏置焊盘22的一部分制成。
43.然后，执行硅外延生长以在牺牲层21上以及在暴露的绝缘层7和焊盘22上生长结构层26，以形成锚定区域9。结构层26具有在3
‑
10μm范围内的厚度，例如3μm。
44.然后，在图4中，在结构层26上形成另一个牺牲层28并且通过光刻和蚀刻步骤使牺牲层28成形。牺牲层28例如由氧化硅制成。如将从以下描述中显而易见的，牺牲层28限定通道4的形状。因而，根据通道4的设计，使用适当的掩模来进行使牺牲层28成形(图案化或蚀刻)的步骤，以实现通道4的期望形状。
45.然后，在结构层26和牺牲层28上执行硅的进一步外延生长，形成另一个结构层30。
46.在结构层30上进行cmp(“化学机械抛光”)步骤、或等效的平坦化步骤，用于使结构层30的顶表面平滑和平坦化。
47.然后，在图5中，执行掩模蚀刻以去除结构层30的在牺牲层28上延伸并且与牺牲层28对准的选择性部分，从而形成多个孔32。孔32在结构层30的整个厚度上延伸，到达并暴露牺牲层28的相应区域。如本文中和下文所述，孔32将形成用于蚀刻剂溶液的通道，该蚀刻剂溶液用于去除牺牲层28。
48.在去除牺牲层28之前，执行图6的步骤。根据图6，多孔层34形成在孔32内，以覆盖孔32的侧壁和孔32的底部(对应于牺牲层28的通过孔32暴露的区域)。多孔层34还可选地在结构层30上延伸。
49.多孔层34可以是例如由具有范围为1nm至50nm的直径的孔(hole)(孔隙，pores)的多孔硅制成，具体地，多孔多晶硅。多孔层34的厚度在80
‑
150nm的范围内。例如，多孔层34的厚度可以是100nm。
50.多孔层34是低压化学气相沉积(lpcvd)沉积的多晶硅膜，其具有对氢氟酸(hf)蚀刻或一些其他合适的湿蚀刻技术可渗透的孔隙。多孔多晶硅的形成是可重复的一步式低压化学气相沉积(lpcvd)工艺过程。根据示例性的非限制性实施例，沉积条件是在压力为约
550mtorr的沉积环境中，在具有使用硅烷源气体的600℃左右的工艺窗口的拉伸
‑
压缩过渡区域中。多孔层34的厚度在100
‑
150nm的范围内。
51.通常，多孔层34的孔隙的尺寸被选择为使得用于去除牺牲层28的蚀刻溶液(液体或气体)能够穿透孔隙到达牺牲层28。在一个实施方式中，蚀刻溶液基于氢氟酸(hf)溶液。
52.参见图7，用hf(氢氟酸)、或缓冲hf混合物(即，缓冲氧化物蚀刻)、或使用蒸汽hf的蒸汽蚀刻技术来执行对牺牲层28(在这个示例性实施例中由氧化硅制成)的蚀刻步骤。由此，形成通道4。
53.然后，在多孔层34上进行硅的进一步外延生长，以形成例如厚度在2
‑
7μm范围内的硅的另一个结构层36。应注意，外延生长填充多孔层34的孔隙并且不会引起通道4内的不期望的硅生长。
54.现在可以在结构层36上形成用于允许驱动/感测电极的外部偏置的一个或多个导电焊盘38。图7中示出了一个示例性焊盘38。焊盘通过沉积导电材料(例如，诸如铝的金属)并且通过使金属成形以实现焊盘的期望延伸而被形成。金属的成形可是图案化金属、蚀刻金属或成形技术的某一其他组合。
55.然后，在图8中，穿过结构层36、30、26并且穿过多孔层34形成至少一个沟槽或孔42，到达牺牲层21。孔42横向于通道4而被形成。尽管在附图中仅示出了一个沟槽42，但是可以形成穿过结构层36、30、26并且穿过多孔层34到达牺牲层21的一个以上沟槽。
56.进行牺牲层21的蚀刻步骤。在这个示例性实施例中，牺牲层21由氧化硅制成，并且因此，可以用hf、或缓冲hf混合物(即，缓冲氧化物蚀刻)、或使用蒸汽hf的蒸汽蚀刻技术来执行蚀刻步骤。由此，形成腔室3。同时，也形成硅体5的悬置部43。
57.然后，在图9中，设置帽10并且通过接合技术或接合技术的组合将帽耦合(例如，接合)至结构层36，以包围(在俯视平面图中)硅体5的悬置部分43和通道4。帽10在接合之前还设置有吸气器12。形成帽10和吸气器12的步骤本身是本领域已知的，因此不再进一步描述。
58.通过去除结构层36、30、26和多孔层34的到达绝缘层7(具体地，钝化层7b)的选择性部分，执行进一步的蚀刻步骤以在将形成输入口14和输出口16的区域处打开通道4。这个相同的蚀刻步骤还可以用于将焊盘38与硅体5电隔离。由此形成图1的装置。
59.在打开通道4(即，形成输入口14和输出口16)之后，可以在通道4内形成另外的层(未示出)，该另外的层覆盖通道4的内壁，从而改变通道4的内壁的特性。例如，该层可以被设计为充当保护通道4的内壁免受侵蚀性流体侵蚀的屏障，或者改善通道4的润湿性，或者用于任何其他目的。该另外的层可以被称为特性改变层，该特性改变层相对于通道4的内壁未被覆盖时具有改进的润湿性。
60.例如，可以执行通道的钝化步骤。钝化步骤旨在促进通道4内的薄氧化硅层(例如，热生长的氧化物)的生长。根据另一个实施例，二氧化铪的原子层可通过ald(“原子层沉积”)工艺形成。如本领域技术人员显而易见的，可以使用其他技术。
61.从以上已经描述的内容来看，本发明的优点已清楚地显现。
62.具体地，所描述的方法高度可靠，在工业上可应用于大规模生产并且具有降低的成本。
63.最后，很明显，在不背离如在所附权利要求书中限定的本公开的保护范围的情况下，可以对在此已经描述和展示的内容进行修改和变化。
64.具体地，已经具体参考由硅制成的基底和结构层描述了本公开。显而易见的是，本发明的教导适用于不同材料的基底，例如玻璃、aln、gan，以及相应地制造的结构层。
65.根据本公开的另外一个实施例，驱动电极和感测电极可被制造成差分类型的，如图10
‑
13所示。
66.图10基本上对应于图2，其中，驱动电极6b由差分电极d1
′‑
d2
′
代替，驱动电极6c由差分电极d1
″‑
d2
″
代替，并且感测电极6a由差分电极s1(s1
′
和s1
″
)和s2(s2，和s2
″
)代替。
67.图11
‑
13示意性地示出了驱动电极6b、6c(图11和12)和感测电极(图13)的截面图，其中，实现了差分结构。图10
‑
13是旨在示出差分电极的布置的示意图，并且没有示出图1的装置的所有结构特征。
68.图11是沿着图10的截面xi
‑
xi截取的。图12是沿着图10的截面xii
‑
xii截取的。图13是沿着图10的截面xiii
‑
xiii截取的。
69.参见图11，驱动电极d1
′
和驱动电极d2
′
被布置在硅体5的相对部分上，横向于通道4。通过利用差分电压δv
′
对电极d1
′
和d2
′
进行偏置，在驱动电极d1
′
和d2
′
的区域对硅体5施加力。
70.参照图12，驱动电极d1
″
和驱动电极d2
″
布置在硅体5的相对部分上，横向于通道4。通过利用差分电压δv
″
对电极d1
″
和d2
″
进行偏置，在驱动电极d1
″
和d2
″
的区域对硅体5施加相应的力。
71.在一个实施方式中，δv
′
等于δv
″
，并且差分电压的施加在时间上是交替的，在第一时间间隔期间，仅对驱动电极d1
′
和d2
′
进行偏置，并且在第二时间间隔期间(继第一时间间隔之后)，仅对驱动电极d1
″
和d2
″
进行偏置。然后重复该过程。由此实现硅体5的振荡(振动)。
72.参见图13，感测电极s1和s2可以通过测量硅体5与s1
′
之间以及硅体5与s1
″
之间的电容变化，并且通过测量硅体5与s2
′
之间以及硅体5与s2
″
之间的电容变化来感测硅体5的振动。
73.图14
‑
16示出了具有与如图1所示的基于科里奥利力的流量感测装置(或流量计)1的实施例相同或相似的特征的基于科里奥利力的流量感测装置200、300的可替代实施例。图14
‑
16中的特征与图1中的特征相同或相似并且由与图1中相同或相似的参考标号表示。然而，基于科里奥利力的流量感测装置200、300的可替代实施例中的不同或附加的特征由不同或附加的参考标号表示。为了本公开的简单和简洁起见，下面将仅进一步详细论述不同或附加的特征。
74.图14是基于科里奥利力的感测装置1的沿图2所示的通道或管4截取的截面视图。输入口或输出口14、16从硅体5的第一侧表面101暴露。第一侧表面101在图14的左手侧。硅体5具有与第一侧表面101相对的第二侧表面102。输入口或输出口14、16基本上与硅体5的侧表面101齐平或共面。多孔层34具有与硅体5的侧表面101齐平或共面的端部。
75.基底2具有第三侧表面103和第四侧表面104，第三侧表面103从侧表面101向外间隔开，第四侧表面104与第三侧表面103相对。第四侧表面104与硅体5的第二侧表面102基本共面。第三侧表面103处于图14的左手侧并且第四侧表面104处于图14的右手侧。
76.图15是基底2上的基于科里奥利力的感测装置200的可替代实施例和基底2上的边界部分105的截面视图。基于科里奥利力的感测装置200的可替代实施例的截面视图是沿与
如图14所示的截面视图相比类似的截面截取的。基于科里奥利力的感测装置200被定位成与边界部分105相邻。开口204在基于科里奥利力的感测装置200与边界部分105之间延伸。
77.边界部分105是将基底2上的基于科里奥利力的感测器件的阵列单独化之后仍保留的来自另一个基于科里奥利力的感测装置的一部分。在单独化工艺之后仍保留的边界部分105形成基于科里奥利力的感测装置200与边界部分105之间的开口204。例如，边界部分105包括帽部分110、接合区域部分131以及主体部分133，该边界部分具有与基于科里奥利力的感测装置200的层类似的层。例如，帽部分110与帽10相似或类似，接合区域部分131与接合区域13相似或类似，并且主体部分133包括与导电层20、硅体5和多孔层34相似或类似的叠层。边界部分105的接合区域部分131将帽部分110与主体部分133连接。
78.边界部分105还包括侧表面112，该侧表面112包括大致共面并且彼此齐平的帽部110、接合区域部131和主体部分133的侧表面。边界部分的侧表面112基本上与基底2的第三侧表面103齐平和共面，这可以在图15的左手侧容易地看到。
79.开口204延伸至输入口或输出口14、16并且与输入口或输出口14、16流体连通。例如，液体或气体可以依次流入开口204中并且然后流入输入口14中，或者液体或气体可以依次流出输出口16并且然后流出开口204。换言之，开口204分别提供进入和离开输入口14或离开输出口16的通路。在一些实施例中，可以存在类似于如图15所示的开口204的多个分开的开口，这些开口分开地并且单独地与输入口14或输出口16中的一个或另一个连通。
80.氧化硅层或部分206位于开口204与包括氧化硅层7a和钝化层7b的绝缘层7之间。氧化硅部分206覆盖绝缘层7的一部分并且保护绝缘层7在单独化或蚀刻工艺期间形成开口204时不被去除。虽然在图1和3
‑
9中未示出类似或相似的氧化硅部分，但容易理解的是，此氧化硅部分206可以以类似的方式结合和定位在图1和3
‑
9中以及在其他替代性实施例中，以便在这些单独化和蚀刻工艺期间保护绝缘层7。
81.图16示出了沿着与如图1中所示的基于科里奥利力的感测装置1的截面视图类似的截面线截取的基于科里奥利力的感测装置300的替代实施例的截面视图。基于科里奥利力的感测装置300包括与第一孔42间隔开的第二孔302。基于图16中的基于科里奥利力的传感装置300的取向，第二孔302横向形成于通道4的左侧。尽管在图16中仅示出了两个孔42、302，但可以容易地理解，可以形成穿过结构层36、30、26并且穿过多孔层34，到达牺牲层21的两个以上沟槽。第二孔302具有与第一沟槽或孔42相同或类似的目的。因此，第二孔302的目的将不在此进一步详细论述。
82.基于科里奥利力的感测装置300还包括焊盘38，该焊盘38位于包括与硅体5、多孔层34和导电层20的层类似或相似的层的堆叠层138的柱上。空间208位于硅体5与堆叠层138的柱之间。空间208物理地将硅体5与堆叠层138的柱分开。
83.基于科里奥利力的感测装置300还包括第一氧化硅部分210a和第二氧化硅部分210b，第一氧化硅部分210a和第二氧化硅部分210b定位成直接邻近于堆叠层138的柱。堆叠层138的柱将第一氧化硅部分210a与第二氧化硅部分210b彼此分离。氧化硅部分210a、210b与氧化硅层或部分206相同或相似，如之前针对如图15所示的基于科里奥利力的感测装置200所论述的。然而，不同于如图15所示的基于科里奥利力的感测装置200，基于科里奥利力的感测装置300具有氧化硅部分210a、210b，基于如图15所示基于科里奥利力的感测设备300的取向，氧化硅部分210a、210b在堆叠层138的柱的左手侧和右手侧。虽然在图1和3
‑
9中
未示出类似或相似的氧化硅部分，容易理解的是，这些氧化硅部分210a、210b可以以类似的方式结合和定位在图1和3
‑
9中以及可替代性实施例中，以在这些单独化和蚀刻工艺期间保护绝缘层7。
84.堆叠层138的柱包括外部侧表面139和与外部侧表面139相对的内部侧表面140。外部侧表面139和内部侧表面140与基底2的侧表面111向内间隔开。外部侧表面139比内部侧表面140更靠近基底2的侧表面111。第一氧化硅部分210a具有侧表面212，侧表面212基本上与基底2的侧表面111共面。绝缘层7具有分别与基底2及第一氧化硅部分210a的侧表面111、212基本上共面且齐平的侧表面，这可以在图16的左手侧容易地看到。
85.第一氧化硅部分210a从堆叠层138的柱的外部侧表面139延伸到基底2的侧表面111。第二氧化硅部分210b被定位在空间208内并且从堆叠层138的柱的内部侧表面140延伸至硅体5的侧表面107。硅体5还包括与侧表面107相对的侧表面109，并且基底2还包括与侧表面111相对的侧表面113。侧表面109分别与绝缘层7的侧表面和基底2的侧表面113基本上齐平和共面，这可以在图16的右手侧容易地看到。
86.堆叠层138的柱具有第一尺寸d1，该第一尺寸d1从绝缘层7的表面延伸至焊盘38的背离绝缘层7的暴露表面。硅体5和导电层20(硅体5的一部分在该导电层20上)具有第二尺寸d2，该第二尺寸d2从绝缘层延伸到硅体5的背向绝缘层7的表面。第一尺寸d1大于第二尺寸d2。
87.堆叠层138的柱的导电层20的接触焊盘22与驱动电极6b、6c电连通并且将驱动电极6b、6c偏置成使得驱动电极6b、6c静电驱动硅通道4共振。导电层20(其上存在硅体5)的接触焊盘22与硅体5电连通并且电偏置硅体5。例如，当利用驱动电极6b、6c使硅体5偏转或移动，使流体在通道4内移动时，通过感测电极6a来检测偏转或移动。侧表面101、102、103、104、107、109、111、113可以是侧壁、壁或一些其他类型的表面。孔42、302可以是沟槽、开口、通孔、孔、或延伸穿过硅体5的某种其他类型的空间。外部和内部侧表面139、140可以是侧壁、壁或一些其他类型的表面。
88.上述各种实施例可以组合以提供另外的实施例。如果有必要采用各种专利、申请和出版物的概念以提供另外的实施例，则可以修改实施例的各方面。
89.根据上述详细描述，可以对实施例做出这些和其他改变。通常，在以下权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制为在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而应被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围。因此，权利要求书不受本公开的限制。