的第一主表面102。换句话讲，可在不使用粘合剂的情况下将相对薄层120A直接接合到第一基板100。第二基板120的相对薄层120A和第一基板100之间的原子键的性质将依赖于第一基板100的接合表面118和第二基板120的接合表面130中的每个的表面处的材料组成。
[0054]在一些实施方式中，在接合处理之前，可在相对薄层120A的露出表面122上设置第二接合层116，第二接合层116可如之前参照接合层116设置在第一基板100上描述的一样。例如，可在第二基板120的材料的相对薄层120A的主表面122上设置二氧化硅(Si02)。因此，按照这些实施方式，可在第二基板120被露出的第一主表面122和第一基板100的第一主表面102处的二氧化硅之间设置直接原子键。换句话讲，相对薄层120A的接合表面122可包括氧化物材料(例如，二氧化硅(Si02)，是电介质材料)并且第一基板100的接合表面118可至少基本上包括相同的氧化物材料(例如，二氧化硅(Si02))。在这些实施方式中，可使用二氧化硅-二氧化硅表面直接接合处理来将第一基板100的接合表面118接合到第二基板120的接合表面130。在这些实施方式中，如图7中所示，接合材料(例如，诸如氧化物(例如，二氧化硅)的电介质层)可设置在第一基板100和第二基板120之间，处于第二基板120的材料的相对薄层120A和第一基板100的平坦表面112之间的直接接合界面124处。该接合材料116可具有例如大约一纳米(lnm)和大约一微米(1 μπι)之间的平均厚度。
[0055]在另外的实施方式中，第一基板100的接合表面118的绝大部分可包括诸如硅的半导体材料，第二基板120的接合表面130可至少包括相同的半导体材料(例如，硅)。在这些实施方式中，可使用硅-硅表面直接接合处理将第一基板100接合到第二基板120。在另外的实施方式中，第一基板100的接合表面118和第二基板120的接合表面130可包括诸如铜、金、招的金属材料或诸如Au:Sn、Au:S1、Au:Ge、Al:Ge、Au:1n中的一种或更多种的共熔组分。
[0056]可以使接合表面118、130相互直接物理接触，可在接合界面132的局域区域中施加压力。可在局部压力区域的附近开始原子间键合，键合波可以快速速率横过接合表面118、130之间的界面进行传播，以形成直接接合界面132。
[0057]可选地，可使用退火处理来加强第一基板100和第二基板120之间的接合。此退火处理可包括在大约一百摄氏度(100°C )和大约一千摄氏度(ΙΟΟΟΓ )之间的温度下在炉子中加热第二基板120的材料的相对薄层120Α和第一基板100达大约两分钟(2分钟)至大约十五小时(15小时)的时间。
[0058]在将第二基板120接合到了第一基板100时，第二基板120可经受其它处理以如之前提及的使第二基板120变薄，去除相对厚层120Β并且露出在相对薄层120Α的与第一基板100相对的一侧的表面。例如，可从相对薄层120Α去除相对厚层120Β，从而留下相对薄层120Α接合在包括牺牲材料110和衬垫材料108在内的第一基板100的平坦表面112上。
[0059]举例来说而非限制地，可使用SMART⑶T?将第二基板120的材料的相对厚层120B与材料的相对薄层120A分开。在例如授予Bruel的美国专利N0.RE39, 484(2007年2月6日公布)、授予Aspar等人的美国专利N0.6, 303, 468 (2001年10月16日公布)、授予Aspar等人的美国专利N0.6,335,258(2002年1月1日授权)、授予Moriceau等人的美国专利N0.6，756，286 (2004 年 6 月 29 日授权)、授予 Aspar 等人的美国专利 N0.6，809，044 (2001年10月16日授权)和授予Aspar等人的美国专利N0.6，946，365(2005年9月20日授权)中详细描述了这些处理，这些专利的公开的全部内容以引用方式并入本文中。
[0060]简言之，并且参照图6，多种离子128 (例如，氢、氦或惰性气体离子)可注入第二基板120中。在一些实施方式中，在第二基板120的主表面130接合到第一基板100之前，多种离子128可通过主表面130注入第二基板120中。例如，在接合之前，如图6中所示，从设置在第二基板120的与表面130相邻的一侧的离子源将离子128注入第二基板120中。
[0061]离子可在与第二基板120的主表面130基本上垂直的方向上注入第二基板120中。如本领域中已知的，离子在第二基板120中的注入深度基本上部分随将离子注入第二基板120中所用能量的变化而变化。一般地讲，以较低能量注入的离子将注入达相对较浅的深度，而以较高能量注入的离子将注入达相对较深的深度。
[0062]离子可以预定能量注入第二基板120中，该预定能量被选定成使离子在第二基板120内注入达所需深度，以在其中确定破裂平面132。可在第二基板120的层接合到第一基板100之前或之后将离子注入第二基板120中。作为一个特定的非限制示例，破裂平面132可设置在第二基板120内，与第一主表面130相距平均深度，使得第二基板120的相对薄层120A的平均厚度在从大约一百纳米(lOOnm)至大约一千纳米(lOOOnm)的范围内。如本领域中已知的，至少一些离子不可避免地注入不同于所需注入深度的深度，离子浓度随在第二基板120中的从被露出的主表面130 (例如，在接合之前)起算的深度的变化而变化的曲线图可表现出大体钟形(对称或不对称)曲线，该曲线的最大值在所需注入深度处。
[0063]在将离子注入了第二基板120中时，离子限定第二基板120内的破裂平面132 (如图6中用虚线示出的)。该破裂平面132可包括第二基板120内的与最大离子浓度平面对准并且沿着最大离子浓度平面在第二基板120内延伸的层或区域。破裂平面132可限定第二基板120的在随后处理中为了将材料的相对薄层132A传递到第一基板100而可被裂开或破裂所遵循的平面。例如，可加热第二基板120，以致使第二基板120沿着破裂平面132裂开或破裂。可选地，还可应用机械和/或化学能量来致使或辅助沿着破裂平面132裂开第二基板120。
[0064]在另外的实施方式中，可通过将相对厚的第二基板120 (例如，平均厚度大于大约100微米的基板)接合到第一基板100并且随后在相对厚基板的与第一基板100相反的一侧使相对厚基板变薄，在第一基板100上设置相对薄层120A。可通过从第二基板120被露出的第二主表面134去除材料，使第二基板120变薄。例如，可使用化学处理(例如，湿或干化学蚀刻处理)、机械处理(例如，磨削或研磨)、或通过化学-机械抛光(CMP)处理将第二基板120变薄。
[0065]在如图8中所示使第二基板120变薄以留下相对薄层120A接合在第一基板100上的材料时，可选地，可在材料的相对薄层120A的与第一基板100相反的一侧的被露出表面上形成保护电介质层136。该保护电介质层136可包括二氧化硅和/或氮化硅中的一种或更多种。可使用淀积处理(例如，物理气相淀积(PVD)处理或化学气相淀积(CVD)处理)，在相对薄层120A上淀积保护电介质层136。保护电介质层136在形成MEMS腔体时利用的后续处理中可充当蚀刻阻止层。保护电介质层136可具有例如大约一纳米(lnm)和大约一微米(Ιμπι)之间的平均层厚度。在一些实施方式中，可对保护电介质层136进行热处理，以增加保护电介质层136的密度。作为非限制示例，可在本领域中已知的合适炉体中将保护电介质层136加热至大于大致400°C的温度，以使保护电介质层136致密化。
[0066]参照图9，可形成延伸通过相对薄层120A直至牺牲材料110的一个或更多个孔140。如以下更详细讨论的，可通过一个或更多个孔140从第一基板100中的腔体106内去除牺牲材料110。因此，孔140可与牺牲材料110相邻设置并且可与牺牲材料110对准。另外，一个或更多个孔140可延伸通过保护电介质层136、相对薄层120A和接合层116 (如果存在的话)。可通过孔140露出下面的牺牲材料110的一个或更多个表面。一个或更多个孔140的与第一基板100的第一主表面102和第二主表面104平行的平均截面尺寸(z)(例如，宽度、直径等)(从图9的角度看，水平尺寸)是至少大约二十(20)纳米、至少大约五十(50)纳米、至少大约一百(100)纳米或甚至更大。
[0067]可使用例如光刻掩模和蚀刻处理，形成通过材料的相对薄层120A的一个或更多个孔140。在这些实施方式中，可在材料的相对薄层120A的与第一基板100相反的一侧的第一主表面130上淀积掩模层，选择性对该掩模层构图，以在材料的相对薄层120A中的期望蚀刻的位置形成通过掩模层的开口，以形成孔140。在形成构图后的掩模层之后，可使用例如湿法化学蚀刻处理或干反应离子蚀刻处理来蚀刻材料的相对薄层120A中通过构图的掩模层的开口而露出的区域。尽管图示的非限制示例示出了单个孔延伸通过材料的相对薄层120A，但可形成穿透材料的相对薄层的任何数量的孔140，并且一个或更多个孔140中的每个可与牺牲材料110对准。
[0068]在一些实施方式中，一个或更多个孔140可与下面的牺牲材料110对准，使得在孔140与牺牲材料110的与第一基板100的第一主表面102和第二主表面104平行的水平平面上的中心对准。在一些实施方式中，孔140可在牺牲材料110的中心的距离内，该距离是腔体106的平均截面尺寸的大约百分之十(10)、腔体106的平均截面尺寸的大约百分之二十(20)或甚至腔体106的平均截面尺寸的大约百分之五十(50)。在另选实施方式中，一个或更多个孔140可被对准，使得一个或更多个孔140位于垂直于牺牲材料110的其它部分上。
[0069]在一些实施方式中，可利用各向异性蚀刻处理来形成一个或更多个孔140。可利用各向异性蚀刻处理在孔140的整个深度内基本上始终保持一个或更多个孔140的平均截面尺寸(z)。例如，在非限制示例中，各向异性蚀刻处理可将一个或更多个孔140的整个深度内的平均截面尺寸(z)保持在原始的预蚀刻截面尺寸(z)尺寸的至少大致百分之五(5)内、至少大致百分之十(10)内或甚至至少大致