專利名稱：Mems元件及其制造方法
MEMS元件及其制造方法相關(guān)申請的交叉引用本申請基于在2009年2月24日提交的在先的日本專利申請No. 2009-041382并 要求其優(yōu)先權(quán)，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。
背景技術(shù)：
近年來，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)作為一種使復(fù)雜電路系統(tǒng)流線化(streamline)的技 術(shù)而受到關(guān)注。MEMS是精密地使用例如半導(dǎo)體工藝技術(shù)形成可移動的三維結(jié)構(gòu)的技術(shù)(例 如，參考 JP2006-263905)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面的MEMS元件包括第一電極，其被設(shè)置在基底上；第二電極，其 被設(shè)置在所述第一電極上方并被驅(qū)動朝向所述第一電極；錨件(anchor)，其被設(shè)置在所述 基底上；梁(beam)，其將所述第二電極支撐在半空中，所述梁的一端被連接到所述錨件，并 且所述梁包括設(shè)置在其沿寬度方向的端部處的側(cè)壁部分，所述側(cè)壁部分具有向下的突起部 (protrusion)。本發(fā)明的一方面的MEMS元件制造方法包括以下步驟在基底上形成第一電極和 虛設(shè)層；在所述第一電極和所述虛設(shè)層上形成具有向上的凸出部分(convex part)的犧牲 層；在所述第一電極上方形成第二電極，并在所述虛設(shè)層上方形成具有基于所述犧牲層的 所述凸出部分的側(cè)壁部分的梁；以及去除所述犧牲層，并在所述虛設(shè)層與所述梁之間、在所 述虛設(shè)層與所述側(cè)壁部分之間以及在所述第一電極與所述第二電極之間形成腔。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的MEMS元件的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖2A、2B和2C是示出根據(jù)第一實施例的MEMS元件的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖3A、3B和3C是說明根據(jù)第一實施例的MEMS元件的制造方法的截面圖；圖4A和4B是說明根據(jù)第一實施例的MEMS元件的操作的截面圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的MEMS元件的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖6是示出根據(jù)第二實施例的MEMS元件的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖7A、7B和7C是說明根據(jù)第二實施例的MEMS元件的制造方法的截面圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的MEMS元件的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖9A、9B和9C是示出根據(jù)實施例的MEMS元件的修改例的結(jié)構(gòu)的截面圖；以及圖IOA和IOB是示出根據(jù)實施例的MEMS元件的修改例的結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實施例方式MEMS元件可以用作例如可變電容元件或開關(guān)。用作可變電容元件的MEMS元件(下 文中，稱為MEMS可變電容元件)包括作為可移動結(jié)構(gòu)的信號電極對。例如，作為下部信號電極(lower signal electrode)的一個電極被固定在基底上。作為上部信號電極(upper signal electrode)的另一電極被以這樣的方式設(shè)置在下部信號電極上方，以使其支撐在 半空中。確保在兩個信號電極之間的空隙(space)(腔)。例如，通過連接到上部信號電極的致動器，向上和向下驅(qū)動上部信號電極，由此改 變上部信號電極與下部信號電極之間的距離，這改變了在兩個電極之間產(chǎn)生的電容。MEMS可變電容元件的驅(qū)動速度依賴于上部信號電極的物理驅(qū)動速度。共振頻率表 明，驅(qū)動速度與上部信號電極、以及支撐上部信號電極的構(gòu)件的形狀、厚度等等相關(guān)。因此， 由于MEMS元件的結(jié)構(gòu)的限制，不能獲得充分高的驅(qū)動速度，這成為一個問題。因此，MEMS元 件的應(yīng)用范圍被限制到其操作特性的范圍。此外，因為用于電極、電極的支撐構(gòu)件和接合構(gòu)件的材料的本征應(yīng)力(膜應(yīng)力)， 特別地在支撐在半空中以確?？梢苿臃秶碾姌O(如上部信號電極)中會造成偏斜 (deflection)或扭曲(distortion)。電極的變形導(dǎo)致兩個電極之間的距離的不均勻性或 兩個電極的接觸面積的減小。在該情況下，MEMS可變電容元件不具有特定的電容。此外， 在用作開關(guān)的MEMS元件(下文中稱為MEMS開關(guān))中，當(dāng)開關(guān)開啟時接觸面積減小。下文中，將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。(1)第一實施例將參考圖1到圖4B說明本發(fā)明的第一實施例。(a)結(jié)構(gòu)將參考圖1到3C說明根據(jù)第一實施例的MEMS元件。在第一實施例中，將描述用作 可變電容的MEMS元件。下文中，將根據(jù)第一實施例的MEMS元件稱為MEMS可變電容元件。圖1是根據(jù)第一實施例的MEMS可變電容元件的平面圖。圖2A到2C是根據(jù)第一 實施例的MEMS可變電容元件的截面圖。圖2A示出沿圖1的線A-A’截取的截面結(jié)構(gòu)。圖 2B示出沿圖1的線B-B’截取的截面結(jié)構(gòu)。圖2C示出沿圖1的線C-C’截取的截面結(jié)構(gòu)。 在圖2A中，還根據(jù)需要示出了在沿線A-A’的截面的前面和后面設(shè)置的構(gòu)件。如圖1和2A所示，在基底1上設(shè)置第一實施例的MEMS可變電容元件。例如，基底 1為諸如玻璃的絕緣基底或者形成在硅基底上的絕緣層等等。構(gòu)成MEMS可變電容元件的可移動結(jié)構(gòu)10包括下部信號電極(或第一電極)12和 上部信號電極(或第二電極)16。下部信號電極12和上部信號電極16由諸如鋁(Al)、金 (Au)或鉬(Pt)的金屬制成。在下部信號電極12與上部信號電極16之間設(shè)置空隙(腔)。在基底1上設(shè)置下 部信號電極12以使其沿Y方向延伸。下部信號電極12被固定到基底1上。下部信號電極 12的表面覆蓋有例如絕緣膜13。下部信號電極12被用作例如信號線?？梢酝ㄟ^使用犧牲 層等等的技術(shù)去除在下部信號電極12下方的基底1或者在基底1上的絕緣膜的一部分，由 此在下部信號電極12下方留出空隙。上部信號電極16被設(shè)置在下部信號電極12上方。通過梁2IA和2IB以及錨件29A 和29B將上部信號電極16支撐在半空中，從而在下部信號電極12與上部信號電極16之間 留出空隙。具有矩形平面形狀的上部信號電極16沿X方向延伸。信號電極12和16并不 局限于矩形平面形狀，而是可以呈現(xiàn)包括諸如橢圓平面形狀的曲線形的形狀。然而，信號電 極12和16可具有從其頂表面貫穿到底表面的孔。
錨件29A和29B被設(shè)置在例如基底1上的互連層(或?qū)щ妼?或基底1上。沿X方向延伸的梁21A、21B、25A和25B被連接到上部信號電極16的X方向的兩端。例如，圖1中的右側(cè)的梁21A和25A從上部信號電極16的另一端沿兩條路線引出 (draw)，并且經(jīng)由導(dǎo)電層28A而連接到錨件29A。圖1中的左側(cè)的梁21B和25B從上部信號 電極16的一端沿兩條路線引出，并且經(jīng)由導(dǎo)電層28B而連接到錨件29B。通過錨件29A和29B將梁21A、21B、25A和25B支撐在半空中，其中在梁21A、21B、 25A和25B與基底1之間具有空隙(腔)。梁25A和25B被直接接合到上部信號電極16并 在X-Y平面內(nèi)從上部信號電極16的端部傾斜引出。下文中，為了使說明清楚，將傾斜引出 的梁25A和25B稱為接合部分25A和25B。梁2IA和2IB以及接合部分25A和25B可以由 與上部信號電極16相同的材料或不同的材料(例如，絕緣材料)制成。當(dāng)將絕緣材料用于 梁21A和21B以及接合部分25A和25B時，根據(jù)需要在構(gòu)成梁21A和21B的絕緣材料的頂 表面或底面(underside)上設(shè)置互連線。雖然在第一實施例中，梁21A和21B中的每一個都具有沿X方向延伸的平面形狀 且接合部分25A和25B中的每一個都具有傾斜引出的平面形狀，但梁21A和21B以及接合 部分25A和25B中的每一個的平面形狀卻不局限于這樣的平面形狀，只要梁21A和21B以 及接合部分25A和25B可以將上部信號電極16支撐在半空中即可。此外，梁21A和21B的 數(shù)目以及接合部分25A和25B的數(shù)目也不局限于上述實例。圖2B和2C示出梁21A、21B、25A和25B的截面結(jié)構(gòu)。如圖2B所示，梁21A和2IB中的每一個具有側(cè)壁部分22。側(cè)壁部分22設(shè)置在每 一個梁21A和21B的沿與梁延伸方向(縱向方向)交叉的方向(寬度方向)的延伸部分的 一端和另一端處。例如，側(cè)壁部分22從每一個梁21A和21B的底面朝向基底1突出，形成 向下的凸部。側(cè)壁部分22沿每一個梁21A和21B延伸的方向延伸。側(cè)部部分22設(shè)置在每 一個量21A和21B的兩端，使得每一個梁21A和21B具有例如如圖2B所示的向下的凹形結(jié) 構(gòu)。一個側(cè)部部分22可以僅僅設(shè)置在梁21A的沿寬度方向的一端處。圖2C示出每一個接合部分25A和25B的截面結(jié)構(gòu)。如圖2C所示，在每一個接合 部分25A和25B的端部處未設(shè)置側(cè)壁部分，由此形成平板結(jié)構(gòu)。與圖2C中示出的每一個接 合部分25A和25B不同地，可以在不具有側(cè)壁的梁下方不設(shè)置虛設(shè)層12X。在該情況下，為 了提高M(jìn)EMS元件的操作的穩(wěn)定性和可靠性，希望如此設(shè)計每一個接合部分25A和25B的長 度和寬度，以便基底1的頂表面與每一個接合部分25A和25B的底面之間的距離大致等于 基底1的頂表面與每一個梁21A和21B的底面之間的距離。如圖2B和2C所示，設(shè)置有側(cè)壁22的每一個梁2IA和2IB的部分具有寬度Wl，并 且每一個接合部分25A和25B的部分具有寬度W1’。每一個梁21A和21B都具有膜厚度tl， 并且每一個接合部分21A和21B具有膜厚度tl’。側(cè)壁部分22的膜厚度為沿與基底1的表 面平行的方向的尺寸。側(cè)壁部分22具有膜厚度t2。梁21A和21B的寬度Wl為例如不小于接合部分25A和25B的寬度W1，。例如，寬 度Wl比寬度W1’長出側(cè)部部分22的膜厚度t2的兩倍。例如，膜厚度tl與膜厚度tl’大 致相同。此外，側(cè)壁部分22的膜厚度t2與膜厚度tl和tl’中的每一個相同或不同。在第 一實施例中，梁的寬度Wl為兩個側(cè)壁部分的端部之間的沿與基底表面平行的方向的尺寸。在圖2B和2C中，在梁21A和21B以及接合部分25A和25B下方將虛設(shè)層12設(shè)置在基底1上。在每一個梁2IA和2IB與虛設(shè)層12X之間以及在接合部分25A和25B與虛設(shè) 層12X之間留有空隙。在虛設(shè)層12X的表面上，設(shè)置例如絕緣膜13X。虛設(shè)層12X由與下部 信號電極12相同的材料形成并與下部信號電極12同時形成。虛設(shè)層12X可以用作引線的 一部分或者可以作為互連線。 例如，梁21A和21B的寬度Wl比虛設(shè)層12X的寬度WO寬出側(cè)壁部分22的膜厚度 t2的兩倍以上。當(dāng)然，虛設(shè)層12X不必與下部信號電極12同時形成。此外，虛設(shè)層12X也 不必由與下部信號電極12相同的材料制成。 雖然在第一實施例中，側(cè)部部分沒有被設(shè)置在每一個接合部分25A和25B上，但是 當(dāng)然也可以如梁21A和21B那樣地將側(cè)部部分設(shè)置在每一個接合部分25A和25B的端部。 雖然在圖1中側(cè)壁22在每一個梁21A和21B延伸的方向上是連續(xù)的，但也可以在規(guī)定的位 置處適宜地分割側(cè)部22。在上部信號電極16的沿X方向的兩側(cè)，設(shè)置雙支撐(或橋結(jié)構(gòu))致動器30A和 30B。在圖1中，圖1的右側(cè)的致動器30A位于梁21A的兩個分支之間，并且圖1的左側(cè)的 致動器30B位于梁21B的兩個分支之間。在圖1到2C中，右側(cè)的致動器30A包括上部驅(qū)動電極33和下部驅(qū)動電極37。與 右側(cè)的致動器相同，左側(cè)的致動器30B包括上部驅(qū)動電極和下部驅(qū)動電極。兩個致動器30A 和30B具有大致相同的結(jié)構(gòu)，因此將圍繞致動器30A的結(jié)構(gòu)給出說明。下部驅(qū)動電極37被固定到基底1上。下部驅(qū)動電極37的表面覆蓋有例如絕緣膜 36。將下部驅(qū)動電極37被連接到例如互連線38。下部驅(qū)動電極37具有例如矩形平面形 狀。上部驅(qū)動電極33被設(shè)置在下部驅(qū)動電極37上方。上部驅(qū)動電極37具有矩形平 面形狀。在兩個致動器30A和30B中，每一個上部驅(qū)動電極33經(jīng)過絕緣層32并被連接到 可移動結(jié)構(gòu)10的上部信號電極16的一端和另一端。絕緣層32由諸如氮化硅的絕緣材料 制成。上部信號電極16與上部驅(qū)動電極33彼此電絕緣。如果允許信號電極16電連接到 驅(qū)動電極33，則可以使用導(dǎo)電材料代替絕緣層?？蛇x地，可以將上部信號電極16和上部驅(qū) 動電極33配置為不使用絕緣層的單一的連續(xù)層。彈性結(jié)構(gòu)(spring structure) 34被連接到面對上部信號電極的上部驅(qū)動電極33 的端部。彈性結(jié)構(gòu)34的平面形狀為例如蜿蜒形。使得構(gòu)成彈性結(jié)構(gòu)34的互連線的線寬小 于構(gòu)成例如梁21A和21B以及接合部分25A和25B的互連線的線寬。彈性結(jié)構(gòu)34被連接 到例如錨件35。錨件35被設(shè)置在例如基底1上的互連線(導(dǎo)電層)39上。彈性結(jié)構(gòu)34和 錨件35由例如導(dǎo)電材料制成。通過設(shè)置在互連線39上的錨件35以及彈性結(jié)構(gòu)34，對上部驅(qū)動電極33施加電 勢。經(jīng)由互連線39而對下部驅(qū)動電極37施加電勢。這在上部驅(qū)動電極33與下部驅(qū)動電 極38之間產(chǎn)生電勢差。在互連線39上設(shè)置例如絕緣膜75。第一實施例的致動器30A和30B為例如靜電驅(qū)動致動器。也就是，當(dāng)將電勢差施加在上部驅(qū)動電極33與下部驅(qū)動電極37之間時，在驅(qū)動電極33與37之間產(chǎn)生的靜電吸 引力會使上部驅(qū)動電極33沿與基底1的表面垂直的方向移動。作為上部驅(qū)動電極33的操 作的結(jié)果，構(gòu)成可移動結(jié)構(gòu)(可變電容)10的上部信號電極12被驅(qū)動。在構(gòu)成可移動結(jié)構(gòu)10的下部信號電極12與上部信號電極16之間產(chǎn)生MEMS可變電容元件的電容C。致動器30A和30B沿與基底1的表面垂直的方向驅(qū)動上部信號電極16， 使上部信號電極16與下部信號電極12之間的距離變化，這導(dǎo)致可變電容元件的電容值變 化。雖然在第一實施例中將靜電驅(qū)動致動器用作驅(qū)動上部信號電極的致動器，但本發(fā) 明并不受此限制。例如，當(dāng)然可以使用熱驅(qū)動、壓電驅(qū)動或磁驅(qū)動的致動器。在第一實施例 的MEMS元件中，在一個可移動結(jié)構(gòu)(可變電容)上設(shè)置了兩個致動器。本發(fā)明并不受此限 制。例如，可以通過單個致動器或通過三個或更多的致動器驅(qū)動一個可移動結(jié)構(gòu)。雖然在 圖2A中上部驅(qū)動電極33具有相對于基底表面傾斜的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不受此限制。例如，上 部驅(qū)動電極33可具有相對于基底表面平行的結(jié)構(gòu)。在第一實施例的可移動結(jié)構(gòu)10和靜電致動器30A和30B中，分別在下層中的電極 12和37的頂表面上形成了絕緣膜13和36。本發(fā)明不受此限制。例如，代替在下層中的每 一個信號電極12和驅(qū)動電極37的頂表面上形成絕緣膜，可以在上層中的每一個信號電極 16和驅(qū)動電極33的底面上形成絕緣膜。構(gòu)成MEMS可變電容元件的構(gòu)件不必是單層膜。例 如，可移動結(jié)構(gòu)10的信號電極12和16以及致動器30A和30B的驅(qū)動電極33和37可以由 金屬和絕緣材料的層疊膜構(gòu)成或者由金屬和半導(dǎo)體的層疊膜構(gòu)成。第一實施例的MEMS元件的特征在于，支撐可移動結(jié)構(gòu)10的梁21A和2 1B在其端 部具有側(cè)壁部分22，如圖2B所示。在第一實施例的MEMS可變電容元件中，當(dāng)在梁21A和21B的寬度方向的端部處設(shè) 置側(cè)壁部分22時，在每一個梁21A和21B的端部的與基底表面垂直的方向上的膜厚度ta大 于在每一個梁2IA和2IB的端部之間的膜厚度tl。結(jié)果，梁21A和21B的與基底1的表面 垂直的方向上的剛度增加。這改善了梁21A和21B的彈性系數(shù)(或彈性常數(shù))，因此，MEMS 可變電容元件的共振頻率增大。因此，可以使MEMS元件的機(jī)械振動更快。此外，在第一實施例中通過在梁21A和21B端部設(shè)置側(cè)壁部分22，梁的剛度增大， 這可以抑制梁2IA和2IB的扭曲以及被梁2IA和2IB支撐在半空中的上部電極16的彎曲。 由此，可以改善MEMS元件的元件特性。因此，通過第一實施例可以改善MEMS的元件特性。(b)制造方法將參考圖3A到3C說明根據(jù)第一實施例的MEMS元件的制造方法。圖3A到3C中 的每一個都示出了例如其中設(shè)置有側(cè)壁部分的部分的截面結(jié)構(gòu)(如梁21A和21B的情況) 和其中未設(shè)置側(cè)壁部分的部分的截面結(jié)構(gòu)(如信號電極16以及接合部分25A和25B的情 況)。在圖3A到3C中，將說明沿圖1的線B-B’截取的截面和沿線C-C’截取的截面。雖然 將使用沿線C-C’截取的截面來說明各種制造工藝，但將以相同的工藝形成可移動結(jié)構(gòu)以及 致動器的電極。如圖3A所示，通過例如化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)或濺射技術(shù)在基底1上沉積導(dǎo)電 層12Y。導(dǎo)電層12Y用于可移動結(jié)構(gòu)的下部信號電極、致動器的下部驅(qū)動電極、以及基底上 的互連線和虛設(shè)層。然后，如圖3B所示，通過例如光刻和蝕刻技術(shù)將基底上的導(dǎo)電層處理為特定的圖 形，由此形成虛設(shè)層12X和12Z。虛設(shè)層12X主要形成在其中將要形成支撐上部電極的梁的 區(qū)域下方。經(jīng)處理的虛設(shè)層12X具有例如寬度W0。導(dǎo)電層12Z不僅用于虛設(shè)層而且還用于例如可移動結(jié)構(gòu)的下部電極和互連線。為了清楚地說明，將導(dǎo)電層12Z稱為虛設(shè)層YXL。在 梁的在與電極的連接附近的不需要增加剛度的部分中或者梁的不積極增加剛度的部分中， 可以從將要形成那些部分的區(qū)域中去除虛設(shè)層12Z。在圖3A到3C中，虛設(shè)層12X和12Z的 平面形狀、長度以及寬度不必相同，而是當(dāng)然可以根據(jù)形成虛設(shè)層12X和12Z的位置而適宜 地改變。在處理了導(dǎo)電層之后，通過膜沉積技術(shù)(例如，熱氧化技術(shù)或CVD技術(shù))，在經(jīng)處理 的導(dǎo)電層12X的表面上形成絕緣膜13X。 然后，通過例如CVD技術(shù)或涂敷技術(shù)，在導(dǎo)電層12X和基底1上形成犧牲層90。犧 牲層90可以由諸如金屬、絕緣材料、半導(dǎo)體、無機(jī)材料或有機(jī)材料的材料制成，只要該材料 可以確保相對于導(dǎo)電層12X、絕緣層13X以及在隨后的工藝中配置的構(gòu)件的特定的蝕刻選 擇比率即可。在形成犧牲層90之后，例如，在基底上的特定位置中在犧牲層90中埋入錨件 (未示出)。然后，通過例如濺射或CVD技術(shù)，在犧牲層90上形成導(dǎo)電層21X。導(dǎo)電層21X用于 可移動結(jié)構(gòu)的上部信號電極、支撐上部信號電極的梁、致動器的上部驅(qū)動電極、彈性結(jié)構(gòu)等 等。導(dǎo)電層21X具有例如膜厚度tl。在設(shè)置有虛設(shè)層12X的區(qū)域中，在基底1的頂表面與虛設(shè)層12Y的頂表面之間存 在臺階Z。因為犧牲層90沉積在虛設(shè)層12X的頂表面和側(cè)表面上，犧牲層90具有歸因于臺 階Z的向上的凸出形狀。因此，導(dǎo)電層21根據(jù)臺階Z而朝向基底1下沉，這使得導(dǎo)電層21X形成在犧牲層 90的凸出部分的頂表面和側(cè)表面上。導(dǎo)電層21X通過例如犧牲層90而覆蓋虛設(shè)層12X的 側(cè)面。例如，沿與基底1的表面垂直的方向根據(jù)臺階Z下沉的部分的厚度ta不小于通過使 犧牲層90上的導(dǎo)電層21X的厚度tl與犧牲層90的厚度相加而獲得的厚度tl’。接下來，如圖3C所示，在犧牲層90的導(dǎo)電層上形成抗蝕劑91A和91B。通過光刻 技術(shù)構(gòu)圖抗蝕劑91A和91B。例如，如在其中不使剛度很高的沿線C-C’截取的截面中，如此 構(gòu)圖抗蝕劑91B，以形成特定形狀的梁和電極。相反地，例如，如在其中使導(dǎo)電層(梁)21A 的剛度高的沿線B-B’截取的截面中，如此構(gòu)圖抗蝕劑91B，以使其不僅覆蓋犧牲層90的凸 出部分的頂表面而且覆蓋位于犧牲層90的凸出部分的側(cè)面U上的導(dǎo)電層22的頂表面。使用構(gòu)圖的抗蝕劑91A和91B作為掩模，蝕刻在犧牲層90上的導(dǎo)電層，產(chǎn)生特定 的形狀。此時，在使梁的剛度高的位置中，在犧牲層90的凸出部分的側(cè)面U上的導(dǎo)電層的 上部覆蓋有導(dǎo)電層21A。因此，導(dǎo)電層22保留在凸出部分的側(cè)面U上，由此產(chǎn)生其中導(dǎo)電層 22被設(shè)置在導(dǎo)電層21A的端部處的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電層22具有膜厚度t2。膜厚度t2例如小于 圖3B中的膜厚度tl。膜厚度t2可以等于膜厚度tl。在諸如C-C’截面的其他位置中，例如，在犧牲層90的頂表面上，形成特定的梁、彈 性結(jié)構(gòu)以及電極形狀的導(dǎo)電層25(16，33)。然后，通過常規(guī)MEMS元件形成工藝，形成各種構(gòu)成元件。在犧牲層上的導(dǎo)電層的 特定位置中形成絕緣層，以便可移動結(jié)構(gòu)的上部驅(qū)動電極可以被連接到致動器的上部驅(qū)動 電極。此后，通過例如干法蝕刻或濕法蝕刻，選擇性地去除犧牲層90。然后，如圖2A到2C所示，如此形成梁21和25以及上部電極16和33，以使其被支撐在半空中。然后，如圖2B所示，在使梁的剛度高的位置中，在梁21A的端部形成側(cè)壁部分22。如圖2A和2C所示， 在其他位置中，形成可移動結(jié)構(gòu)的上部信號電極16、致動器30A和30B的上部驅(qū)動電極33 以及接合部分25。在去除犧牲層90之后，或者在去除犧牲層90的同時，去除虛設(shè)層12X。雖然在上述實例中，虛設(shè)層12X由與犧牲層90不同的材料制成，但虛設(shè)層12X也 可以由與犧牲層90相同的材料制成。在該情況下，在形成了用作下部電極的導(dǎo)電層和在該 導(dǎo)電層上的絕緣膜之后，形成虛設(shè)層，然后形成犧牲層。通過上述處理，完成第一實施例的MEMS可變電容元件。通過圖3A到3C示出的制 造工藝，形成了具有側(cè)壁部分22的梁21。例如，將側(cè)壁部分22配置為具有向下的凸出部 分。在其中側(cè)部部分22被設(shè)置在每一個梁21A和21B的端部的位置中，如此形成虛設(shè)層 12X，以便虛設(shè)層12X的處理尺寸(寬度)W0等于例如通過從包括側(cè)壁部分22的每一個梁 2IA和2IB的寬度Wl減去側(cè)壁部分22的膜厚度的兩倍而獲得的值。雖然在第一實施例中，使用相同的材料同時形成虛設(shè)層12X以及下部電極12和 37，但本發(fā)明不受此限制?？梢愿鶕?jù)需要改變材料和制造工藝。例如，考慮在鄰近的虛設(shè)層 12X之間或者在梁21和25與虛設(shè)層12X之間產(chǎn)生的寄生電容，可以使用絕緣膜或半導(dǎo)體， 與用作下部電極的導(dǎo)電層分離地形成虛設(shè)層12X。在該情況下，虛設(shè)層的膜厚度可以不等于 用作下部電極的導(dǎo)電層的膜厚度。以該方式，可以根據(jù)需要自由地選擇用于構(gòu)成MEMS元件 的各種構(gòu)件的材料及其尺寸。如上所述，根據(jù)MEMS元件制造方法，可以在梁的端部形成側(cè)壁部分以在結(jié)構(gòu)上提 高支撐電極的梁的剛性。這可以增加MEMS元件的驅(qū)動速度。此外，可以減小如上部信號電 極一樣的支撐在半空中的構(gòu)成MEMS元件的構(gòu)件的彎曲。因此，可以提供具有改善的元件特 性的MEMS元件。(c)操作將參考圖4說明MEMS可變電容元件的操作。圖4A和4B示出了 MEMS可變電容元件操作時的狀態(tài)。圖4A示出了在驅(qū)動致動器之前的狀態(tài)(上-狀態(tài))，圖4B示出了在驅(qū)動致動器之 后的狀態(tài)(下-狀態(tài))。如圖4A所示，在每一個致動器30A和30B的上部驅(qū)動電極33與下部驅(qū)動電極37 之間的在可移動結(jié)構(gòu)側(cè)的間隔大于在彈性結(jié)構(gòu)側(cè)的間隔。在該情況下，構(gòu)成可移動結(jié)構(gòu)10 的兩個電極12和16是這樣的，以便上部信號電極16被支撐在半空中，其與下部信號電極 12之間的距離為dl。然后，在上部驅(qū)動電極33與下部驅(qū)動電極37之間施加電勢差。通過將不同的電 勢施加到與上部和下部驅(qū)動電極33和37連接的互連線來產(chǎn)生該電勢差。例如，將地電勢 供給到一個驅(qū)動電極，并將不低于吸合(pull-in)電壓的電勢施加到另一驅(qū)動電極。吸合 電壓為這樣的電壓，在該電壓下，連接到彈性結(jié)構(gòu)34的驅(qū)動電極33由于靜電引力而開始操作。當(dāng)將不低于吸合電壓的電勢施加到一個驅(qū)動電極時，在上部驅(qū)動電極33與下部 驅(qū)動電極37之間產(chǎn)生使驅(qū)動電極33移動的靜電引力。隨著致動器30A和30B的驅(qū)動電極 33與37之間的距離變得越小，在驅(qū)動電極33與37之間產(chǎn)生的靜電引力就變得越強(qiáng)。因此，上部驅(qū)動電極33通過絕緣膜36而從彈性結(jié)構(gòu)34側(cè)開始接觸下部驅(qū)動電極37。在將電 勢差施加到驅(qū)動電極33和37期間，在從彈性結(jié)構(gòu)34側(cè)到可移動結(jié)構(gòu)10側(cè)的方向上，驅(qū)動 電極33與37之間的距離變小，并且上部驅(qū)動電極33以拉鏈樣方式順序地接觸下部驅(qū)動電 極。如上所述，致動器30A和30B被驅(qū)動，這使得可移動結(jié)構(gòu)10移動。然后，如圖4B所示，上部驅(qū)動電極33的幾乎整個表面都通過絕緣膜38而與下部 驅(qū)動電極37接觸。這使得連接到上部驅(qū)動電極33的可移動結(jié)構(gòu)10的上部信號電極16朝 向基底1移動，面對下部信號電極12，結(jié)果，上部信號電極16與下部信號電極12之間的距 離變小。例如，如圖4B所示，當(dāng)上部信號電極16開始通過絕緣膜13接觸下部信號電極(信 號線)12時，兩個信號電極12與16之間的 距離變?yōu)榈扔诮^緣膜13的膜厚度。當(dāng)使致動器30A和30B的驅(qū)動電極33與37之間的電勢差為零時，MEMS可變電容 元件從圖4B的狀態(tài)(下-狀態(tài))返回到圖4A的狀態(tài)(上-狀態(tài))。因此，如圖4A和4B所示，構(gòu)成可移動結(jié)構(gòu)(可變電容)10的下部信號電極12與 上部信號電極16之間的距離在從距離dl到約絕緣膜13的膜厚度的范圍內(nèi)變化。在MEMS 可變電容元件已被驅(qū)動之后的狀態(tài)下，上部信號電極16可以不直接接觸絕緣膜13。因此，隨著信號電極12與16之間的距離變化，下部信號電極12和上部信號電極 16產(chǎn)生的電容值也變化。因為電容與電極12和16之間的距離成反比，因此當(dāng)下部信號電 極12與上部信號電極16之間的距離大時，電容小。相反地，當(dāng)下部信號電極12與上部信 號電極16之間的距離小時，電容大。為了簡化說明，同時驅(qū)動連接到可移動結(jié)構(gòu)的兩個致動器30A和30B。本發(fā)明不受 此限制?？梢越惶骝?qū)動兩個致動器30A和30B。也就是，當(dāng)已經(jīng)驅(qū)動左側(cè)的致動器30B時， 可以準(zhǔn)備好驅(qū)動右側(cè)的致動器30A。相反地，當(dāng)已經(jīng)驅(qū)動右側(cè)的致動器30A時，可以準(zhǔn)備好 驅(qū)動致動器30B。在MEMS可變電容元件的操作中，例如，可以用被梁支撐的上部信號電極的共振頻 率&表示MEMS可變電容元件的驅(qū)動速度。如果被梁支撐的上部信號電極的彈性系數(shù)為“k” 且被梁支撐的上部信號電極的質(zhì)量為“m”，則共振頻率&可以表示為f0 二丄異式⑴
2π \m如式(1)所示，共振頻率fQ與彈性系數(shù)k成正比而與質(zhì)量m成反比。在第一實施例中，當(dāng)將側(cè)壁部分22設(shè)置在支撐可移動結(jié)構(gòu)的梁21A和21B的沿寬 度方向的端部時，梁21A和21B的沿與基底表面垂直的方向的剛度顯著增加。在結(jié)構(gòu)上加強(qiáng) 了梁21A和21B的剛度，這使彈性系數(shù)的值增加。在該情況下，雖然在梁21A和21B的端部 設(shè)置側(cè)壁部分22顯然會增加梁21A和21B的膜厚度，但質(zhì)量m的增加要小于彈性系數(shù)(剛 度)的增加，這與簡單地增加整個梁的膜厚度的情況不同。因此，使用具有側(cè)壁部分22的梁21A和21B可以增加共振頻率&或MEMS元件的 驅(qū)動速度。此外，梁21A和21B的增大的剛度可以防止例如上部信號電極16的彎曲。這可以 減小由于信號電極16的彎曲而導(dǎo)致的在下部信號電極12與上部信號電極16之間的距離 的增加。因此，可以防止由電極的彎曲造成的MEMS可變電容元件的電容的減小。因為可以防止電極16彎曲，所以可以抑制成對的信號電極12與16之間的距離的不均勻性。也就是，可以抑制MEMS可變電容元件的電容從基于設(shè)計尺寸的值的偏離。如上所述，根據(jù)第一實施例的MEMS元件，可以改善MEMS元件的元件特性。(2)第二實施例下文中，將參考圖5到7C說明本發(fā)明的第二實施例。在第二實施例中，與第一實 施例中所述的相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的參考標(biāo)號表示，并根據(jù)需要給出對其的詳細(xì)說明。圖5示出了根據(jù)第二實施例的MEMS元件的平面結(jié)構(gòu)。圖6示出了沿圖5的線A-A’ 截取的截面結(jié)構(gòu)。第二實施例的MEMS元件為MEMS可變電容元件，這與第一實施例相同。如圖5和6所示，在可移動結(jié)構(gòu)IOA的下部信號電極12A中形成縫隙(slit)。形 成縫隙14使得例如在下部信號電極12A下方的基底1的表面的一部分暴露。在下部信號電極12A上方，設(shè)置上部信號電極16A。通過接合部分25A和25B、梁 21A和21B以及錨件29A和29B，將上部信號電極16A支撐在半空中。在第二實施例中，每 一個梁21A和21B可以在其沿寬度方向的底面端部處具有或不具有側(cè)壁部分22。上部信號電極16A具有在下部信號電極12A中的縫隙14上方的凹入部分17。凹 入部分17的凹陷(底部)沿下部信號電極(信號線)延伸的方向(或Y方向)延伸。例 如，突起部(第一突起部)18和19可以被設(shè)置在上部信號電極16A的端部或底面。在已驅(qū) 動了 MEMS可變電容元件之后的狀態(tài)下，凹入部分17的側(cè)面和突起部18的側(cè)面面對下部信 號電極12A的側(cè)面。也就是，即使對于下部信號電極12A的側(cè)面和上部信號電極16A的側(cè) 面，也可以確保電容。將參考圖7A至7C說明形成具有凹入部分17的上部信號電極16A的方法。在圖 7A到7C中，為了簡化圖示表示，沒有示出致動器，而是僅僅示出了構(gòu)成可移動結(jié)構(gòu)IOA的上 部和下部信號電極12A和16A的截面結(jié)構(gòu)。圖7A到7C示出了沿X方向截取的截面。如圖7A所示，通過例如CVD技術(shù)或濺射技術(shù)在基底1上沉積導(dǎo)電層。然后，將抗 蝕劑92施加到導(dǎo)電層12A。通過光刻技術(shù)構(gòu)圖抗蝕劑92，以便以特定的形狀形成電極、互 連線、以及虛設(shè)層。使用構(gòu)圖的抗蝕劑92作為掩模，蝕刻導(dǎo)電層12A，由此形成可移動結(jié)構(gòu) 的下部信號電極12A。在信號電極12A中，通過構(gòu)圖和蝕刻形成縫隙14?？p隙14具有沿X 方向的尺寸(寬度)Wa。在去除抗蝕劑之后，通過如圖7B示出的與圖4B相同的工藝，在信號電極12A的表 面上形成絕緣膜13。然后，依次形成犧牲層90和導(dǎo)電層16X。此時，因為縫隙14的形狀， 犧牲層90和導(dǎo)電層16X朝向基底1下沉，這導(dǎo)致縫隙14被犧牲層90和導(dǎo)電層16X填充。 結(jié)果，在導(dǎo)電層16X中，形成凹入部分17。當(dāng)形成犧牲層90和導(dǎo)電層16X以制造均勻的膜 并且犧牲層90具有膜厚度ta而導(dǎo)電層16X具有膜厚度tb時，使縫隙14的寬度Wa不小于 膜厚度ta與膜厚度tb之和的兩倍，以防止掩埋在縫隙14中的導(dǎo)電層16的側(cè)面彼此接觸。然后，如圖7C所示，將抗蝕劑93施加到導(dǎo)電層16A，并通過例如光刻技術(shù)將用于形 成可移動結(jié)構(gòu)的上部信號電極的圖形轉(zhuǎn)移到抗蝕劑93。將抗蝕劑93構(gòu)圖為覆蓋凹入部分 17。在將要形成上部信號電極的端部的位置中，將抗蝕劑93構(gòu)圖為覆蓋例如導(dǎo)電層18，所 述導(dǎo)電層18覆蓋了犧牲層的向上凹入部分的側(cè)面。然后，使用構(gòu)圖的抗蝕劑93作為掩模，蝕刻導(dǎo)電層16A，形成可移動結(jié)構(gòu)的上部信 號電極16A。與此同時，形成梁和致動器的上部驅(qū)動電極。
結(jié)果，上部信號電極16A具有位于其中的凹入部分17。此外，上部信號電極16A在其端部具有突起部18。此后，去除抗蝕劑93和犧牲層90，將上部信號電極16A支撐在半空中。通過上述工藝，完成了第二實施例的MEMS可變電容元件。如上所述，以與形成在 下部信號電極12A中的縫隙14自對準(zhǔn)的方式形成上部信號電極16A的凹入部分17。雖然在圖5和6的實例中，縫隙14的沿Y方向的尺寸大于上部信號電極16A的沿 Y方向的尺寸，但是縫隙14的沿Y方向的尺寸當(dāng)然可以小于上部信號電極16A的沿Y方向 的尺寸。雖然在該實例中，在下部信號電極12A中形成縫隙14的一個單元(unit)，但是也 可以在下部信號電極12A中形成縫隙14的多個單元。在第二實施例中，當(dāng)上部信號電極16A具有位于其中的凹入部分17時，上部信號 電極16A在形成有凹入部分17的部分處的表觀(apparent)膜厚度變大，這使上部信號電 極16A的剛度更高。如上所述，使上部信號電極16A的剛度更高減小了被支撐在半空中的 電極的翹曲(warp)，這抑制了上部信號電極的彎曲。因此，抑制了由電極的彎曲導(dǎo)致的在上 部電極與下部電極之間的距離的增加以及距離的不均勻性，這改善了 MEMS元件的特性。因此，根據(jù)第二實施例的MEMS元件，可以改善元件特性。(3)第三實施例下文中，將參考圖8說明本發(fā)明的第三實施例。在第三實施例中，與第一和第二實 施例中所述的相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的參考標(biāo)號表示，并根據(jù)需要給出對其的詳細(xì)說明。根據(jù)第三實施例的MEMS元件的平面結(jié)構(gòu)與圖1的幾乎相同。因此，將參考圖1說 明第三實施例的MEMS元件的平面結(jié)構(gòu)。支撐上部信號電極16的梁21A和21B的結(jié)構(gòu)與圖 2B的幾乎相同，因此將略去對該結(jié)構(gòu)的說明。在第一和第二實施例中，已經(jīng)說明了 MEMS可變電容元件?？梢詫嵤├腗EMS元 件的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于除了可變電容元件之外的結(jié)構(gòu)。在第三實施例中，將使用用作開關(guān)的MEMS 元件(下文中，稱為MEMS開關(guān))作為實例說明該結(jié)構(gòu)。圖8示出了第三實施例的MEMS元件的截面結(jié)構(gòu)。圖8的截面結(jié)構(gòu)對應(yīng)于沿圖1 的線A-A’截取的截面。在第三實施例的MEMS開關(guān)中，支撐上部信號電極16的每一個梁2IA和2IB具有 在其沿寬度方向的端部處的側(cè)壁部分22(如圖2B所示)，這增加了梁21A和21B的剛度。如圖8所示，在用于MEMS開關(guān)的可移動結(jié)構(gòu)IOB中，在下部信號電極12上不設(shè)置 絕緣膜，構(gòu)成下部信號電極12的導(dǎo)電層的表面暴露。如圖8所示，當(dāng)上部信號電極16被支撐在半空中(或處于上-狀態(tài))時，MEMS開 關(guān)關(guān)斷。然后，與在圖4A和4B中說明的MEMS可變電容元件的操作相同地，當(dāng)上部信號電 極16被致動器30A和30B向下(朝向基底)驅(qū)動(或處于下-狀態(tài))時，上部信號電極16 的底面與下部信號電極12的頂表面開始接觸。在該情況下，因為在下部信號電極12的頂 表面和上部信號電極16的底面上不存在絕緣膜，所以上部信號電極16與下部信號電極12 電導(dǎo)通。以該方式，當(dāng)上部信號電極16直接接觸下部信號電極12時，MEMS開關(guān)開啟。除了在形成犧牲層的工藝之前加入了通過例如光刻技術(shù)或蝕刻技術(shù)去除位于下 部信號電極12的表面上的絕緣膜的工藝之外，制造第三實施例的MEMS開關(guān)的方法與在第一實施例中描述的制造方法基本上相同?？蛇x地，可以增加用另一構(gòu)件覆蓋下部信號電極12的表面的工藝，以防止形成絕緣膜。雖然在圖8中，已經(jīng)去除了在下部信號電極12的表 面上的所有絕緣膜，但是僅僅必須去除絕緣膜的在下部信號電極12的表面上的部分以允 許下部信號電極12與上部信號電極16電導(dǎo)通。即使是第三實施例的MEMS，也可以改善構(gòu)成MEMS元件的構(gòu)件的剛度。因此，可以 提高M(jìn)EMS元件的驅(qū)動速度，并可以防止由梁的彎曲而導(dǎo)致的元件特性的劣化。因此，即使在第三實施例的MEMS元件中，也可以像第一和第二實施例一樣地改善 MEMS元件的特性。在第三實施例中，上部信號電極16的結(jié)構(gòu)當(dāng)然可以具有與第二實施例一樣的凹 入部分或突起部。雖然在第一實施例到第三實施例中使用MEMS可變電容元件和MEMS開關(guān) 作為實例給出了說明，但本發(fā)明不受此限制。例如，使用加速度傳感器、壓力傳感器、RF(射 頻)濾波器、陀螺儀以及鏡裝置時當(dāng)然也可以產(chǎn)生與第一到第三實施例相同的優(yōu)點。(4)修改例下文中，將參考圖9A到圖IOB說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的MEMS元件的修改例。與 第一到第三實施例中所述的相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的參考標(biāo)號表示，并根據(jù)需要給出對其 的詳細(xì)說明。在根據(jù)實施例的MEMS元件的一個修改例中，如圖9A所示，可以在側(cè)壁部分22的 側(cè)面上設(shè)置與基底1的表面平行地突起的部分(第二突起部)。突起部23沿與虛設(shè)層12X 相反的方向水平突起。如圖9B所示，通過將抗蝕劑91構(gòu)圖為使抗蝕劑91覆蓋從犧牲層90的側(cè)面上的 側(cè)壁部分22水平突起的部分23，形成該結(jié)構(gòu)。將突起部23設(shè)置為與基底1的表面平行地 (或水平地)突起使得側(cè)壁部分22的剛度增加。因此，可以防止側(cè)壁部分22由于側(cè)壁部分 22的膜厚度的減小而朝向虛設(shè)層12X彎曲，并由此防止了與虛設(shè)層12X接觸。如圖9C所示，在梁21A的沿寬度方向的一端和另一端之間，可以在梁21A的底面 上設(shè)置突起部(第三突起部)24。通過上述MEMS元件制造方法在虛設(shè)層12X中形成縫隙 來形成突起部24。將縫隙的沿寬度方向的尺寸設(shè)計為大于犧牲層90的膜厚度的兩倍而不 大于梁的膜厚度的兩倍。在梁21A的底面上設(shè)置突起部24能夠進(jìn)一步改善梁21A的剛度。 與在第一實施例中一樣，可以提高M(jìn)EMS元件的驅(qū)動速度。圖IOA和IOB示出了根據(jù)第二實施例的MEMS元件的修改例。如圖IOA所示，代替在可移動結(jié)構(gòu)IOC的下部信號電極12中形成縫隙，可以在下 部信號電極12B中形成溝槽以防止在凹入部分17A下方的基底1的表面暴露。在該結(jié)構(gòu)中， 通過如圖7A所示的工藝那樣地蝕刻，使用于形成下部信號電極12B的導(dǎo)電層的頂表面朝向 基底后退(retreat)。此時，在用于形成下部信號電極12B的導(dǎo)電層中形成溝槽15，以不使 基底1的頂表面暴露。然后，在圖7B和7C示出的工藝中，當(dāng)在其中具有溝槽15的導(dǎo)電層 上沉積犧牲層和導(dǎo)電層時，根據(jù)下部信號電極的被去除的膜的厚度，溝槽使凹部在上部信 號電極16A中產(chǎn)生。結(jié)果，如圖IOA所示，在上部信號電極16A中形成凹入部分17。此外，如圖IOB所示，在上部信號電極16B的底面上可以設(shè)置突起部(第四突起 部)19。與凹入部分17—樣地，依賴于在下部信號電極12A中形成的縫隙(溝槽)的形狀，形成突起部19。通過使圖7A中所示的縫隙14的寬度Wa大于犧牲層的膜厚度ta的兩倍而不大于導(dǎo)電層16X的膜厚度tb的兩倍，來形成突起部19。除非下部信號電極12A是分 段的，否則突起部19可具有沿Y方向延伸的形狀或沿X方向延伸的形狀。如圖6A所示，當(dāng)在下部信號電極12中形成縫隙時，下部信號電極12的頂表面面 對上部信號電極16的底面的面積減小。相反地，在圖IOA和IOB所示的MEMS元件中，下部 信號電極12的頂表面面對上部信號電極16的底面的面積不減小，這防止了在兩個電極之 間產(chǎn)生的電容的減小。即使在圖IOA和IOB所示的上部信號電極16A和16B的結(jié)構(gòu)中，也可以增加上部 信號電極的剛度，并可以抑制上部信號電極的彎曲?？梢詫D9A到IOB所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于第二實施例的MEMS開關(guān)。如上所述，即使是根據(jù)實施例的修改例的MEMS元件也可以產(chǎn)生與第一到第三實 施例相同的效果。(5)其他雖然在本發(fā)明的實施例中，使用了由可移動上部電極和固定的下部電極構(gòu)成的 MEMS，但本發(fā)明不局限于此。例如，即使使用由都可以移動的上部電極和下部電極構(gòu)成的 MEMS，也可以產(chǎn)生與實施例相同的效果。雖然在實施例中，使用具有成對的兩個電極的MEMS元件作為實例給出了說明，但 本發(fā)明不局限于此。例如，即使是具有位于固定的上部電極與固定的下部電極之間的被支 撐在半空中的可移動中間電極的MEMS元件也可以產(chǎn)生與在實施例中描述的MEMS元件相同 的效果。在該情況下，中間電極具有突起部。應(yīng)該理解，本發(fā)明不受上述具體實施例的限制，并且可以利用不背離本發(fā)明的精 神和范圍而修改的構(gòu)成要素來實施本發(fā)明。可以通過適宜地組合在上述實施例中公開的構(gòu) 成要素來配置各種發(fā)明。例如，可以從實施例中示出的所有構(gòu)成要素中刪除一些構(gòu)成要素。 此外，可以以適宜的組合使用在不同實施例中的構(gòu)成要素。
權(quán)利要求
一種MEMS元件，包括第一電極，其被設(shè)置在基底上；第二電極，其被設(shè)置在所述第一電極上方并被驅(qū)動朝向所述第一電極；錨件，其被設(shè)置在所述基底上；梁，其將所述第二電極支撐在半空中，所述梁的一端被連接到所述錨件，并且所述梁包括設(shè)置在沿其寬度方向的端部處的側(cè)壁部分，所述側(cè)壁部分具有向下的突起部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的元件，其中通過接合部分使所述梁的另一端連接到所述第二電 極，以及所述接合部分的寬度小于所述梁的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的元件，其中所述第二電極在其端部具有沿與所述基底的表面垂直 的方向突起的第一突起部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的元件，其中所述第二電極在所述第二電極的一端與另一端之間具 有朝向所述第一電極下沉的第一凹入部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的元件，其中所述第一電極在面對所述第一凹入部分的位置中具有 第一縫隙或第一溝槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的元件，其中所述第一縫隙或溝槽的寬度大于所述第一電極的沿與 所述基底垂直的方向的膜厚度的兩倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的元件，其中所述側(cè)壁部分的側(cè)面具有沿與所述基底的表面平行的 方向突起的第二突起部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的元件，其中在所述梁下方的所述基底具有虛設(shè)層，所述虛設(shè)層的 寬度小于所述梁的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的元件，其中所述梁的底面具有沿與所述基底的表面垂直的方向突 起的第三突起部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的元件，其中所述虛設(shè)層在面對所述第三突起部的位置中具有第二縫隙。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的元件，其中所述第二電極在其底面具有朝向所述基底突起的第 四突起部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的元件，其中所述第一電極在面對所述第四突起部的位置中具有 第三縫隙或第三溝槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的元件，其中所述第三縫隙或溝槽的寬度小于所述第一電極的沿 與所述基底垂直的方向的厚度的兩倍。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的元件，其中所述側(cè)壁部分的沿與所述基底的表面平行的方向的 厚度不大于所述梁的沿與所述基底的表面垂直的方向的厚度。
15.一種MEMS元件制造方法，包括以下步驟在基底上形成第一電極和虛設(shè)層；在所述第一電極和所述虛設(shè)層上形成具有向上的凸出部分的犧牲層；在所述第一電極上方形成第二電極，并在所述虛設(shè)層上方形成具有基于所述犧牲層的 所述凸出部分的側(cè)壁部分的梁；以及去除所述犧牲層，并在所述虛設(shè)層與所述梁之間、在所述虛設(shè)層與所述側(cè)壁部分之間以及在所述第一電極與所述第二電極之間形成腔。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述側(cè)壁部分的沿與所述基底的表面平行的方向的 厚度不大于所述第二電極的沿與所述基底的表面垂直的方向的厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括當(dāng)形成所述第二電極時，基于在所述第一電極與犧牲層之間的臺階而在所述第二電極 的端部形成沿與所述基底的表面垂直的方向突起的第一突起部。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括當(dāng)形成所述梁和所述側(cè)壁部分時，不僅用掩模覆蓋所述梁和所述側(cè)壁部分，而且還用 所述掩模覆蓋沿與所述基底的表面平行的方向從所述側(cè)壁部分的所述端部突起的部分；以 及通過使用所述掩模處理所述梁和所述側(cè)壁部分，并與此同時，在所述側(cè)壁部分的所述 端部形成沿與所述基底的表面平行的方向突起的第二突起部。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括在形成所述犧牲層之前，在所述第一電極中形成縫隙或溝槽；以及在所述縫隙或溝槽中形成用于形成所述第二電極的構(gòu)件，并在所述第二電極中形成朝 向所述第一電極突起的部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述縫隙或溝槽的尺寸大于所述第二電極的沿與所 述基底垂直的方向的厚度的兩倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及MEMS元件及其制造方法。本發(fā)明的一方面的MEMS元件包括第一電極，其被設(shè)置在基底上；第二電極，其被設(shè)置在所述第一電極上方并被驅(qū)動朝向所述第一電極；錨件，其被設(shè)置在所述基底上；梁，其將所述第二電極支撐在半空中，所述梁的一端被連接到所述錨件，并且所述梁包括設(shè)置在其沿寬度方向的端部處的側(cè)壁部分，所述側(cè)壁部分具有向下的突起部。
文檔編號B81B7/02GK101811656SQ20101012148
公開日2010年8月25日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者齋藤友博 申請人:株式會社東芝