專利名稱：隆起式微型機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明整體涉及微型機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)。
微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)開(kāi)關(guān)為利用集成電路技術(shù)以極小的尺寸制造成的機(jī)械開(kāi)關(guān)。通常，MEMS開(kāi)關(guān)使用尖端構(gòu)型。開(kāi)關(guān)可以包括在半導(dǎo)體襯底上方延伸的懸臂?？拷鼞冶鄣亩瞬刻幨菐в杏|點(diǎn)的尖端。尖端觸點(diǎn)在懸臂向半導(dǎo)體襯底偏轉(zhuǎn)時(shí)形成電連接，以便同形成于襯底上的觸點(diǎn)保持電接觸。
其它MEMS開(kāi)關(guān)可以使用梁來(lái)代替臂。在此，位于襯底上方的可動(dòng)元件也包括突起，該突起在梁通過(guò)靜電作用而向襯底偏轉(zhuǎn)時(shí)與所述襯底上的觸點(diǎn)形成電連接。
尖端基開(kāi)關(guān)的制造生產(chǎn)流程可以包括定時(shí)蝕刻步驟。在大批量制造中，由于定時(shí)蝕刻過(guò)程可能不可重復(fù)，所以利用定時(shí)蝕刻過(guò)程工作并不理想。所使用的成分例如酸可能隨著時(shí)間而改變，因而批與批的蝕刻層可能改變。在大批量制造中，可以使用蝕刻阻止層來(lái)減少定時(shí)蝕刻的影響。然而，使用蝕刻阻止方法還產(chǎn)生了相當(dāng)敏感且復(fù)雜的生產(chǎn)流程。
因此，就需要提供一種不同類型的MEMS開(kāi)關(guān)。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造早期的放大示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖1相應(yīng)的放大剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖2相應(yīng)的放大剖視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖3相應(yīng)的放大剖視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖4相應(yīng)的放大剖視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖5相應(yīng)的放大剖視圖；
圖7為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖6相應(yīng)的放大剖視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖7相應(yīng)的放大剖視圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖8相應(yīng)的放大剖視圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖9相應(yīng)的放大剖視圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在制造后繼階段的與圖10相應(yīng)的放大剖視圖；以及圖12為與圖11相應(yīng)的放大剖視圖，其中開(kāi)關(guān)閉合。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所形成的微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)開(kāi)關(guān)使用可以稱作隆起構(gòu)型的構(gòu)型。在隆起構(gòu)型中，突起形成于襯底上，并且這種突起不需要形成于可偏轉(zhuǎn)臂或梁上。在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件”是指相對(duì)于襯底運(yùn)動(dòng)以便形成或斷開(kāi)電接觸的延伸梁或懸臂。盡管隨后的敘述描述了懸臂型結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明適用于帶有可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的任何MEMS開(kāi)關(guān)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以去掉定時(shí)蝕刻步驟的使用，這可以改進(jìn)大批量制造中的可重復(fù)性。然而，本發(fā)明并非必須限于排除使用定時(shí)蝕刻步驟的實(shí)施例。
參看圖1，半導(dǎo)體襯底10可以由層12例如氮化硅覆蓋，開(kāi)口14可以使用常規(guī)技術(shù)例如制作圖案與蝕刻而限定于其中。在一個(gè)實(shí)施例中，這種結(jié)構(gòu)可以暴露于高溫氧化作用中以便生成圖2中所示的場(chǎng)效氧化物類隆起16。
參看圖3，剩余的層12可以被去除并且可以通過(guò)例如沉積的方式形成新絕緣層。在一個(gè)實(shí)施例中，作為兩個(gè)實(shí)例，可以沉積層15并且層15可為為層間絕緣(ILD)或者中間溫度氧化物(MTO)。
參看圖4，可以對(duì)形成于層14上方的金屬層18制作圖案并進(jìn)行蝕刻，以便確定所示的圖案。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬層18可以通過(guò)濺射與制作圖案的方式形成。在一些情況下，層18可以由金制成。
參看圖5，可以沉積平面化層22。在一個(gè)實(shí)施例中，層22可以是光致抗蝕劑，而在另一個(gè)實(shí)施例中其可以是旋壓玻璃。還可以使用其它犧牲材料，包括隨著加熱而去除的材料。理想地，隆起16上方層22的厚度小于層18上方層22的厚度。
參看圖6，可以利用掩模與蝕刻步驟形成穿過(guò)層22的開(kāi)口24。其后，可以形成子層20。在一個(gè)實(shí)施例中，子層20可以噴濺沉積而成，并且在一個(gè)實(shí)施例中，其可以是由金屬如金構(gòu)成的極薄的層。
參看圖7，可以限定模具26以便于隨后進(jìn)行金屬電鍍。然后，可以將金屬28電鍍于子層22上方，如圖8所示。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬28也可以是金。
參看圖9，可以去除模具26。然后，參看圖10，可以將子層20的露出部分去除。其后，參看圖11，可以將層22去除。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)加熱方式將層22去除。層22可以是能分解并作為蒸汽去除的犧牲材料。
金屬28的剩余部分可以用作可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。金屬28可以響應(yīng)于由部分18a所施加于子層20的上覆部分上的靜電力而朝向或背離襯底10偏轉(zhuǎn)。因此，如圖12中所示，就可以使得金屬28偏轉(zhuǎn)，從而使得子層20在隆起16上方與部分18b形成電接觸。由于子層20與部分18b可以是導(dǎo)體，所以就可以形成電連接。
盡管所示的隆起16根據(jù)場(chǎng)效氧化類技術(shù)形成，但是隆起氧化物16可以按照其它方式形成，包括沉積和濕法蝕刻。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，使用隆起而非尖端構(gòu)型可以減少或去除可能導(dǎo)致可重復(fù)性問(wèn)題的定時(shí)蝕刻步驟。在一些實(shí)施例中，可以使用一個(gè)犧牲層來(lái)代替兩個(gè)犧牲層。由于在一些實(shí)施例中只有一個(gè)犧牲層，所以犧牲層的釋放就可以更簡(jiǎn)單。另外，在既涉及補(bǔ)充金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)又涉及MEMS技術(shù)的制造設(shè)備中，其上具有金的薄片可以位于絕緣隔離區(qū)中。隔離區(qū)可以具有受限的一套設(shè)備。通過(guò)從尖端構(gòu)型轉(zhuǎn)為隆起構(gòu)型，在薄片運(yùn)動(dòng)至隔離加工區(qū)域之前，就可以在非隔離加工區(qū)域中進(jìn)行更多的活動(dòng)。這樣，常規(guī)型CMOS設(shè)備就可以用于MEMS過(guò)程中。
盡管已經(jīng)關(guān)于有限數(shù)量的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解由此而進(jìn)行的大量變型及改型。附屬權(quán)利要求意欲覆蓋所有這些變型及改型，它們都屬于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)及范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括形成微型機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)，其包括置于半導(dǎo)體襯底上方的可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件；以及在所述襯底中形成電隆起以便與所述構(gòu)件形成電接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括使用場(chǎng)效氧化技術(shù)形成所述隆起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括形成由絕緣體構(gòu)成的所述隆起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括形成由氧化物構(gòu)成的所述隆起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括形成由生長(zhǎng)氧化物構(gòu)成的所述隆起。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括利用導(dǎo)體覆蓋所述隆起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在不使用定時(shí)蝕刻步驟的情況下形成所述開(kāi)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在所述襯底與所述構(gòu)件之間形成犧牲層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括只使用一個(gè)犧牲層形成所述開(kāi)關(guān)。
10.一種微型機(jī)電系統(tǒng)，包括襯底；形成于所述襯底上以便朝向或背離所述襯底運(yùn)動(dòng)的可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件；以及形成于所述襯底上的伸向所述可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的觸點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的開(kāi)關(guān)，包括具有由導(dǎo)電層覆蓋的絕緣體的突起。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開(kāi)關(guān)，其中所述絕緣體為場(chǎng)效氧化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的開(kāi)關(guān)，其中所述可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件為懸臂式梁。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的開(kāi)關(guān)，其中所述可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的下表面大致為平面并且?guī)缀醪粠蛳碌耐黄稹?br> 15.一種方法，包括在半導(dǎo)體襯底上方形成氮化硅層；在所述氮化硅層中形成開(kāi)口；進(jìn)行氧化以便形成與所述開(kāi)口對(duì)齊的氧化物隆起；以及在所述隆起上方形成待朝向或背離所述隆起偏轉(zhuǎn)的可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括在所述襯底與所述可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件之間形成機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括在所述襯底與所述可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件之間形成犧牲層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，包括去除所述犧牲層以便確定所述可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括只使用一個(gè)犧牲層來(lái)確定所述可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括在不使用定時(shí)蝕刻步驟的情況下形成所述可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。
全文摘要
一種微型機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)可以形成有確定于襯底上的突起，其與設(shè)置于襯底上方的可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件接觸。例如，可偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以是懸臂或可偏轉(zhuǎn)梁。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用場(chǎng)效氧化技術(shù)在襯底中形成突起。
文檔編號(hào)H01H59/00GK1768408SQ200480008832
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者H·巴 申請(qǐng)人:英特爾公司