CN101894808A - 电子装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子装置及其制造方法。该电子装置包括衬底;设置在衬底上方的可移动电极;设置为面向可移动电极的静止电极;设置在衬底上并且围绕可移动电极和静止电极的墙部分;膜构件,其固定到在可移动电极和静止电极上方的墙部分,并且膜构件密封包括可移动电极和静止电极的空间;以及支撑部分,除了可移动电极和静止电极之外,还将支撑部分设置在衬底上的墙部分的内侧,以从空间的内部支撑膜构件。
Description
技术领域
这里讨论的实施例针对可以构造为所谓的晶片水平封装的电子装置,及其制作方法。
背景技术
传统地,为了响应于使用在移动电话中的高频组件(RF组件)的小型化和高性能的需要,通过使用MEMS(微机电系统)技术已经发展了作为高频(RF)开关的高频MEMS开关。作为其特征,MEMS开关相比于传统的半导体开关具有低损失、高绝缘性、极好的扭曲特性等。
图29是示出了传统的MEMS开关80j的结构的截面图,并且图30是示出了MEMS开关80j的功能性部分KNj的平面图。在图30中,应该注意到将阴影提供到非截面部分以清楚地示出每个构件的形状。
在图29和图30中,MEMS开关80j由衬底81、形成在衬底81上的可移动触点电极82、静止触点电极83、可移动驱动电极84、静止驱动电极85、接地电极86等构成。使用绝缘材料形成可移动触点电极82和可移动驱动电极84,并且一体地设置有构成悬臂的可移动部分KB。
在将电压施加到可移动驱动电极84与静止驱动电极85之间时,在其之间产生静电吸引力,通过静止驱动电极85可以利用该静电吸引力来吸引和移动可移动驱动电极84。以此方式,与可移动驱动电极84结合的可移动部分KB以及可移动触点电极82移动,并且可移动触点电极82接触静止触点电极83,以使得这些触点闭合。
在图29中,将功能性部分KNj翻转成上侧朝下,并且容纳在由陶瓷制成的填充有氮气等的、由盖88覆盖并且密封的封装87中。每个电极具有焊块BP和采用贯通穿过封装87的孔的端子TB。使用端子TB将MEMS开关80j通过焊接例如安装到外部印刷电路板等上。
以此方式,通过封装87和盖88将MEMS开关80j的功能性部分KNj密封在干燥氮气气氛中,其使得有可能提供保护以防止由外力引起的泄露,并且确保触点的断开和闭合操作。
作为晶片水平封装(WLP)的示例,提出了一种晶片水平封装结构。该结构包括具有功能性元件的第一衬底和被结合以密封每个功能性元件的第二衬底(日本公开专利公报No.2005-251898)。根据该公开,第二衬底包括通孔和第一导体,其中通孔设置为分别面向输入和输出电极,并且第一导体填充到通孔中,由此将每个功能性元件的输入和输出端子设置为包括通孔和第一导体。
根据图29中示出的传统封装方法,因为密封功能性部分KNj的、由陶瓷制成的封装87尺寸增长,所以难以响应于对于小型化和轮廓减小(低轮廓)的要求。因为由陶瓷制成的封装87的组件以及密封工艺需要大量费用,所以也难以减小成本。
在晶片用作衬底81并且多个功能性部分KNj形成在其上的情况下,在密封封装87之前需要对于诸如具有可移动部分的MEMS开关80j的装置进行切片处理。因此,可移动部分可能由用于切片的切割流体而损坏,或者可能在切片处理之后的干法处理过程中由于水的表面张力的作用而变形。通常为了防止这种事情发生,有必要在牺牲层残余的状态下执行切片,并且在切片处理之后的芯片受到用于移除牺牲层的处理,其导致处理数目增加并且因此成本增加。
在这个方面,因为在第一和第二衬底结合到一起的同时执行切片,所以日本专利公报No.2005-251898中提出的封装方法不导致这种在切片处理中可移动部分损坏和变形的问题。然而,因为该方法需要比第一衬底更厚的、用于密封设置在第一衬底上的功能性元件的第二衬底,还留下减小轮廓(低轮廓)的问题没有解决。此外,输入和输出端子的布线的贯穿部分中的电损失不是可以忽略的水平,并且因为输入和输出端子的构造变得复杂,所以成本的问题仍然保留。
发明内容
本公开针对解决以上指出的问题,本发明的一个方面中的目标是提供可以小型化、减小轮廓并且构造为晶片水平封装的电子装置,及其制作方法。
根据本发明的方面,电子装置包括衬底;设置在衬底上方的可移动电极;设置为面向可移动电极的静止电极;设置在衬底上并且围绕可移动电极和静止电极的墙部分;膜构件,其固定到在可移动电极和静止电极上方的墙部分,并且膜构件密封包括可移动电极和静止电极的空间;以及支撑部分,除了可移动电极和静止电极之外,还将支撑部分设置在衬底上的墙部分的内侧,以从空间的内部支撑膜构件。
附图说明
图1是根据第一实施例的MEMS开关的正视图;
图2是在没有示出膜构件时图1中示出的MEMS开关的正视图;
图3A、图3B和图3C是图1中示出的MEMS开关的截面图;
图4是根据第一实施例的MEMS开关的变化例的正视图;
图5A和图5B分别是用于说明制造过程的示例的MEMS开关的正视图和截面图;
图6A和图6B分别是用于说明制造过程的示例的MEMS开关的正视图和截面图;
图7是用于说明制造过程的示例的MEMS开关的截面图;
图8A和图8B分别是用于说明制造过程的示例的MEMS开关的正视图和截面图;
图9是示出了晶片衬底的示例的图;
图10是用于描绘将膜构件结合到晶片衬底的功能性部分的处理示例的图;
图11是根据第二实施例的MEMS开关的正视图;
图12是根据第三实施例的MEMS开关的正视图;
图13是根据第四实施例的MEMS开关的正视图;
图14是根据第五实施例的MEMS可变电容器的正视图;
图15是在没有示出膜构件时在图14中示出的MEMS可变电容器的正视图;
图16是沿着图14中的线D-D取的MEMS可变电容器的截面图;
图17A和图17B分别是用于说明制造过程的示例的MEMS可变电容器的正视图和截面图;
图18A和图18B分别是用于说明制造过程的示例的MEMS可变电容器的正视图和截面图;
图19A和图19B分别是用于说明制造过程的示例的MEMS可变电容器的正视图和截面图;
图20A和图20B是用于说明制造过程的示例的MEMS可变电容器的截面图;
图21是根据第六实施例的MEMS开关的正视图;
图22是在未示出膜构件时图21中示出的MEMS开关的正视图;
图23A、图23B以及图23C是图21中示出的MEMS开关的截面图;
图24是图21中示出的MEMS开关的截面图;
图25A、图25B和图25C是用于说明制作过程的示例的MEMS开关的截面图;
图26A和图26B是用于说明制作过程的示例的MEMS开关的截面图;
图27是根据第七实施例的MEMS开关的正视图;
图28是根据第八实施例的MEMS开关的截面图;
图29是示出了传统的MEMS开关的结构的截面图;以及
图30是示出了图29中示出的MEMS开关的功能性部分的正视图。
具体实施方式
虽然下文中将要描述各种实施例,但是实施例是示例,并且可以以各种形式改变结构、形状、尺寸、材料等。
[第一实施例]
首先,参照图1-4,将要给出根据第一实施例的MEMS开关1的描述。图3A、图3B和图3C分别是沿着图1中的线A-A、B-B和C-C取的开关1的截面图。图4是沿着图1中示出的线A-A取的MEMS开关1的截面图。在图2中,没有示出焊块19和膜构件20。
参照图1-图3A,MEMS开关1由衬底11、可移动触点电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14、静止驱动电极15、墙部分17、支撑部分18、焊块19以及膜构件20等构成。
衬底11是包括三层(即,支撑衬底11a、中间氧化物膜11b和活性层11c)的SOI(绝缘体上硅)衬底。支撑衬底11a由硅制成并且具有约500μm的厚度。中间氧化物膜11b由SiO2制成并且具有约4μm的厚度。活性层11c是硅薄膜并且具有约15μm的厚度。SOI衬底的硅的电阻约为1000Ωcm以上。
活性层11c具有限定了可移动部分KB的切口16,其在正视图(平面图)中具有基本水平的U形。将与包括可移动部分KB的区域相对应的中间氧化物膜11b移除,以提供空间KK。由于这样,可移动部分KB构成悬臂,其在没有提供切口16的部分中具有其支点。这种布置允许与支点相对的端部边缘部分在图3A-图3C中上下移动。电极部分12a和14a(将要在下文中详细描述)彼此紧密接触并且形成在可移动部分KB的表面上。
如图3A所示,可移动触点电极12包括与可移动部分KB形成紧密接触的细长电极部分12a,以及形成在电极部分12a的一端上的锚部分12b。
静止触点电极13由电极基部13a以及静止触点部分13b形成,电极基部13a与活性层11c形成紧密接触,并且静止触点部分13b与电极基部13a连续地设置并且静止触点部分13b在电极部分12a上方以面对的方式设置。静止触点部分13b具有触点部分ST。
可断开和闭合的触点形成在电极部分12a与静止触点部分13b之间,并且当可移动部分KB向上变形以由此使得电极部分12a与静止触点部分13b形成接触时,被闭合。信号线SL由可移动触点电极12和静止触点电极13构成,并且高频信号在触点闭合时穿过信号线SL。
如图3C所示,可移动驱动电极14由电极部分14a和锚部分14b形成,其中电极部分14a包括与可移动部分KB形成紧密接触的伸长的部分以及在伸长的部分的尖端上连续地形成的矩形部分,并且锚部分14b形成在电极部分14a的一端上。
如图3B所示,静止驱动电极15由电极基部15a和15c以及电极相对部分15b构成,其中电极基部15a和15c与活性层11c形成紧密接触,并且电极相对部分15b由电极基部15a和15c支撑并且形成跨接可移动部分KB的桥。电极相对部分15b在电极部分14a的矩形部分上方与其面对。
这些锚部分12b和14b以及电极基部13a、15a和15c本质上全部具有相同的高度(厚度)。静止触点部分13b和电极相对部分15b在它们相应的上表面上具有相同的高度水平。此外,静止驱动电极15设置为平行于信号线SL。
金属材料(例如金)被用作可移动触点电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14和静止驱动电极15的材料。
在衬底11上的墙部分17形成矩形框架形状,以使其围绕可移动触点电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14、静止驱动电极15等。具体而言,墙部分17由四个侧面部分17a-17d形成。四个侧面部分17a-17d全部具有相同的高度(厚度),该高度也与锚部分12b和14b、电极基部13a和电极基部15a和15c的高度相同。侧面部分17b与电极基部15c整体地相连,并且侧面部分17d与电极基部15a相连。
支撑部分18a、18b和18c设置在由墙部分17围绕的区域。支撑部分18c由支撑基部18c1和支撑主体部分18c2构成,其中支撑基部18c1设置为与衬底11紧密接触的并且支撑主体部分18c2连续地延伸到支撑基部18c1。
支撑部分18a和18b形成为与作为对称轴的静止驱动电极15基本对称的形状和位置。支撑部分18c和静止触点电极13形成为与作为对称轴的静止驱动电极15基本对称的形状和位置。
静止触点部分13b与电极相对部分15b之间、静止触点部分13b和支撑部分18a之间、支撑主体部分18c2与电极相对部分15b之间以及支撑主体部分18c2与支撑部分18b之间的间隙全部被设置为约100μm以下,优选地约为50μm以下。
墙部分17以及支撑部分18a和18b全部由相同的金属材料(例如,金)一体地和连续地形成。换言之,支撑部分18a具有建立接触并且与侧面部分17a连接的一个侧面并且具有建立接触并且与电极相对部分15a连接的另一个侧面。支撑部分18b具有建立接触并且与电极相对部分15b连接的一个侧面并且具有建立接触并且与侧面部分17c连接的另一个侧面。
支撑部分18a、支撑部分18b和支撑主体部分18c2在它们相应的上表面上全部具有相同的高度水平,并且在它们相应的上表面上也与电极相对部分15b具有相同的高度水平。下文中,这些支撑部分18a、18b和18c的部分或整体可以称作“支撑部分18”。
除了可移动触点电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14和静止驱动电极15之外,支撑部分18设置为从设置在膜构件20下方的空间内支撑膜构件20。换言之,支撑部分18与可移动触点电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14和静止驱动电极15有点不同,并且它们的功能没有直接的联系。
膜构件20设置为从其上方覆盖可移动接触电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14和静止驱动电极15,并且具有通过焊接(熔合结合)或粘合紧密地固定到墙部分17的上表面上的边缘部分。换言之,膜构件20密封其中容纳可移动接触电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14和静止驱动电极15的空间,即,由墙部分17围绕的空间,使得空间不暴露到外侧。膜构件20的厚度例如约为20-50μm。
膜构件20也通过焊接或粘合固定到静止触点部分13b、支撑部分18a、电极相对部分15b、支撑部分18b以及支撑主体部分18c2的上表面上。为了通过焊接固定膜构件20,需要以预定的压力和高温向着电极或支撑部分18按压膜构件20。
具有耐热性和绝缘特性的膜用作用于膜构件20的材料。例如,使用诸如液晶聚合物的材料。具有防湿性的材料是优选的。然而,如果防湿性特性不足,那么通过使用具有高防湿性特性的材料来采用双膜结构。
例如,如图4所示,由密封膜20a和保护膜20b形成的双膜结构用作膜构件20。光刻胶或者聚酰亚胺等被用作密封膜20a。也可以使用光敏聚酰亚胺。诸如二氧化硅(SiO2)的材料被用作保护膜20b。保护膜20b也覆盖密封膜20a的端部边缘以及墙部分17的侧表面。保护膜20b具有约5μm的厚度。MEMS开关1的内侧由作为密封膜而提供机械强度的密封膜20a密封。保护膜20b提供充分的防湿特性。
膜构件20通过激光设置有用于布线的多个孔,并且多个焊块19分别地设置在多个孔中。更具体地,膜构件20在对应于侧面部分17a的两个端部、电极基部13a、电极基部15a和15c以及锚部分12b和14b的上表面的位置处设置有孔。焊块19a-19g设置在这些孔中。
焊块19a-19g由金属材料(例如金)制成,以使其具有例如约60μm的最大直径以及例如约100μm的长度。焊块19a-19g通过超声波焊接或熔合结合固定到侧面部分17a、电极基部13a、电极基部15a和15c以及锚部分12b和14b的上表面上。
墙部分17和电连接到墙部分17的部分连接到接地电位。因此,支撑部分18a和18b经由墙部分17连接到接地电位。支撑部分18c也连接到接地电位。
在根据上述实施例的MEMS开关1中,由形成在衬底11上的可移动触点电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14、静止驱动电极15等形成的功能性部分KN由墙部分17围绕,并且由提供封装结构的膜构件20覆盖并密封。墙部分17和支撑部分18的高度水平基本与诸如静止触点电极13的功能性部分KN相同,并且膜材料20仅仅放置在其上。通过该构造,沿着高度方向的尺寸基本没有增加,这使得有可能减小轮廓。可以将MEMS开关1的高度设置为例如400μm。可以减小MEMS开关1的长度和高度(即,底面面积),导致装置最小化。
此外,因为通过形成墙部分17和支撑部分18并且设置膜构件20来实现封装结构,所以有可能防止制作过程变得复杂并且减小成本。也可以形成与可移动触点电极12和静止触点电极13相连续的墙部分17和支撑部分18。这有助于简化制作过程。
也可以通过使用晶片作为衬底11、在晶片上形成多个MEMS开关1并且其后将晶片切片为独立的MEMS开关1来制造MEMS开关1。
具体而言,对应于多个MEMS开关1的可移动触点电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14、静止驱动电极15和支撑部分18等首先形成在单晶片上,并且其后对应于整体装置的墙部分17以矩阵单元的形式形成在晶片上,膜构件20以覆盖整个晶片的方式结合到其上,并且之后提供焊块19。以此方式,因为多个MEMS开关1形成在单晶片上,所述沿着墙部分17对晶片进行切片。
通过该构造,变得有可能将MEMS开关1设置在晶片水平封装结构中,并且显著地简化封装所需要的步骤。在执行切片时,已经完成了封装并且已经通过膜构件20密封功能性部分KN。因此,可以防止功能性部分KN受到损伤或者由切割流体而变形。
此外,因为用于封装的膜构件20由可移动接触电极12、静止触点电极13、可移动驱动电极14、静止驱动电极15、墙部分17和支撑部分18等制成,所以在执行切片或使用装置时膜构件20不会变形或受到损伤。
膜构件20固定到固定到衬底11的这些部分上,因此不妨碍可移动部分KB的操作。此时,支撑部分18保持其与可移动部分KB之间的适当间隙,并因此不会干涉可移动部分KB的操作。
在MEMS开关1中,由可移动接触电极12和静止触点电极13构成的信号线SL与墙部分17的侧面部分17a和静止驱动电极15一同形成共面结构(CPW)。因此,墙部分17不仅用于密封,而且也有效地用于这个目的。这种布置有助于使装置进一步小型化。
之后,将要参照图5A-图10给出制造MEMS开关1的方法的描述。图5B、图6B、图7和图8B中示出的截面图全是沿着图1中的线A-A取的。
首先,在该实施例中,制备了图9中示出的SOI晶片的衬底11UH。如参照图3描述的,衬底11UH由支撑衬底11a、中间氧化物膜11b和活性层11c形成。多个功能性部分KN形成在晶片的衬底11UH上,并且形成墙部分17和膜构件20,其后执行切片以完成MEMS开关1。下文中,仅对于对应于单MEMS开关1的部分给出描述。
在图5中,形成为具有约50nm的厚度的铬膜来作为紧密接触层,并且随后在活性层11c上通过溅射形成具有约500nm厚度的金膜。之后,通过光刻和离子减薄对它们进行处理,以同时形成可移动触点电极12的电极部分12a和可移动驱动电极14的电极部分14a。
随后,通过深-RIE(反应离子蚀刻)在电极部分12a和14a的周围加工出分别具有小的和大的水平U字形并且具有约2μm宽度的两个切口16,以由此形成悬臂的部分。之后,跟着通过以等离子CVD(化学气相沉积)法来形成厚度约5μm的二氧化硅(SiO2)膜,来形成牺牲层31。
随后,通过光刻和RIE对牺牲层31进行蚀刻。在该过程中,对于触点部分ST和致动器部分将牺牲层31半蚀刻到期望的深度,而对于对应于锚部分12b、14b、电极基部13a、15a和15c等的部分完全移除牺牲层31。也对于对应于支撑基部18和墙部分17的部分完全移除牺牲层31。
之后,通过溅射形成电镀所需要的种子层。种子层由具有约50nm厚度的钼的下层以及具有约300nm厚度的金的上层形成。之后,通过电镀法形成具有约20μm厚度的金电镀膜。
通过这些步骤,如图6A和图6B所示,同时形成可移动触点电极12的锚部分12b、静止触点电极13、可移动驱动电极14的锚部分14b、静止驱动电极15、支撑部分18和墙部分17。它们是通过电镀形成的,因此具有相同的厚度。在这些过程中,正视图(平面图)中各个部分之间的间隙(距离)设置为约50μm以下。
不在悬臂上执行牺牲层31的半蚀刻,而是将静止驱动电极15形成为桥形。支撑部分18a、18b和18c也类似地形成为桥形。这意味着形成在静止驱动电极15与可移动驱动电极14的电极部分14a之间的空气隙(gap)GP1比可移动触点电极12的电极部分12a与触点部分ST之间的空气隙GP2更大。例如,空气隙GP1约为空气隙GP2的两倍。因此,可以忽略由施加到可移动驱动电极14的电极部分14a的、用于驱动悬臂的电压的对于操作施加的影响。
随后,如图7所示,通过离子减薄和RIE将种子层的没有通过电镀而覆盖的部分移除。之后,通过使用氢氟酸的蚀刻将悬臂下方的牺牲层31和中间氧化物膜11b移除,以由此形成空间KK。这里,对应于图7的正视图与图2中示出的图几乎相同。此外,通过湿法蚀刻移除在从静止触点电极13突出的触点部分ST的下表面上暴露的种子层的下层的钼。除了电镀图案不同之外,到目前为止描述的制作过程可以与传统的过程类似地设置。
之后,如图8A和图8B所示,膜状的膜构件20结合到衬底11UH的整个区域上。这意味着,通过形成固定到墙部分17的上表面的膜构件20的柔性膜,将包括多个结构的功能性部分KN由柔性膜覆盖。诸如上述液晶聚合物的材料用作膜构件20的材料。
如图10所示,其上形成有功能性部分KN的衬底11UH被放置在腔RM中,膜构件20放置在衬底11UH的上表面上,并且通过施加预定的高温和预定的压力将膜构件20向衬底11UH按压。通过这个步骤,膜构件20被焊接到锚部分12a和14b、静止触点电极13、静止驱动电极15、支撑部分18a-18c和墙部分17的上表面上。
在由墙部分17封闭的空间中,因为设置在静止触点电极13、可移动触点电极12以及静止驱动电极15等的表面上的间隙由支撑部分18以短间隔填充,所以膜构件20在其安装时几乎不弯曲。由于这个原因,膜构件20永远不会由于其弯曲而接触可移动触点电极12等,并且因此确保了悬臂工作所需要的空间。应该注意,虽然膜构件20在图8A和图8B中示出为使其匹配到墙部分17的表面区域内的空间中,但是膜构件20实际上设置在衬底11UH的整个区域上方。通过激光束加工将用于焊块19的孔AN设置在膜构件20中。
在将永久光刻胶或光敏聚酰亚胺用作膜构件20时,可以通过光刻来提供孔AN并且容易加工。然而,在这种情况下,这些材料湿气隔离特性较差。因此,另一个膜构件20b可以提供以制作双层膜。
其后,如图1所示,通过焊接将多个焊块19a-19g安装到孔AN中。
最终,沿着各个功能部分KN的墙部分17之间的边界对衬底11UH进行切片,以完成MEMS开关1。换言之,沿着各个墙部分17切割膜构件20、墙部分17和衬底11UH,并且每个结构被分割为MEMS开关1。在MEMS开关1中,因为可移动部分KB由墙部分17和膜构件20保护,所以MEMS开关1可以按照这样安装到印刷电路板等上。
以此方式,根据此实施例,通过使用墙部分17和支撑部分18作为膜构件20的基部,可以以最小数目的步骤实现晶片水平的封装,并且实现小型化、轮廓减小和损失降低。
在此实施例中,可移动触点电极12和可移动驱动电极14是可移动电极的示例,并且静止触点电极13和静止驱动电极15是静止电极的示例。
[第二实施例]
之后,将要给出根据第二实施例的MEMS开关1B的说明。在第二实施例中,只说明与第一实施例不同的那些部分。与第一实施例中的那些部分相同的部分标记有相同的附图标记,并且其说明将不会被重复或将会被简化。这也应用到其他实施例。
图11是根据第二实施例的MEMS开关1的正视图。在图11中,在省略膜构件之后,示出了MEMS开关1B。
在图11中,支撑部分18Ba和18Bb具有分别在电极部分12a和14a上方开口的开口部分KA。特别地,支撑部分18Ba包括支撑部分片段18Ba1和18Ba2,并且支撑部分18Bb包括支撑部分片段18Bb1和18Bb2。支撑部分片段18Ba1连接到侧面部分17a,支撑部分片段18Ba2和18Bb2连接到静止驱动电极15,并且支撑部分片段18Bb1连接到侧面部分17c。
该布置使得可移动触点电极12的电极部分12a和可移动驱动电极14的电极部分14a经过每个开口部分KA面向膜构件20。
通过提供开口部分KA来减小电极部分12a和14a的寄生电容。因此,改善了高频特性。这里,开口部分KA的宽度可以设置为与电极部分12a和14a的宽度相同。
[第三实施例]
此外,将要给出根据第三实施例的MEMS开关1C的说明。
在图12中,支撑部分18Ca设置为使其连接到锚部分12,支撑部分18Cb设置为是其连接到锚部分14b。因此,支撑部分18Ca和18Cb制作为从信号线延伸的形状。通过这种布置,支撑部分18Ca和18Cb在没有连接到接地电位的情况下,获得施加到可移动触点电极12或可移动驱动电极14的相同电位。
在根据第三实施例的MEMS开关1C中,电极部分12a和14a的寄生电容也减小,并且改善了高频特性。
[第四实施例]
此外,将要给出根据第四实施例的MEMS开关1D的说明。
在图13中,支撑部分18Da以从静止触点部分13b的前端延伸的方式设置。与第一实施例中的支撑部分18c的情况相同,支撑部分18Dc偶支撑基部18Dc1和支撑主体部分18Dc2。支撑部分18Db以延伸到支撑主体部分18Dc2的前端延伸的方式设置。
通过该布置,支撑部分18Da和18Db在没有连接到接地电位的情况下,获得提供到可移动触点电极12或支撑部分18Dc的相同点位。
在根据第四实施例的MEMS开关1C中,电极部分12a和14a的寄生电容也减小了,并且高频特性也改善了。
[第五实施例]
之后,通过参照图14到图20B,将要给出根据第五实施例的MEMS可变电容器1E的说明。MEMS可变电容器1E是具有薄膜结构的可变电容器。在描述中,与第一实施例中的MEMS开关1的情况具有相似功能的部分由相同的附图标记或附加了“E”的附图标记表示,并且相应的描述将不会重复或者将会简化。
图16是沿着图14中示出的线D-D取的MEMS可变电容器1E的截面图。更具体地,图16是旋转截面图,其包括沿着从上图14的上侧示出的“D”开始并且在中点处终止的线取的部分,以及从中点开始并且在图14的右侧中示出的“D”处结束的部分。图17B、18B、19B和20B也是沿着相同线取的旋转截面图。
在图14到图16中,MEMS可变电容器1E由衬底11E、下电极21、上电极22、墙部分17E、支撑部分18E、焊块19E、膜构件20E等构成。
MEMS可变电容器1E具有放置在玻璃衬底11E上的下电极21和上电极22。根据由施加到下电极21和上电极23之间的电压产生的静电吸引力,其之间的电容被改变。
下电极21包括在正视图(平面图)中具有矩形形状的电极部分21a,以及形成在电极部分21a的两端上的锚部分21b和21c。上电极22具有跨接下电极21的桥形状,并且包括在正视图中具有矩形形状的电极部分22a和形成在电极部分22a的两端上的锚部分22b和22c。诸如金的金属材料用作下电极21和上电极22的材料。
墙部分17E设置在衬底11E上,以围绕下电极21和上电极22,并且几乎覆盖所围绕的区域的、除了下电极21和上电极22之外的整个面积。
这意味着墙部分17E由四个侧面部分17Ea-17Ed一体地形成,并且支撑墙部分17Ee-17Eh设置在由这些侧面部分17Ea-17Ed围绕的角落,在所有的这些部分具有相同高度(厚度)时。
墙部分17E与锚部分21b、21c、22b和22c具有相同的高度(厚度)。
支撑部分18E在正视图中具有矩形形状,比墙部分17E更高,并且通过连续地连接墙部分17E的各个支撑墙部分17Ee-17Eh的角落而形成。
膜构件20E设置在下电极21、上电极22和支撑部分18E上方,以使其覆盖这些组件。使得膜构件20E的边缘部分在靠近其外周的位置处通过焊接(熔合结合)、粘合等与上表面紧密接触并且固定。结果,膜构件20E针对外界环境密封包括下电极21和上电极22的功能性部分KN的空间。膜构件20E的厚度例如约为20-50μm。
膜构件20E通过焊接、粘合等固定到墙部分17E的支撑墙部分17Ee-17Eh的上表面上。
膜构件20E在对应于锚部分21b、21c、22b和22c的位置处具有孔,并且焊块19Ea-19Ed设置在孔中。焊块19Ea-19Ed由例如金的金属材料制成,并且通过焊接或熔合结合固定到锚部分21b、21c、22b和22c。
在根据第五实施例的MEMS可变电容器1E中,包括形成在衬底11E上的下电极21和上电极22的功能性部分KN由墙部分17E围绕,并且由膜构件20E覆盖和密封以由此形成封装结构。
墙部分17E仅设置在衬底11E上并且仅由膜构件20覆盖。通过该布置,沿着高度方向的尺寸基本不增加,这使得有可能实现轮廓的减小。因此可能减小长度和宽度,即,MEMS可变电容器1E的底部面积,导致装置最小化。
此外,因为通过形成墙部分17E和支撑部分18E并且提供膜构件20E来实现封装结构,所以可以防止制作过程变得复杂并且降低了成本。也可以与下电极21和上电极22的锚部分21b、21c、22b和22c同时地形成墙部分17E和支撑部分18E。这有助于简化制作过程。
也可以通过使用晶片作为衬底11E,在晶片上形成多个MEMS可变电容器1E并且之后对晶片进行切片成为独立的MEMS可变电容器1E。这使得有可能以更低的成本制作MEMS可变电容器1E。
之后,参照图17A-图20B,将要给出制作MEMS可变电容器1E的方法的说明。
如图17A和图17B所示,下电极21、牺牲层32和上电极22层叠在SOI晶片的衬底11EUH上以形成装置结构。之后,如图18所示,结构的整体由牺牲层33覆盖。
之后,执行图案化,并且形成必要的种子层。其后,如图19A和图19B所示,通过使用金等电镀同时形成锚部分21b、21c、22b和22c、墙部分17E和支撑部分18E。电镀层的厚度约为20μm。在这个过程中,通过保持支撑部分18E与在上电极22a是桥形式的区域上的上电极22a之间的间隙,来形成支撑部分18E。在独立的锚部分21b、21c、22b和22c与墙部分17E或者支撑部分18E之间的在正视图(平面图)中的间隙的宽度都为约100μm以下,优选地约50μm以下。
之后,如图20A所示,全部移除牺牲层32和33。之后,如图20B所示,膜构件20E在墙部分17E和支撑部分18E的上表面上结合并固定。其后,膜构件20E设置有其中配合进焊块19E的孔。
最终,沿着独立的功能性部分KN的墙部分17E之间的边界对衬底11UH进行切片,以完成MEMS可变电容器1E。在MEMS可变电容器1E中,因为包括下电极21、上电极22等的功能性部分KN由墙部分17E和膜构件20E保护,所以可以照现在的样子将MEMS可变电容器1E安装到印刷电路板等上。
[第六实施例]
之后,参照图21到图24,将会给出根据第六实施例的MEMS开关1F的说明。
在图22中,在省略掉焊块19F和膜构件20F的同时使出MEMS开关1F。图23A、23B和23C分别是沿着图21中的线A-A、B-B和C-C取的MEMS开关1F的截面图。
图24是沿着阶梯状线取的图21中示出的MEMS开关1F的截面图,并且其部分设置为旋转截面图。换言之,由图24中的“A-A”、“B-B”和“C-C”表明的部分分别对应于沿着图21中的线A-A、X-X和C-C取的截面图。然而,沿着线X-X取的部分被部分地省略。相同的也应用到图25A-图25C、图26A-图26B以及图28。
分别在根据第一到第四实施例的MEMS开关1和1B-1D中,静止触点部分13b和电极相对部分15b形成为比墙部分17更高。由于这个原因,通过固定到墙部分17而增加的膜构件20建立与静止触点部分13b的上表面的接触,电极相对部分15b也是同样的。
因此,可能由膜构件20的张力而将静止触点部分13b和电极相对部分15b朝向衬底11挤压。因此,有必要确保静止触点部分13b和电极相对部分15b足够的强度,并且使得静止触点部分13b和电极相对部分15b不偶然接触电极部分12a和14a。
在上述根据第六实施例的MEMS开关1F中,墙部分17F形成为比静止触点部分13b和电极相对部分15b更高。因此,通过固定到墙部分17F而得到增强的膜构件20F不与静止触点部分13b以及电极相对部分15b建立接触。
现在参照图21-图24,MEMS开关1F由衬底11、可移动触点电极12F、静止触点电极13F、可移动驱动电极14F、静止驱动电极15F、墙部分17F、焊块19和膜构件20F等构成。
衬底11是由支撑衬底11a、中间氧化物膜11b和活性层11c的三层形成的SOI(绝缘体上硅)衬底。
活性层11c具有限定了可移动部分KB的切16,其在正视图(平面图)中具有基本水平的U形。对应于包括可移动部分KB的区域的中间氧化物膜11b被移除,以提供空间KK。由于这样,可移动部分KB构成悬臂,其在没有提供切16的部分中具有其支点。这种布置允许与支点相对的端部边缘部分在图3A-图3C中上下移动。
如图23A所示,可移动触点电极12包括与可移动部分KB形成紧密接触的细长电极部分12a,以及形成在电极部分12a的一端上的锚部分12b。
锚部分12b在其中具有在制作过程中形成的作为残留牺牲层12c的牺牲层的残留部分(残存部分)。由于残留牺牲层12c,锚部分12b具有双阶梯形状。其上阶梯部分形成为比静止触点部分13b更高。
静止触点电极13F包括电极基部13a和静止触点部分13b,其中电极基部13a与活性层11c形成紧密接触,静止触点部分13b在电极部分12a上方,以与电极基部13a连续并且面对的方式设置。
电极基部13a在其中具有作为残留牺牲层13c的部分牺牲层。由于残留牺牲层13c,电极基部13a具有双阶梯形状。其上阶梯部分与锚部分12b的上阶梯部分一样高并且比静止触点部分13b和电极相对部分15b更高。
静止触点部分13b具有触点部分ST。可断开和闭合的触点形成在电极部分12a与静止触点部分13b之间,并且当可移动部分KB向上变形以由此使得电极部分12a与静止触点部分13b形成接触时,被闭合。
如图23C所示,可移动驱动电极14由电极部分14a和锚部分14b形成,其中电极部分14a包括与可移动部分KB形成紧密接触的伸长的部分以及在伸长的部分的尖端上连续地形成的矩形部分,并且锚部分14b形成在电极部分14a的一端上。
锚部分14b在其中具有作为残留牺牲层14c的牺牲层的残留部分。由于残留牺牲层14c,锚部分14b具有双阶梯形状。其上阶梯部分与锚部分12b的上阶梯部分一样高并且比静止触点部分13b和电极相对部分15b更高。
如图23B所示,静止驱动电极15由电极基部15a和15c以及电极相对部分15b构成,其中电极基部15a和15c与活性层11c形成紧密接触,并且电极相对部分15b由电极基部15a和15c支撑并且形成跨接可移动部分KB的桥。电极相对部分15b在电极部分14a的矩形部分上方与其面对。
电极基部15a在其中具有作为残留牺牲层15d的牺牲层残留部分。由于残留牺牲层15d,电极基部15a具有双阶梯形状。其上阶梯部分与锚部分12b的上阶梯部分一样高并且比静止触点部分13b和电极相对部分15b更高。
以此方式,在MEMS开关1F中,锚部分12b、电极基部13a、锚部分14b和电极基部15a全部具有相同的高度,并且比静止触点部分13b和电极相对部分15b更高。
金属材料(例如金)被用作可移动触点电极12F、静止触点电极13F、可移动驱动电极14F和静止驱动电极15F的材料。
在衬底11上的墙部分17形成矩形框架形状,以使其围绕可移动触点电极12F、静止触点电极13F、可移动驱动电极14F、静止驱动电极15F等。具体而言,墙部分17由具有相同高度(厚度)的四个侧面部分17a-17d形成。
侧面部分17a-17d在其中具有作为残留牺牲层17e的牺牲层的残留部分。残留牺牲层17e设置为沿着独立的侧面部分17a-17d的矩形框架形状。由于残留牺牲层17e,每个侧面部分17a-17d具有双阶梯形状。
侧面部分17a-17d的上阶梯部分形成为与锚部分12b、电极基部13a、锚部分14b和电极基部15a一样高。因此,侧面部分17a-17d的上阶梯部分比静止触点部分13b和电极相对部分15b更高。这里,墙部分17F连接到接地电位。
膜构件20设置为从其上方覆盖可移动接触电极12F、静止触点电极13F、可移动驱动电极14F和静止驱动电极15F,并且具有通过焊剂(熔合结合)或粘合紧密地固定到墙部分17F的上表面上的边缘部分。
换言之,膜构件20F密封由墙部分17F围绕的内部空间,使得该空间不暴露到外侧。膜构件20F的厚度约为20-50μm。
膜构件20F也通过焊接或粘合固定到锚部分12b、电极基部13a、锚部分14b以及电极基部15a的上表面上。
具有耐热性和绝缘特性的膜用作用于膜构件20F的材料。例如,使用诸如液晶聚合物或聚酰亚胺的材料。如图4所示,也可以采用通过使用具有高防湿特性的材料的双膜结构。
膜构件20F通过激光设置有用于布线的多个孔,并且多个焊块19独立地设置在多个孔中。更具体地,膜构件20F在对应于侧面部分17a的两个端部、电极基部13a、电极基部15a以及锚部分14b的上表面的位置处设置有孔,并且焊块19a-19g设置在孔中。
在根据上述实施例的MEMS开关1F中,由形成在衬底11上的可移动触点电极12F、静止触点电极13F、可移动驱动电极14F、静止驱动电极15F等形成的功能性部分KN由墙部分17围绕,并且由提供封装结构的膜构件20F覆盖并密封。
墙部分17F比包括静止触点部分13、电极相对部分15b等的功能性部分KN更高。因此,存在设置在膜构件20F与静止触点部分13b之间的间隙GP3以及设置在膜构件20F与电极相对部分15b之间的间隙GP4。因此,膜构件20F决不与它们接触。间隙GP3和GP4的尺寸是数个μm,例如,约2μm。
因此,膜构件20F的张力不可能施加到静止触点部分13a和电极相对部分15b。即使从膜构件20F上方施加压力,压力也不能施加到它们上,或者它们不被按压。
由于这个原因,膜构件20F永远不会由于其自身的弯曲而接触静止触点部分13b、电极相对部分15b等,并且因此确保了可移动部分KB工作所需要的空间。
因此,静止触点部分13b、电极相对部分15b等可以设置为具有仅提供它们原来的功能的强度。考虑外力(诸如来自膜构件20F的外力)的更大的强度不是必要的。
虽然MEMS开关1F的高度相对于之前描述的MEMS开关1和1B-1D的高度增加了数μm,但是仍然可以相对于传统使得轮廓减小并且使得装置小型化。
通过提供墙部分17F和膜构件20F,可以设置封装结构,由此防止制作过程变得复杂,并且减小成本。
因为残留牺牲层12c、13c、15d和17e(其为在制作过程中形成的牺牲层的残留部分)可以被用来增加墙部分17F等的高度,所以可以在不增加步骤数目的情况下制造装置,导致简化的制作过程。
也可以通过使用晶片作为衬底11、在晶片上形成多个MEMS开关1F并且其后将晶片切片为独立的MEMS开关1F来制造MEMS开关1F。
具体而言,对应于多个MEMS开关1F的可移动触点电极12F、静止触点电极13F、可移动驱动电极14F、静止驱动电极15F和墙部分17F等首先形成在单晶片上;其后,以覆盖整个晶片的方式将膜构件20F结合到其上;并且之后安装焊块19。以此方式,因为多个MEMS开关1F形成在单晶片上,所述沿着墙部分17对晶片进行切片。
通过该构造,变得有可能将MEMS开关1F设置在晶片水平封装结构中,并且显著地简化封装所需要的步骤。在执行切片时,已经完成了封装并且已经通过膜构件20F密封功能性部分KN。因此,可以防止功能性部分KN受到损伤或者由切割流体而变形。
此外,因为用于封装的膜构件20F由锚部分12b和14b以及电极基部13a和15a等支撑,所以在执行切片或使用装置时膜构件20F不会变形或受到损伤。
在MEMS开关1F中,由可移动接触电极12F和静止触点电极13F构成的信号线SL与墙部分17F的侧面部分17a和静止驱动电极15F一同形成共面结构(CPW)。因此,墙部分17F不仅用于密封,而且也有效地用于这个目的。这种布置有助于使装置进一步小型化。
之后,将要参照图25A-26B给出制造MEMS开关1F的方法的说明。图25A-26B中的截面图全部是沿着与应用到用于观察图22中示出的MEMS开关1F的图24中相同的线取的。
首先,在该实施例中,制备了图9中示出的SOI晶片的衬底11UH。如参照图3描述的,衬底11UH由支撑衬底11a、中间氧化物膜11b和活性层11c形成。多个功能性部分KN形成在晶片的衬底11UH上,并且形成墙部分17F和膜构件20F,其后执行切片以完成MEMS开关1。下文中,仅对于对应于单MEMS开关1F的部分给出描述。
在图25A中,形成为具有约50nm的厚度的铬膜来作为紧密接触层,并且随后在活性层11c上通过溅射形成具有约500nm厚度的金膜。之后,通过光刻和离子减薄对它们进行处理,以同时形成可移动触点电极12F的电极部分12a和可移动驱动电极14F的电极部分14a。
随后,通过深-RIE(反应离子蚀刻)在电极部分12a和14a的周围加工出分别具有小的和大的水平U字形并且具有约2μm宽度的两个切口16,以由此形成悬臂的部分。之后,跟着通过以等离子CVD(化学气相沉积)法来形成厚度约5μm的二氧化硅(SiO2)膜,来形成牺牲层31。
这里,电极部分12a和14a以及切口16的平面图在图5A中示出。
如图25B所示,通过光刻和RIE连续地蚀刻牺牲层31。更具体地,为了允许水平将要被升高的部分(诸如残留牺牲层12c、13c、14c、15d和17e)以及其中将不会形成电极的部分残留(保留),在其他部分上重复地执行半蚀刻,以形成预定图案的牺牲层31。
首先,对于以下部分将牺牲层31半蚀刻到约4μm的深度:其中形成静止触点部分13b和电极相对部分15b的部分;墙部分17F的除了残留牺牲层17e的部分;锚部分12b的除了残留牺牲层12c的部分;电极基部13a的除了残留牺牲层13c的部分;锚部分14b的除了残留牺牲层14c的部分;以及电极基部15a的除了残留牺牲层15d的部分。
之后,对于以下部分将牺牲层31进一步半蚀刻到约0.5μm的深度:其中形成触点部分ST的部分;墙部分17F的除了残留牺牲层17e的部分;锚部分12b的除了残留牺牲层12c的部分;电极基部13a的除了残留牺牲层13c的部分;锚部分14b的除了残留牺牲层14c的部分;以及电极基部15a的除了残留牺牲层15d的部分。
最后,全部移除残留在锚部分12b和14b、电极基部13a和15a、墙部分17等中的具有约0.5μm的厚度的牺牲层31。通过该步骤,牺牲层31仅残留载残留牺牲层12c、13c、14c、15d和17e的部分以及其中没有形成电极的部分中。
以此方式允许残留牺牲层12c、13c、14c、15d和17e残留。因此,半蚀刻处理的数目没有增加。
之后,通过溅射形成电镀所需要的种子层。种子层由具有约50nm厚度的钼的下层以及具有约300nm厚度的金的上层形成。
之后,如图25C所示,通过电镀法形成具有约20μm厚度的金电镀膜。通过该处理,具有相同厚度的镀金膜同时形成在每个部分中。
具体地,同时形成锚部分12b和14b、静止触点电极13F、静止驱动电极15F以及墙部分17F。因为这些部分是通过电镀同时形成的,所以这些部分都具有相同的厚度。
以此方式,残留牺牲层12c、13c、14c、15d和17e的部分全部由镀金膜覆盖。
因为牺牲层31在静止触点部分13b和电极相对部分15b中已经预先被半蚀刻掉,所以使得这些部分比电极基部13a、锚部分14b和墙部分17F更低。
随后,通过离子减薄和RIE将种子层的没有由电镀膜覆盖的部分移除。之后,如图26A所示,通过使用氢氟酸的蚀刻将悬臂下方的牺牲层31和中间氧化物膜11b移除。通过该处理,残留牺牲层12c、13c、14c、15d和17e的由电镀膜覆盖的部分保持原样,因为它们没有被蚀刻。
此外,通过湿法蚀刻移除在从静止触点部分13b突出的触点部分ST的下表面上暴露的种子层的下层的钼。
之后,如图26B所示,将膜状的膜构件20F结合到衬底11UH的整个区域上。这意味着,通过形成固定到墙部分17F的上表面的膜构件20F的柔性膜,包括多个结构的功能性部分KN由柔性膜覆盖。在这个处理过程中,没有必要将膜构件20F与每个墙部分17F对准,而是将膜构件20F简单地结合到衬底11UH的整个区域上。
具体而言,其上形成有功能性部分KN的衬底11UH被放置在腔RM中,膜构件20F放置在衬底11UH的上表面上,并且通过施加预定的高温和预定的压力将膜构件20F向衬底11UH按压。通过这个步骤,膜构件20F被焊接到锚部分12a和14b、电极基部13a和15a以及墙部分17F的上表面上。
通过激光束加工将用于焊块19的孔AN设置在膜构件20中。之后,通过焊接将多个焊块19a-19g安装到孔AN中。
最终,沿着各个功能部分KN的墙部分17F之间的边界对衬底11UG进行切片,以完成MEMS开关1F。
在MEMS开关1F中,因为可移动部分KB由墙部分17F和膜构件20F保护,所以可以按照这样安装将MEMS开关1F到印刷电路板等上。
以此方式,根据此实施例,可以以最小数目的步骤实现晶片水平的封装,并且实现小型化、轮廓减小和损失降低。
此外,静止触点部分13b和电极相对部分15b的上表面比膜构件20F的下表面低2μm,并且因此从膜构件20F接收压力,这使得有可能保持位于其下方的间隙GP3和GP4。
[第七实施例]
之后,如图27,将要给出根据第七实施例的MEMS开关1G的说明。在下文中,只说明与第六实施例不同的那些部分。
图27是根据第七实施例的MEMS开关1G的正视图。在图27中,从图示中省略了膜构件20F和焊块19。
在图27中,相比于上述MEMS开关1F,增加了支撑部分18G并且比电极基部15c更高的电极基部15e形成在MEMS开关1G中。
这意味着与电极基部13a和15a具有相同高度的支撑部分18G设置在衬底11上。与在电极基部13a和15a的情况相同,支撑部分18G在其中具有在制作过程中形成的作为残留牺牲层的牺牲层31的残留部分。由于残留牺牲层,与电极基部13a类似,支撑部分18G形成为双阶梯形状,并且具有高度与电极基部13a和15a以及墙部分17F等相同的上阶梯部分。
电极基部15e也在其中具有在制作过程中形成的作为残留牺牲层的牺牲层31的残留部分。由于该残留牺牲层的存在,电极基部15e具有与与电极基部15a类似的双阶梯形状。其上阶梯部分与电极基部15a以及墙部分17F高度相同。
未示出的膜构件20F设置在可移动触点电极12F、静止触点电极13F、可移动驱动电极14F和静止驱动电极15F上方,以使其覆盖这些组件,并且使得膜构件20F的边缘与墙部分17F的上表面通过焊接(熔合结合)、粘合等紧密接触并固定。膜构件20F也焊接到锚部分12b和14b、电极基部13a、15a和15e以及支撑部分18G的上表面上。
以此方式,在根据此实施例的MEMS开关1G中,膜构件20F在大量的位置被固定和支撑。因此,膜构件20F被牢固地固定并可靠地防止被弯曲。
增加的支撑部分18G对于诸如mPnT开关的装置非常有效,其中输入部(m)的数目和输出部(n)的数目较大、装置的尺寸较大并且由墙部分17F围绕的部分较大。
[第八实施例]
之后,参照图28,将要给出根据第八实施例的MEMS开关1H的说明。在下文中,只说明与第六实施例不同的那些部分。
图28是根据第八实施例的MEMS开关1H的截面图。
在图28中,相比于上述MEMS开关1F,MEMS开关1H不具有膜构件20F和焊块19。取而代之,具有贯通电极42和43的盖衬底40直接接合并安装到半成品HK。
通过将贯通电极42和43安装到设置在陶瓷衬底41的适当位置中的孔中,形成盖衬底40。陶瓷衬底41例如由陶瓷材料(诸如氧化铝)制成为具有约数十毫米厚度板状。多个贯通电极42a-42b、43a-43b等设置到对应于电极基部13a和15a、锚部分12b和14b以及墙部分17F的上表面(在附图中是下表面)的位置处。
在图28中,包括其上具有功能性部分KN的衬底11的半成品HK上下翻转,由盖衬底40盖住并且密封。墙部分17F的上表面与该衬底40之间的间隙在整个周界上由密封构件SL密封。电极基部13a和15a、锚部分12b和14b以及墙部分17F的上表面(在附图中是下表面)被焊接和电连接到贯通电极42a-42b、43a-43b等。可以将合适的惰性气体(诸如氮气)填充到形成功能性部分KN的空间中。
在将陶瓷沉底41安装到半成品HK时,其上形成有多个该衬底40的单衬底可以安装到整组的形成在晶片的衬底11UH上的多个半成品HK上,并且可以在其之后执行切片。
以此方式,可以以最小数目的步骤实现晶片水平的封装,并且实现小型化、轮廓减小和损失降低。
可选择地,每个盖衬底40可以安装到形成在晶片的衬底11UH上的每个半成品HK上。也可以将单个盖衬底40安装到单个半成品HK上。
也可以将将要连接到贯通电极42a-42b、43a-43b的另一个衬底或装置安装到盖衬底40的外表面。
在上述实施例中,也可以改变残留牺牲层12c、13c、15d和17e的尺寸、截面形状等。此外,也可以改变在上述实施例中的锚部分12b和14b、电极基部13a和15a以及墙部分17F的尺寸、截面形状等。
在上述第一到第八实施例中公开的内容可以用在不同的实施例中或与不同的实施例相接合,只要这种结合不产生矛盾。
在根据上述实施例的MEMS开关1、1B-1D和1F-1H中,以及MEMS可变电容器1E中,整体或独立的部分的构造、结构、形式、尺寸、厚度、数量、布局、材料、形成方法、形成顺序等可以根据本发明的主题的需要而改变。
这里所陈述的所有的示例和条件语言是为了帮助读者理解本发明以及发明人对于本领域贡献的概念的教学的目的,并且应当理解为对于这些特殊陈述的示例和条件进行限制,并且说明书中的这些示例的组织不涉及示出本发明的优劣。虽然已经详细描述了本发明的实施例,但是应该理解可以在不超出本发明的精神和范围的情况下作出各种改变、替换和变更。
Claims (15)
1.一种电子装置,包括:
衬底;
可移动电极,其设置在所述衬底上方;
静止电极,其设置为面向所述可移动电极;
墙部分,其设置在所述衬底上并且围绕所述可移动电极和所述静止电极;
膜构件,其固定到在所述可移动电极和所述静止电极上方的所述墙部分,并且所述膜构件密封包括所述可移动电极和所述静止电极的空间;以及
支撑部分,除了所述可移动电极和所述静止电极之外,还将所述支撑部分设置在所述衬底上的所述墙部分的内侧,以从所述空间的内部支撑所述膜构件。
2.根据权利要求1所述的电子装置,
其中,所述墙部分和所述支撑部分的至少一部分一体并连续地由相同的金属材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的电子装置,
其中,所述膜构件固定到所述静止电极的至少一部分。
4.根据权利要求3述的电子装置,
其中,所述支撑部分包括在所述可移动电极上方开口的开口部分,并且
所述可移动电极通过所述开口部分面对所述膜构件。
5.根据权利要求1、2和4中任意一项所述的电子装置,
其中,所述墙部分连接到接地电位,并且使得其一部分设置为平行于由所述可移动电极和所述静止电极构成的信号线。
6.根据权利要求1、2和5中任意一项所述的电子装置,
其中,所述膜构件包括密封膜,所述密封膜包括光刻胶和聚酰亚胺,并且保护膜包括二氧化硅。
7.一种电子装置,包括:
衬底;
可移动电极,其设置在所述衬底上方;
静止电极,其设置为面向所述可移动电极;
墙部分,其设置在所述衬底上并且围绕所述可移动电极和所述静止电极,所述墙部分具有比所述可移动电极和所述静止电极更高的高度;以及,
膜构件,其在将间隙设置在所述膜构件和所述可移动电极之间以及所述膜构件与所述静止电极之间的状态下固定到所述墙部分,并且所述膜构件密封包括所述可移动电极和所述静止电极的空间。
8.根据权利要求7所述的电子装置,还包括设置在所述衬底上的所述墙部分的内侧的支撑部分,以从所述空间的内部支撑所述膜构件。
9.根据权利要求7或8所述的电子装置,还包括电极基部,其作为支撑并电连接到所述衬底上的所述可移动电极或所述静止电极的部分,所述电极基部形成为具有与所述墙部分的高度相等的高度,
其中,所述电极基部在所述空间内部支撑所述膜构件。
10.根据权利要求9所述的电子装置,
其中,所述膜构件是包括多个通孔的盖衬底,并且
所述多个通孔电连接到所述电极基部和所述墙部分。
11.根据权利要求7、8和10中的任意一项所述的电子装置,
其中,所述墙部分形成为包括残留在其中的牺牲层,所述牺牲层已经被用于形成所述可移动电极与所述静止电极之间的空间。
12.一种制作电子装置的方法,包括:
在衬底上形成包括可移动电极和面向所述可移动电极的静止电极的多个结构;
在所述衬底上形成格子图案的墙部分,其将所述多个结构彼此分开;
形成将要被固定到所述墙部分的上表面的柔性膜,并且通过所述柔性膜覆盖的所述多个结构;以及
通过沿着所述墙部分切割所述柔性膜、所述墙部分和所述衬底,将所述多个结构分割为独立的块。
13.根据权利要求12所述的制作电子装置的方法,
其中,所述多个结构还包括支撑部分,所述支撑部分延伸到比所述可移动电极更高的位置并且在所述可移动电极和所述静止电极之外又提供所述支撑部分。
14.根据权利要求13所述的制作电子装置的方法,
其中,通过电镀同时形成所述支撑部分和所述墙部分。
15.根据权利要求12所述的制作电子装置的方法,还包括:
当在所述衬底上形成所述可移动电极之后,在所述可移动电极和所述衬底上形成牺牲层;
对所述牺牲层进行图案化,以形成所述可移动电极与所述静止电极之间的空间,并且允许对应于一部分墙部分的一部分牺牲层残留;以及
在对所述牺牲层进行图案化之后,通过电镀形成所述墙部分和所述静止电极,并且通过电镀覆盖对应于所述一部分墙部分的所述一部分牺牲。
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