CN1768408A - 隆起式微型机电系统开关 - Google Patents

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Abstract

一种微型机电系统开关可以形成有确定于衬底上的突起，其与设置于衬底上方的可偏转构件接触。例如，可偏转构件可以是悬臂或可偏转梁。在一个实施例中，可以使用场效氧化技术在衬底中形成突起。

Description

隆起式微型机电系统开关
背景技术
本发明整体涉及微型机电系统开关。
微型机电系统(MEMS)开关为利用集成电路技术以极小的尺寸制造成的机械开关。通常，MEMS开关使用尖端构型。开关可以包括在半导体衬底上方延伸的悬臂。靠近悬臂的端部处是带有触点的尖端。尖端触点在悬臂向半导体衬底偏转时形成电连接，以便同形成于衬底上的触点保持电接触。
其它MEMS开关可以使用梁来代替臂。在此，位于衬底上方的可动元件也包括突起，该突起在梁通过静电作用而向衬底偏转时与所述衬底上的触点形成电连接。
尖端基开关的制造生产流程可以包括定时蚀刻步骤。在大批量制造中，由于定时蚀刻过程可能不可重复，所以利用定时蚀刻过程工作并不理想。所使用的成分例如酸可能随着时间而改变，因而批与批的蚀刻层可能改变。在大批量制造中，可以使用蚀刻阻止层来减少定时蚀刻的影响。然而，使用蚀刻阻止方法还产生了相当敏感且复杂的生产流程。
因此，就需要提供一种不同类型的MEMS开关。
附图说明
图1为本发明一个实施例在制造早期的放大示意图；
图2为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图1相应的放大剖视图；
图3为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图2相应的放大剖视图；
图4为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图3相应的放大剖视图；
图5为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图4相应的放大剖视图；
图6为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图5相应的放大剖视图；
图7为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图6相应的放大剖视图；
图8为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图7相应的放大剖视图；
图9为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图8相应的放大剖视图；
图10为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图9相应的放大剖视图；
图11为根据本发明一个实施例在制造后继阶段的与图10相应的放大剖视图；以及
图12为与图11相应的放大剖视图，其中开关闭合。
具体实施方式
根据本发明的一些实施例，所形成的微型机电系统(MEMS)开关使用可以称作隆起构型的构型。在隆起构型中，突起形成于衬底上，并且这种突起不需要形成于可偏转臂或梁上。在本文中使用时，术语“可偏转构件”是指相对于衬底运动以便形成或断开电接触的延伸梁或悬臂。尽管随后的叙述描述了悬臂型结构，但是本发明适用于带有可偏转构件的任何MEMS开关。
在本发明的一些实施例中，可以去掉定时蚀刻步骤的使用，这可以改进大批量制造中的可重复性。然而，本发明并非必须限于排除使用定时蚀刻步骤的实施例。
参看图1，半导体衬底10可以由层12例如氮化硅覆盖，开口14可以使用常规技术例如制作图案与蚀刻而限定于其中。在一个实施例中，这种结构可以暴露于高温氧化作用中以便生成图2中所示的场效氧化物类隆起16。
参看图3，剩余的层12可以被去除并且可以通过例如沉积的方式形成新绝缘层。在一个实施例中，作为两个实例，可以沉积层15并且层15可为为层间绝缘(ILD)或者中间温度氧化物(MTO)。
参看图4，可以对形成于层14上方的金属层18制作图案并进行蚀刻，以便确定所示的图案。在一个实施例中，金属层18可以通过溅射与制作图案的方式形成。在一些情况下，层18可以由金制成。
参看图5，可以沉积平面化层22。在一个实施例中，层22可以是光致抗蚀剂，而在另一个实施例中其可以是旋压玻璃。还可以使用其它牺牲材料，包括随着加热而去除的材料。理想地，隆起16上方层22的厚度小于层18上方层22的厚度。
参看图6，可以利用掩模与蚀刻步骤形成穿过层22的开口24。其后，可以形成子层20。在一个实施例中，子层20可以喷溅沉积而成，并且在一个实施例中，其可以是由金属如金构成的极薄的层。
参看图7，可以限定模具26以便于随后进行金属电镀。然后，可以将金属28电镀于子层22上方，如图8所示。在一个实施例中，金属28也可以是金。
参看图9，可以去除模具26。然后，参看图10，可以将子层20的露出部分去除。其后，参看图11，可以将层22去除。在本发明的一个实施例中，可以通过加热方式将层22去除。层22可以是能分解并作为蒸汽去除的牺牲材料。
金属28的剩余部分可以用作可偏转构件。金属28可以响应于由部分18a所施加于子层20的上覆部分上的静电力而朝向或背离衬底10偏转。因此，如图12中所示，就可以使得金属28偏转，从而使得子层20在隆起16上方与部分18b形成电接触。由于子层20与部分18b可以是导体，所以就可以形成电连接。
尽管所示的隆起16根据场效氧化类技术形成，但是隆起氧化物16可以按照其它方式形成，包括沉积和湿法蚀刻。在本发明的一些实施例中，使用隆起而非尖端构型可以减少或去除可能导致可重复性问题的定时蚀刻步骤。在一些实施例中，可以使用一个牺牲层来代替两个牺牲层。由于在一些实施例中只有一个牺牲层，所以牺牲层的释放就可以更简单。另外，在既涉及补充金属氧化物半导体技术又涉及MEMS技术的制造设备中，其上具有金的薄片可以位于绝缘隔离区中。隔离区可以具有受限的一套设备。通过从尖端构型转为隆起构型，在薄片运动至隔离加工区域之前，就可以在非隔离加工区域中进行更多的活动。这样，常规型CMOS设备就可以用于MEMS过程中。
尽管已经关于有限数量的实施例对本发明进行了描述，但本发明所属领域的普通技术人员将会理解由此而进行的大量变型及改型。附属权利要求意欲覆盖所有这些变型及改型，它们都属于本发明的精神实质及范围内。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
形成微型机电系统开关，其包括置于半导体衬底上方的可偏转构件；以及
在所述衬底中形成电隆起以便与所述构件形成电接触。
2.根据权利要求1所述的方法，包括使用场效氧化技术形成所述隆起。
3.根据权利要求1所述的方法，包括形成由绝缘体构成的所述隆起。
4.根据权利要求3所述的方法，包括形成由氧化物构成的所述隆起。
5.根据权利要求4所述的方法，包括形成由生长氧化物构成的所述隆起。
6.根据权利要求3所述的方法，包括利用导体覆盖所述隆起。
7.根据权利要求1所述的方法，包括在不使用定时蚀刻步骤的情况下形成所述开关。
8.根据权利要求1所述的方法，包括在所述衬底与所述构件之间形成牺牲层。
9.根据权利要求8所述的方法，包括只使用一个牺牲层形成所述开关。
10.一种微型机电系统，包括：
衬底；
形成于所述衬底上以便朝向或背离所述衬底运动的可偏转构件；以及
形成于所述衬底上的伸向所述可偏转构件的触点。
11.根据权利要求10所述的开关，包括具有由导电层覆盖的绝缘体的突起。
12.根据权利要求11所述的开关，其中所述绝缘体为场效氧化物。
13.根据权利要求10所述的开关，其中所述可偏转构件为悬臂式梁。
14.根据权利要求10所述的开关，其中所述可偏转构件的下表面大致为平面并且几乎不带向下的突起。
15.一种方法，包括：
在半导体衬底上方形成氮化硅层；
在所述氮化硅层中形成开口；
进行氧化以便形成与所述开口对齐的氧化物隆起；以及
在所述隆起上方形成待朝向或背离所述隆起偏转的可偏转构件。
16.根据权利要求15所述的方法，包括在所述衬底与所述可偏转构件之间形成机电系统开关。
17.根据权利要求15所述的方法，包括在所述衬底与所述可偏转构件之间形成牺牲层。
18.根据权利要求17所述的方法，包括去除所述牺牲层以便确定所述可偏转构件。
19.根据权利要求18所述的方法，包括只使用一个牺牲层来确定所述可偏转构件。
20.根据权利要求15所述的方法，包括在不使用定时蚀刻步骤的情况下形成所述可偏转构件。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107010593A (zh) * 2016-01-27 2017-08-04 台湾积体电路制造股份有限公司 Mems器件和多层结构
CN109003908A (zh) * 2018-08-08 2018-12-14 苏州晶方半导体科技股份有限公司 一种芯片封装方法以及芯片封装结构

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8775997B2 (en) 2003-09-15 2014-07-08 Nvidia Corporation System and method for testing and configuring semiconductor functional circuits
US8768642B2 (en) * 2003-09-15 2014-07-01 Nvidia Corporation System and method for remotely configuring semiconductor functional circuits
US8732644B1 (en) 2003-09-15 2014-05-20 Nvidia Corporation Micro electro mechanical switch system and method for testing and configuring semiconductor functional circuits
US6880940B1 (en) * 2003-11-10 2005-04-19 Honda Motor Co., Ltd. Magnesium mirror base with countermeasures for galvanic corrosion
US8711161B1 (en) 2003-12-18 2014-04-29 Nvidia Corporation Functional component compensation reconfiguration system and method
KR100837267B1 (ko) * 2004-05-19 2008-06-12 (주)지엔씨 일체형 버튼부를 구비한 무선통신 단말기
US8723231B1 (en) 2004-09-15 2014-05-13 Nvidia Corporation Semiconductor die micro electro-mechanical switch management system and method
US8711156B1 (en) 2004-09-30 2014-04-29 Nvidia Corporation Method and system for remapping processing elements in a pipeline of a graphics processing unit
US8021193B1 (en) 2005-04-25 2011-09-20 Nvidia Corporation Controlled impedance display adapter
US7793029B1 (en) 2005-05-17 2010-09-07 Nvidia Corporation Translation device apparatus for configuring printed circuit board connectors
US8412872B1 (en) 2005-12-12 2013-04-02 Nvidia Corporation Configurable GPU and method for graphics processing using a configurable GPU
US8417838B2 (en) 2005-12-12 2013-04-09 Nvidia Corporation System and method for configurable digital communication
KR100840644B1 (ko) * 2006-12-29 2008-06-24 동부일렉트로닉스 주식회사 스위칭 소자 및 그 제조 방법
US8724483B2 (en) 2007-10-22 2014-05-13 Nvidia Corporation Loopback configuration for bi-directional interfaces
US20100181652A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 Honeywell International Inc. Systems and methods for stiction reduction in mems devices
US9331869B2 (en) 2010-03-04 2016-05-03 Nvidia Corporation Input/output request packet handling techniques by a device specific kernel mode driver

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3620932A (en) * 1969-05-05 1971-11-16 Trw Semiconductors Inc Beam leads and method of fabrication
EP0619495B1 (de) * 1993-04-05 1997-05-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Tunneleffekt-Sensoren
US5604370A (en) * 1995-07-11 1997-02-18 Advanced Micro Devices, Inc. Field implant for semiconductor device
EP0766295A1 (en) * 1995-09-29 1997-04-02 Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno Process for forming a high frequency bipolar transistor structure comprising an oblique implantation step
KR0176196B1 (ko) * 1996-02-22 1999-04-15 김광호 반도체 장치의 로코스 소자분리 방법
US6396368B1 (en) 1999-11-10 2002-05-28 Hrl Laboratories, Llc CMOS-compatible MEM switches and method of making
US20020097118A1 (en) 2001-01-25 2002-07-25 Siekkinen James W. Current actuated switch
WO2002073645A1 (en) 2001-03-12 2002-09-19 Hrl Laboratories, Llc Torsion spring for electro-mechanical switches and a cantilever-type rf micro-electromechanical switch incorporating the torsion spring
KR100517496B1 (ko) * 2002-01-04 2005-09-28 삼성전자주식회사 스텝-업 구조를 갖는 외팔보 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107010593A (zh) * 2016-01-27 2017-08-04 台湾积体电路制造股份有限公司 Mems器件和多层结构
CN107010593B (zh) * 2016-01-27 2021-10-08 台湾积体电路制造股份有限公司 Mems器件和多层结构
CN109003908A (zh) * 2018-08-08 2018-12-14 苏州晶方半导体科技股份有限公司 一种芯片封装方法以及芯片封装结构

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Publication number Publication date
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US20040188781A1 (en) 2004-09-30
US20050263837A1 (en) 2005-12-01
EP1611588A1 (en) 2006-01-04
MY136286A (en) 2008-09-30
US7118935B2 (en) 2006-10-10
WO2004095490A1 (en) 2004-11-04

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