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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mikroelektromechanischen (MEM) variablen Kondensators.
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Man geht davon aus, dass variable MEM-Kondensatoren bei Mikro- und Millimeterwellenanwendungen wie beispielsweise abstimmbaren Filtern und spannungsgesteuerten Oszillatoren besonders geeignet sind, bei denen ein hoher Gütefaktor (Q) und ein breiter Abstimmbereich wünschenswert sind.
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Ein variabler MEM-Kondensator umfasst ein Paar Elektroden: eine feststehende Elektrode, die auf einem Substrat angebracht ist, und eine bewegliche Elektrode, die über der feststehenden Elektrode abgehängt ist, um einen Luftspalt zwischen einander zugewandten ebenen Flächen der Elektroden zu bilden. Wird eine DC-Steuerspannung an die Elektroden angelegt, bewegt sich die bewegliche Elektrode unter elektrostatischer Anziehung zur feststehenden Elektrode hin. Dies verkleinert den Luftspalt zwischen den Elektroden und erhöht die Kapazität. Die Bewegung der beweglichen Elektrode wird durch eine mechanische Federkraft eingeschränkt. Die Federkraft ist direkt proportional zu der von der beweglichen Elektrode zurückgelegten Strecke (d. h. der Abnahme beim ursprünglichen Luftspalt), wohingegen die elektrostatische Anziehungskraft ein nichtlineares Verhältnis zum Luftspalt hat.
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Es kann mathematisch nachgewiesen werden, dass die elektrostatische Anziehungskraft, wenn der Luftspalt weniger als zwei Drittel der anfänglichen Luftspaltstrecke beträgt, die Federkraft überschreitet und die Elektroden zusammengezogen werden. Die Steuerspannung, bei der dies auftritt, ist als „Anzugsspannung” bekannt. Dies begrenzt das Kapazitätsabstimmverhältnis auf 1,5:1, was für viele Anwendungen unangemessen ist.
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Auch um ein Abstimmverhältnis von 1,5:1 zu erreichen, ist es erforderlich, die Vorrichtung mit Spannungen zu betreiben, die nahe an der Anzugsspannung liegen, und deshalb ist es oftmals der Fall, dass ein Anziehen stattfindet. Wenn dies passiert, kommen die einander zugewandten ebenen Flächen miteinander in Berührung und haften aufgrund von Haftreibung aneinander, nachdem die angelegte Spannung entfernt wurde. Dies führt zu einem Bauelementausfall. Haftreibung zwischen den einander zugewandten ebenen Flächen führt auch bei der Herstellung solcher Vorrichtung zu niedrigen Erträgen.
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Ein bekannter Lösungsansatz, um das Kapazitätverhältnis eines variablen MEM-Kondensators zu verbessern, ist in der
WO 2001/61848 A1 offenbart. Wie bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist eine bewegliche Elektrode an jedem Ende so verankert, dass sie über einer feststehenden Elektrode abgehängt aber biegsam ist, so dass sie sich biegt, wenn die Steuerspannung angelegt wird. Die feststehende Elektrode jedoch ist gespalten, derart, dass es eine mittlere aktive Elektrode gibt, die zusammen mit der beweglichen Elektrode den variablen Kondensator bildet, und zwei äußere Steuerelektroden, an welchen die Steuerspannung anliegt. Die mittlere Elektrode befindet sich auf halbem Wege zwischen den Verankerungen, wo die Durchbiegung der biegsamen Elektrode am größten ist. Die Elektroden sind so angeordnet, dass der Spalt zwischen der mittleren und der biegsamen Elektrode kleiner ist als derjenige zwischen den Steuerelektroden und der biegsamen Elektrode. Im Betrieb ist die maximale Durchbiegung der biegsamen Elektrode durch den Abstand zwischen ihr und den Steuerelektroden beschränkt. Der Mindestabstand zwischen der abgelenkten biegsamen Elektrode und den Steuerelektroden zur Vermeidung eines Anziehens beträgt wieder zwei Drittel des anfänglichen Spalts. Wird der Spalt zwischen der mittleren Elektrode und der flexiblen Elektrode kleiner ausgelegt als ein Drittel desjenigen zwischen den Steuerelektroden und der biegsamen Elektrode, schränkt die Anzugsspannung den Abstimmbereich nicht ein.
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Die in der
WO 2001/61848 A1 beschriebene Vorrichtung liefet einen breiteren Abstimmverhältnisbereich, aber unter manchen Umständen tritt ein Anziehen immer noch auf, und deshalb ist die zum Bauelementausfall führende Haftreibung sowohl während des Gebrauchs als auch bei der Herstellung immer noch ein Problem.
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Ein nach einer Konferenz in San Francisco vom 10. bis 13. Dezember 2000 veröffentlichtes Schriftstück (Development of a Wide Tuning Range MEMS Tunable Capacitor for Wireless Communication Systems, Jun Zou; Chang Liu; Schutt-Aine, J.; Jinghong Chen und Sung-Mo Hung, 0-7803-6441-4/00) beschreibt das Leistungsverhalten einer Vorrichtung derselben aligemeinen Art wie derjenigen, die in der
WO 2001/61848 A1 schrieben ist. In dem Schriftstück ist festgehalten, dass bei einer Testvorrichtung nach dem Auftreten des Anziehens, der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen nicht mehr auf Null reduziert werden könnte und erklärungsweise wird angenommen, dass „die möglichen Gründe für eine Oberflächenrauheit der beiden Platten das Vorhandensein einer Restschicht aus dem Opferflächenabtrag durch Ätzen oder ein absoluter Messabgleich sind”. Dasselbe Schriftstück verweist auch auf den erzielbaren Abstimmbereichswert, der abhängt von „weiteren Faktoren wie Oberflächenrauheit und -krümmung”. Die einander zugewandten Flächen der Kondensatorplatten werden aber unter Verwendung eines Prozesses hergestellt, der auf der Abscheidung von Materialschichten durch Wärmebedampfung beruht, welche, wenn sie erfolgreich durchgeführt wird, zu glatten Flächen führt, und somit betreffen die Hinweise auf „Rauheit” in dem Schriftstück eher Herstellungsfehler als einen vorsätzlichen Versuch, eine Fläche zu erzielen, die nicht glatt ist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend skizzierten Probleme zu umgehen oder abzuschwächen.
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Nicht erfindungsgemäß, aber beispielhaft wird ein mikroelektromechanischer variabler Kondensator bereitgestellt, der eine erste und zweite Kondensatorplatte umfasst, die einander zugewandte Flächen bilden, welche voneinander beabstandet sind, um einen Spalt zu bilden, und eine Einrichtung zum Anlegen eines Spannungsunterschieds an den Spalt, wobei zumindest eine der Platten bezüglich der anderen derart beweglich ist, dass, wenn eine Spannung am Spalt anliegt, die Breite des Spalts sich in Abhängigkeit von der angelegten Spannung verändert, um die Kapazität des Kondensators zu ändern, wobei die zugewandte Fläche zumindest einer Platte eine aufgeraute Oberfläche aufweist, wobei der Rauheitsgrad ausreicht, um zu verhindern, dass die einander zugewandten Flächen aneinander anhaften.
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Die Einrichtung zum Anlegen eines Spannungsunterschieds kann so ausgelegt sein, dass sie den Spannungsunterschied an den einander zugewandten Flächen der Platten anlegt. Alternativ bildet die erste Kondensatorplatte mindestens eine Steuerelektrode, und die Einrichtung zum Anlegen eines Spannungsunterschieds ist so ausgelegt, dass sie den Spannungsunterschied an die (oder jede) Steuerelektrode und die zweite Platte anlegt.
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Die erste Kondensatorplatte kann eine aktive Elektrode bilden, auf welcher die einander zugewandten Flächen ausgebildet sind. Der Spalt zwischen der aktiven Elektrode und der zweiten Kondensatorplatte ist idealer Weise kleiner als derjenige zwischen der (oder jeder) Steuerelektrode und der zweiten Kondensatorplatte. Die aktive Elektrode ist vorzugsweise zwischen den beiden Steuerelektroden und idealer Weise in einer zentralen Lage angeordnet.
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Die zweite Kondensatorplatte kann beweglich sein und die erste Kondensatorplatte feststehend. Die zweite Kondensatorplatte ist vorzugsweise biegsam und dank ihrer Biegsamkeit beweglich. Vorzugsweise umfasst die zweite Platte ein Paar Verankerungsteile, die bezüglich der ersten Platte feststehend sind, und einen Mittelabschnitt, der biegsam und beweglich ist. Der Mittelabschnitt der zweiten Platte ist im Wesentlichen eben.
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Die zugewandte Fläche der ersten Platte hat eine aufgeraute Oberfläche und/oder die zugewandte Fläche der zweiten Platte hat eine aufgeraute Oberfläche. Die aufgeraute Oberfläche der zugewandten Fläche der zweiten Platte kann anders als die aufgeraute Oberfläche der zugewandten Fläche der ersten Platte sein. Die Verschiedenartigkeit kann zumindest teilweise durch die Wirkung eines beim Herstellungsprozess verwendeten Opfermaterials hervorgerufen sein. Die Verschiedenartigkeit kann zumindest teilweise durch galvanische Beschichtung hervorgerufen sein.
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Die erste Platte kann an einem Substrat befestigt sein.
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Zumindest die zugewandte Fläche der (oder jeder) Platte mit einer aufgerauten Oberfläche wird aus irgendeinem Metall unter Verwendung eines galvanisches Beschichtungsverfahrens wie beispielsweise galvanisches Abscheiden von Nickel oder Gold hergestellt.
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Zumindest die zugewandte Fläche der aktiven Elektrode wird idealer weise durch galvanische Beschichtung hergestellt.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines mikroelektromechanischen variablen Kondensators bereitgestellt, der eine erste und zweite Kondensatorplatte umfasst, die einander zugewandte Flächen bilden, welche voneinander beabstandet sind, um einen Spalt zu bilden, und eine Einrichtung zum Anlegen eines Spannungsunterschieds an den Spalt, wobei zumindest eine der Platten bezüglich der anderen derart beweglich ist, dass, wenn eine Spannung am Spalt anliegt, die Breite des Spalts sich in Abhängigkeit von der angelegten Spannung verändert, um die Kapazität des Kondensators zu ändern, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, jede Platte mit einer aufgerauten einander zugewandten Fläche herzustellen, wobei der Rauheitsgrad ausreicht, um zu verhindern, dass die einander zugewandten Flächen aneinander anhaften und wobei die aufgeraute Oberfläche der zweiten Platte hinsichtlich ihrer Rauheit von der aufgerauten Oberfläche der ersten Platte verschieden ist und wobei die Verschiedenartigkeit zumindest teilweise durch die Wirkung eines beim Herstellungsprozess verwendeten Opfermaterials hervorgerufen wird.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren darüber hinaus die Schritte des Herstellens der ersten Platte mit einer aufgerauten Oberfläche, des Herstellens einer darüber liegenden Zwischenschicht, derart, dass sich die Rauheit der zugewandten Fläche auf einer oberen Fläche der Zwischenschicht wiederholt, und dann des Herstellens der zweiten Platte über der Zwischenschicht, derart, dass sich die Rauheit der Oberfläche durch die nachfolgende Schicht fortpflanzt, und dann die Zwischenschicht entfernt wird.
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Zumindest die zugewandte Fläche der ersten Platte kann durch galvanische Beschichtung hergestellt werden und/oder zumindest die zugewandte Fläche der zweiten Platte kann durch galvanisches Beschichten hergestellt werden.
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Die Zwischenschicht kann durch Ätzen entfernt werden. In einer Ausführungsform wird die Zwischenschicht aus Titan hergestellt. Die Opferschicht kann weitere Rauheit in die zugewandte Fläche der zweiten Platte bringen.
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Eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nur als Beispiel nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:
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1 ist eine schematische Darstellung des variablen Kondensators;
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2 ist eine schematische Darstellung des Kondensators von 1, der mit einer abgelenkten oberen Elektrode gezeigt ist;
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die 3a bis 3g stellen die Schritte bei der Herstellung eines Kondensators mit Nickelelektroden gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
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4 ist eine Mikroskopaufnahme des variablen Kondensators der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine grafische Darstellung der Veränderung der Kapazität gegenüber der Vorspannung für einen Kondensator mit Nickelelektroden, der unter Verwendung des Prozesses der 3a bis 3d hergestellt wurde;
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die 6 bis 8 sind Mikroskopaufnahmen, welche die Oberflächenrauheit verschiedener Teile der Elektroden des Kondensators der 1 und 2 zeigen;
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9 ist eine schematische Darstellung von Rauheitsunterschieden zwischen der oberen und unteren Elektrode im Kondensator der 1 und 2; und
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10 ist eine grafische Darstellung der Kapazitätsveränderung gegenüber der Vorspannung für einen Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung mit Goldelektroden.
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Zuerst wird mit Bezug auf die 1 und 2 der Zeichnungen der dargestellte mikroelektromechanische Kondensator auf einem Substrat 1 hergestellt und weist ein Paar beabstandeter Kondensatorplatten in Form einer oberen Elektrode 2 auf, die über einer unteren Elektrode 3 abgehängt ist, um einen dazwischenliegenden Luftspalt 4 zu bilden. Die untere Elektrode 3 ist auf dem Substrat 1 ausgebildet. Die Elektroden 2 und 3 bilden zusammen einen wie durch das Bezugszeichen 5 angegebenen variablen Kondensator.
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Die untere Elektrode 3 ist zwischen einem Paar äußerer Vorspannungselektroden 6 angeordnet. Die Elektrode 3 ist dicker als die Vorspannungselektroden 6, so dass der Luftspalt 4 zwischen der oberen und unteren Elektrode 2, 3 kleiner ist als der Spalt zwischen der oberen und der Vorspannungselektrode 2, 6.
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Die obere Elektrode 2 ist an jedem Ende verankert, ist aber biegsam, so dass sie bezüglich des Substrats 1 durchfedern kann. Wird eine DC-Spannung V zwischen der oberen und der Vorspannungselektrode 2, 6 angelegt, bringt elektrostatische Anziehung die obere Elektrode 2 dazu, sich nach unten zur unteren Elektrode 3 durchzubiegen, wie in 2 dargestellt ist. Dies verkleinert den Luftspalt 4 und erhöht dadurch die Kapazität. Die Vorspannung wird verändert und verändert den Durchbiegungsbetrag und damit den Kapazitätswert.
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Die Unterseite 7 der oberen Elektrode 2 und die Oberseite 8 der unteren Elektrode 3 sind durch Verfahren aufgeraut, die nachstehend noch beschrieben werden. Die aufgerauten Flächen reduzieren die Tendenz zur Haftreibung, wodurch die Zuverlässigkeit solcher Kondensatoren verbessert wird.
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Die 3a bis 3g veranschaulichen den Herstellungsprozess für den variablen Kondensator. Als Erstes wird eine 0,03 μm dicke Schicht 10 aus Nickel durch Elektronenstrahl auf ein sauberes Siliziumsubstrat 1 aufgedampft und durch herkömmliche Verfahren des Abscheidens/Freilegens eines Photoresists strukturiert, um die Unterlagen für die untere Elektrode 3, die Vorspannungselektroden 6 und die Verankerungsflecken 11 für die obere Elektrode 2 zu bilden (3a). Eine 0,2 μm dicke Schicht 12 aus Titan wird dann durch Elektronenstrahlbedampfung abgeschieden (3b) und ein Loch durch das Titan zur Nickelschicht geätzt, wodurch die Unterlage für die untere Elektrode 3 gebildet wird. Unter Verwendung eines Galvanisierungsbads auf der Basis von Nickelsulfamat, werden dann 0,2 μm Nickel in dem Loch galvanoplastisch hergestellt, um die dicke untere Elektrode 3 zu schaffen (3c). Das aufgedampfte Nickel am Grunde des Lochs wirkt als Ausgangsschicht zur Galvanisierung. Durch Steuerung des Galvanisierungsprozesses wird ein aufgerauter Oberflächenbelag 13 auf die dicke untere Elektrode 3 aufgetragen. Der Galvanisierungsprozess führt Veränderungen bei der Oberflächenrauheit ein, die durch Bedampfen nicht erreichbar oder steuerbar sind. Die Rauheit galvanisch abgeschiedener Metalle hängt von der Galvanisierungszeit, der Stromdichte, dem Galvanisierungsausgangsmaterial, der Galvanisierbadlösung, der Temperatur und der endgültigen Dicke der Abscheidung ab (und kann deshalb gesteuert werden, indem diese eingestellt werden).
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Dann werden weitere 0,1 μm Titan 14 durch Elektronenstrahl aufgedampft (3d). Es ist diese Schicht, die den Abstand zwischen der mittleren Elektrode 3 und der oberen Elektrode der 1 und 2 bestimmt.
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Über den Verankerungsflecken 11 werden Löcher geätzt und mit 0,3 μm Nickel 15 galvanoplastisch ausgebildet (3e). Weitere 0,3 μm Nickel 16 werden durch galvanisches Abscheiden über der gesamten Breite des Aufbaus hinzugefügt (3f). Das zuvor über den Verankerungsflecken 11 galvanisch abgeschiedene Nickel 15 und das aufgedampfte Titan 14 dienen beide als Galvanisierungsausgangsmaterial. Die Nickelschicht 16 bildet die obere Elektrode 2. Die Titanschicht 14 ist dergestalt, dass sich die Rauheit der Oberfläche der unteren Elektrode 3 durch die nachfolgenden Schichten fortpflanzt. Somit hat die Oberseite der Titanschicht 14 im Bereich direkt über der mittleren Elektrode 3 dieselbe Rauheit wie die Fläche 13 der unteren Elektrode 3, und diese Rauheit setzt sich (in komplementärer Form) zur Unterseite des darauffolgenden galvanisch abgeschiedenen Nickels 16 fort. Schließlich wird die Titanschicht 14 mit Fluorwasserstoffsäurelösung geätzt und dann in Isopropylalkohol gewaschen, den man bei 90° verdampfen lässt, damit der Luftspalt 4 zwischen der oberen 2 und der unteren Elektrode 3 und ein breiterer Spalt zwischen der oberen Elektrode 2 und den Vorspannungselektroden 6 zurückbleibt.
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In 4 ist eine Abbildung der hergestellten Kondensators von oben gezeigt. Es ist zu sehen, dass die Topografie des anfänglich abgeschiedenen Nickelabschnitts (3a) sich durch die obere Fläche der oberen Elektrode 2 fortgesetzt hat. Die in 5 gezeigte grafische Darstellung zeigt die Ergebnisse von Tests, die mit einem digitalen Kapazitätsmessgerät Boonton 72BD mit einer Signalfrequenz von 1 MHz durchgeführt wurden. Bei einer DC-Vorspannung von 0 bis 12 V beträgt die gemessene Kapazität 0,7 bis 3,6 pF. Dies entspricht einem Abstimmverhältnis von 5,1:1. Darüber hinaus ist die Tendenz zu Haftreibung signifikant reduziert.
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Die durchschnittliche Rauheit (Ra) kann als arithmetisches Mittel von Abweichungen aus einer Mittelebene dargestellt werden. Und zwar:
worin:
- Zcp
- der Z-Wert der Mittelebene ist;
- Zi
- der Z-Wert für den Punkt ist; und
- N
- die Anzahl von Punkten ist, an denen die Rauheit gemessen wird.
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Wieder mit Bezug auf 1 sind vier Bereiche 17, 18, 19, 20 auf den Flächen der Elektroden 2, 3, 6 hervorgehoben. Die Rauheit jedes dieser Bereiche wird nun mit Bezug auf die 6 bis 8 erläutert.
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6 zeigt ein von einem Rasterkraftmikroskop (AFM – Atomic Force Microscope) aufgenommenes Bild eines Bereichs 17 auf der Fläche der oberen Elektrode 2. Die stellenweise Rauheit des in 6 gezeigten Bereichs wird mittels der Gleichung (1) mit 7,3 nm berechnet. Der Bereich 18 der aufgedampften Vorspannungselektrode 6 aus Nickel wird mit einer Rauheit von 0,6 nm berechnet. Somit hat das Opfertitan dem Bereich 17 der Elektrode im Vergleich zu der Rauheit, die durch die Steuerung des Galvanisierprozesses wie vorstehend beschrieben erzeugt wird, eine zusätzliche Rauheit gebracht. Somit werden zwei ungleiche Oberflächen bereitgestellt.
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Die untere Elektrode 3 wird ausgebildet, indem Nickel auf der Nickelunterlage galvanisch abgeschieden wird. Das Opfertitan kann diese Oberflächenrauheit nicht wirksam ebnen. Es ist wichtig, dass die Unterseite der Elektrode 2 nicht vollständig mit der Oberseite der Elektrode 3 kämmt, um Haftreibung zu verhindern. 7 zeigt eine Rasterkraftmikroskopabbildung des Bereichs 19 auf der oberen Fläche der Elektrode 3. 8 zeigt eine Rasterkraftmikroskopabbildung des Bereichs 20 auf der unteren Fläche der Elektrode 2. Der in 7 gezeigte Bereich hat eine glatte Kornstruktur mit einer mittleren Oberflächerauheit von 23 nm (Gleichung (1)). Der in 8 gezeigte Bereich hat diese glatte Kornstruktur nicht, weil die stellenweise Rauheit des Opfertitans mit des Topologie des galvanisch abgeschiedenen Metalls zusammenwirkt. Die mittlere Oberflächenrauheit des in 8 gezeigten Bereichs beträgt 17,3 nm.
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Aus der vorstehenden Erläuterung ist zu sehen, dass zwei Entstehungsquellen für die Aufrauhung bei der Herstellung ungleicher Oberflächen verantwortlich sind. Erstens führt aufgedampftes Opfertitan stellenweise Aufrauhungen ein, die mit seiner Kornstruktur zusammenhängen. Zweitens führt der Einsatz des Galvanisierens (mit steuerbaren Faktoren von der vorstehend beschriebenen Art) eine Quelle breitgefächerterer Größenordnung für die Oberflächenaufrauhung ein.
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Die Abbildungen der 7 und 8 zeigen die Wechselwirkung zwischen den beiden Quellen für die Oberflächenaufrauhung. Es ist zu sehen, dass die Titanopferschicht die Größenordnung der Oberflächenrauheit reduziert, die mit dem galvanisch abgeschiedenen Metall zusammenhängt. Von daher ist die Amplitude der Oberflächenrauheit in 7 größer als die in 8.
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Die vorstehend beschriebenen Faktoren stellen zusammen sicher, dass die Oberflächentopologie der Unterseite der Elektrode 2 sich von der Oberflächentopologie der Oberseite der Elektrode 3 unterscheidet. Somit können die beiden Elektroden nicht vollständig kämmen, und der Kontakt zwischen den Elektroden 2, 3 ist reduziert. Dass ein vollständiges Kämmen nicht möglich ist, ist in 9 gezeigt. Mit Bezug auf 9 ist zu sehen, das die obere und untere Fläche eine große durch Galvanisieren hervorgerufene Oberflächenrauheit umfasst, und dass die obere Fläche zusätzlich noch eine geringe durch das Opfertitan hervorgerufene Rauheit umfasst. Der untere Teil von 9 zeigt, dass, wenn die beiden Flächen zusammengebracht werden, sie nicht kämmen und der Oberflächenkontakt zwischen den beiden Flächen minimal ist.
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Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren wurden Bauelementerträge von 90% erzielt.
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In alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Kondensatoren hergestellt werden, deren obere und untere Elektrode 2, 3 aus Gold bestehen. Kondensatoren mit Goldelektroden werden auf ähnliche Weise wie mit Bezug auf die 3a bis 3g beschrieben hergestellt, die Verankerungsflecken 11 von 3a und die Unterlagen für die Elektroden 3, 6 werden jedoch durch Elektronenstrahlaufdampfung von 10 nm Chrom, gefolgt von 30 nm Gold ausgebildet.
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Gold wird galvanisch abgeschieden, um die obere Elektrode 2 und ihre Halterungen und die untere Elektrode 3 auszubilden. Diese galvanische Abscheidung findet bei 40°C unter Verwendung einer autokatalytischen Lösung Neutronex 309 statt. Es stellte sich heraus, dass eine galvanische Abscheidung bei niedrigeren Temperaturen freigesetzte Elektroden hervorbrachte, die aufgrund von Kompressionsbelastung verzogen sind. Im Gegensatz zu Nickel lässt sich Gold schlecht galvanisch auf Titan abscheiden, welches auf die vorstehend beschriebene Weise als Opferschicht verwendet wird. Deshalb werden 10 nm oben auf die zweite Schicht aus Titan 14 aufgedampft (3f), um als Galvanisierungsunterlage zu dienen. Diese Goldschicht wird vor dem Ätzen des Titans mit Fluorwasserstoffsäurelösung auf die vorstehend beschriebene Weise entfernt.
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10 zeigt, wie angelegte Spannung sich auf die Kapazität eines Kondensators mit Goldelektroden auswirkt. Goldbauelemente wiesen ein Abstimmverhältnis von 7,3:1 auf, ausgehend von einer anfänglichen Kapazität von 1,5 pF und unter Verwendung einer Abstimmvorspannung von 0 bis 30 V. Somit ist zu sehen, dass mit Goldelektroden hergestellte Kondensatoren leichter abstimmbar sind als diejenigen mit Nickelelektroden.
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Es ist klar, dass zahlreiche Abwandlungen an der vorstehend beschriebenen Auslegung vorgenommen werden können, ohne dass dabei der Rahmen der Erfindung verlassen würde, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Beispielsweise kann die aufgeraute Fläche auf der einen oder anderen der mittleren Elektrode oder der Unterseite der oberen Elektrode und nicht auf beiden vorhanden sein. Irgendein anderer Prozess als galvanisches Abscheiden, welcher zur erforderlichen Rauheit führt, kann verwendet werden. Darüber hinaus kann die Zwischenschicht (Opferschicht) zwischen der mittleren und oberen Elektrode aus irgendeinem anderen geeigneten Material als Titan hergestellt werden. Wenn beide Elektroden eine aufgeraute Fläche haben müssen, sollte das verwendete Material nicht ebnend sein, d. h. jede Rauheit auf der Fläche der mittleren Elektrode sollte sich durch die obere Fläche der Zwischenschicht fortsetzen. Die Erfindung lässt sich auch auf ein Bauelement anwenden, bei dem die Steuerspannung zwischen den beiden Elektroden angelegt wird, welche dazu verwendet werden, den Kondensator zu bilden, und die Steuerspannung nicht wie vorstehend beschrieben zwischen einer dieser Elektroden und einer Vorspannungselektrode angelegt wird. BEZUGSZEICHENLISTE
| 1 | Substrat |
| 2 | Obere Elektrode |
| 3 | Untere Elektrode |
| 4 | Luftspalt |
| 5 | Variabler Kondensator |
| 6 | Vorspannungselektroden |
| 7 | Unterseite (von 2) |
| 8 | Oberseite (von 3) |
| 10, 15, 16 | Nickel |
| 11 | Verankerungsflecken |
| 12, 14 | Titan |
| 13 | Oberflächenbelag |
| 17, 18, 19, 20 | Bereiche |
| | |
| V | DC-Spannung |
