EP4330996A2 - Micro-commutateur rf a capacite en tranchée - Google Patents

Micro-commutateur rf a capacite en tranchée

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Publication number
EP4330996A2
EP4330996A2 EP22725493.5A EP22725493A EP4330996A2 EP 4330996 A2 EP4330996 A2 EP 4330996A2 EP 22725493 A EP22725493 A EP 22725493A EP 4330996 A2 EP4330996 A2 EP 4330996A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
line
dielectric
substrate
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22725493.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Etienne EUSTACHE
José Paolo MARTINS
Matthieu Le Baillif
Shailendra Bansropun
Afshin Ziaei
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP4330996A2 publication Critical patent/EP4330996A2/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G5/00—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture
    • H01G5/16—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of distance between electrodes
    • H01G5/18—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of distance between electrodes due to change in inclination, e.g. by flexing, by spiral wrapping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G5/00—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture
    • H01G5/16—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of distance between electrodes

Definitions

  • the field of the invention is that of high-power capacitive RF micro-switches (typically greater than 10W) produced using microelectromechanical system or MEMS technology, the acronym MEMS meaning "Micro Electro Mechanical System”.
  • MEMS-RF micro-switches comprise a metal membrane which, under the effect of an external stress (electrical, magnetic, thermal, etc.), will position itself on an RF signal line.
  • the present invention relates to capacitive MEMS-RF micro-switches in which the metallic mobile membrane comes into contact with the metallic RF signal line via a dielectric material which will provide electrical insulation. It is a capacitive contact whose properties will define the RF performance of the component and which is linked to the ratio of the capacitance when the membrane is in the low state (referenced CDOWN) to the capacitance when the membrane is in the high state. (referenced CUP).
  • the correct operation of an RF micro-switch is linked to its dynamics, which in the case of capacitive RF-MEMS is expressed by the CDOWN / Cup ratio. The higher this ratio, the more certain parameters are improved (the increase in capacity making it possible to address lower frequencies) and allowing design flexibility.
  • FIGS. 1a and 1b represent respectively a so-called “high” state in which the signal passes and a so-called “low” state in which the signal is short-circuited.
  • a metal membrane or beam 1 of small thickness (which can typically be of the order of a micron) is kept suspended by pillars 2a, 2b, above a radiofrequency transmission line 3 made at the surface of a substrate 4 in which a signal Sig is propagated.
  • a dielectric layer 5 is deposited on the surface of the transmission line 3.
  • Conductive lines 6a and 6b, also called ground plane are connected to the pillars 2a, 2b, and to the membrane 1 and are connected to a ground not shown in Figures 1a and 1b.
  • the membrane can be subjected to an electrical voltage by means of a control electrode.
  • the membrane 1 is suspended above the transmission line 3 at a first height or at a first "gap" which can define a first Cup capacitance.
  • CDOWN/CUP capacitance ratio
  • the devices must withstand high powers (the admissible power is equal to the ratio of the squared applicable voltage to the characteristic impedance of the component).
  • the breakdown voltage (VBD) of the dielectric can be of the order of 50% higher than this operating voltage (ie of the order of 50V).
  • the actual voltage applied to the dielectric is less than 50V: between 30 and 40V DC plus the contribution of the RF signal, hence the need for the dielectric to withstand at least 50V.
  • VBD is not the one that imposes a limit, it is the voltage that the device must be able to withstand and it is necessary to adapt the dielectric (characterized by its breakdown field E B D in MV/cm) and its thickness according to the need for operating voltage V and therefore maintain a minimum thickness.
  • MIM 3D capacitor patents propose using anodizing of the substrate (Volant & al., production of metal insulator metal (MIM) structures using anodizing process, US6992368B2, published in 2006), and therefore do not propose solutions compatible with any substrate.
  • MIMs applied to “DRAMs” this application stands out for its application to capacitive RF MEMS.
  • the subject of the present invention is thus a complete capacitive RF microswitch device using a “3D” “MIM” capability.
  • the Applicant proposes an original solution in the field of capacitive RF microswitches, consisting in increasing the effective surface with a constant surface footprint S and this by structuring the substrate in 3D or a dielectric (at the surface of the substrate) on which is made at least the RF line, or by making a structured RF line itself in 3D.
  • the subject of the invention is a capacitive radiofrequency Electromechanical Microsystem comprising a metal membrane suspended above an RF transmission line covered with a stack comprising at least a first layer of dielectric and a metal layer, said membrane resting via two arms on ground planes above a substrate, and being able to be ordered so as to pass:
  • At least the part of the substrate in contact with said RF line comprises a three-dimensional structure, the RF line being positioned in conformity above said three-dimensional structure of said part. of the substrate.
  • the radiofrequency Electromechanical Microsystem comprises a second layer of dielectric on the surface of said substrate, said second layer of dielectric comprising a three-dimensional structure in which the RF line is positioned conformally.
  • the RF line is structured in three dimensions on the surface of the substrate.
  • the radiofrequency Electromechanical Microsystem comprises a second layer of dielectric on the surface of said substrate, said RF line being structured in three dimensions on the surface of said second layer of dielectric.
  • the three-dimensional structure or the three-dimensional structured RF line comprises linear patterns or pillars which may be square-based or round-based, or which do not necessarily have vertical structures (for example, the structures can also be conical).
  • the three-dimensional structure comprises engraved patterns with a depth of the order of a few tens of microns, with a pitch and openings of submicron width or openings of a width equal to a few microns. .
  • the dielectric of the first layer is a metal oxide which can be Al203, Hf02, Y203, Si02, Ti02, Zr02, etc. or a nitride which can be SiN.
  • the dielectric of the second layer is SiN or Si02.
  • the radiofrequency Electromechanical Microsystem comprises an association of several layers of dielectrics above said RF line.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a capacitive radiofrequency Electromechanical Microsystem according to the invention, characterized in that it comprises:
  • the substrate being made of silicon
  • the step of manufacturing a three-dimensional structure in the substrate is followed by a step of dry or wet thermal oxidation to form a surface oxide layer.
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the conformal deposits of the metal constituting the RF line, of the first dielectric layer and of the metal layer are produced by deposition of atomic thin layers (ALD).
  • the step of manufacturing a structure in the substrate or in a layer of second dielectric is carried out by lithography.
  • FIG. 1a illustrates a perspective view of an RF line micro-switch in the high state according to the prior art
  • FIG 1b illustrates a perspective view of a low state RF line microswitch according to the prior art
  • FIG 2a illustrates a view of an RF line micro-switch in the high state according to the prior art, in which the upper metal of the capacitor is formed by the membrane;
  • FIG. 2b illustrates a view of an RF line micro-switch in the low state according to the prior art in which the upper metal of the capacitor is formed by the membrane;
  • FIG 3a illustrates a view of an RF line micro-switch in the high state according to the prior art, in which the capacitor is of the MIM type;
  • FIG 3b illustrates a view of an RF line micro-switch in the low state according to the prior art in which the capacitor is of the MIM type
  • FIG 4a illustrates a first variant of a micro-switch according to the invention in the high position
  • FIG 4b illustrates a first variant of a micro-switch according to the invention in the low position
  • FIG 5a illustrates a second variant of a micro-switch according to the invention in the high position
  • FIG. 5b illustrates a second variant of a micro-switch according to the invention in the low position
  • FIG. 6 illustrates a third variant of a micro-switch according to the invention in the high position
  • FIG 7 illustrates a fourth variant of a micro-switch according to the invention in the high position
  • FIG 8a illustrates a view centered on the RF line of the second variant of the invention
  • FIG 8b illustrates a view centered on the RF line of an alternative to that of the second variant of the invention
  • FIG 8c illustrates a view centered on the RF line of the first variant of the invention
  • the micro-switch of the present invention comprises a membrane that can adopt a high position defining a first capacitor CUP and a low position defining a second capacitor CDOWN. In the low position, the membrane is in contact with the upper metal part of the capacitor defined by the RF line-dielectric-upper metal stack.
  • the MEMS RF micro-switch is composed of a MIM capacitor on a locally structured substrate and an operable membrane.
  • the membrane is separated from the capacitor by an air gap defining a capacitance CUP as illustrated in FIG. 4a which shows more precisely the structuring of a substrate 40, on which is produced, by conformal metal deposition, the structured RF line 30, covered with a conformal deposit of dielectric 31, itself covered with a metallic layer 32, the metallic membrane 10 being kept suspended by pillars 20a and 20b.
  • deposition of a “conformal” layer is meant a layer that conforms to the surface on which it is deposited.
  • FIG. 4b illustrates this same variant, under the action of an electric field which leads to the lowering of the membrane 10, defining the capacitance CDOWN reducing the air gap, by bringing the membrane 10 and the metallic layer into contact upper 32.
  • the MIM capacitor can no longer be produced in the previously structured substrate, but on the surface of said substrate covered with a dielectric layer, in which a structuring to come and integrate the MIM structure.
  • FIG. 5a illustrates for this purpose, the substrate 40 covered with a dielectric layer 50 in which is produced the 3D MIM structure composed of the RF line 30 in relief covered in a conformal manner by a layer of dielectric 31, itself covered with a metallic layer 32, the membrane 10 being in the high position, defining the Cup capacitor.
  • FIG. 5b illustrates the same variant in which, the application of an electric field E, makes it possible to lower the membrane 10 defining the capacitance CDOWN-
  • the MIM capacitor can be made by directly structuring the RF line on the substrate, without structuring said substrate beforehand.
  • Figure 6 illustrates this variant in the high position of the membrane defining the CUP capacitance.
  • the RF line 30 in 3D is produced on the surface of the substrate 40 and is covered conformally by a layer of dielectric 31, itself covered with a metallic layer 32.
  • the RF line is structured on a dielectric layer, without having previously structured said dielectric layer.
  • FIG. 7 illustrates this variant in which a layer of dielectric 50 is produced on the surface of a substrate 40.
  • the RF line 30 is structured in 3D on the surface of said layer of dielectric 50.
  • a layer of dielectric 31 is deposited manner and is covered with a metal layer 32.
  • the MIM capacitor is no longer a planar stack of 3 layers (metal-insulator-metal) but forms a structure in three dimensions, that is to say in relief.
  • the RF line/dielectric layer 31/metal layer 30 assembly forms a 3D architecture in relief, either produced on the substrate (third variant) or on a dielectric layer (fourth variant) deposited on a substrate compatible with the application, or at least partially integrated into the substrate (first variant) or into the dielectric layer (second variant), the substrate or the dielectric layer then also having a structure in relief.
  • the RF line is positioned in a conformal manner in the substrate or the dielectric layer, that is to say which matches the shape of the substrate or the dielectric layer.
  • the upper metal layer 32 can be made so as to fill the space completely or not.
  • FIG. 8a illustrates an example of an MIM structure produced in a previously structured dielectric layer 50, the upper metal layer 32 completely filling the space.
  • FIG. 8b illustrates an example of MIM structure used in the present invention also made in a previously structured dielectric layer 50, the upper metal layer 32 only partially filling the space.
  • FIG. 8c illustrates an example of an MIM structure produced in a previously structured substrate 40, with production of a deposit of an upper metal layer 32 completely filling the space.
  • Figure 8d illustrates an example of MIM structure used in the present MIM invention also realized in a substrate 40 structured beforehand, with deposition of an upper metal layer 32 only partially filling the space.
  • the variant in which the structured space is filled makes it possible to obtain the most compact device possible.
  • the variant in which the device where the space is partially filled may be easier to make.
  • the surface gain G is determined as follows:
  • the "3D" structures in relief are not limited to square-based holes and can generally be produced with different pattern geometries: walls, pillars with a square, round or other base, tubes..., the patterns not necessarily having vertical structures (for example, the structures can also be conical).
  • the structurings forming the patterns have a depth in a direction perpendicular to the plane of the substrate.
  • the MEMS RF micro-switch according to the present invention equipped with a structured capacitance thus makes it possible to eliminate the notion of parasitic area capacitance in the formula due to the metallic contact between the membrane and the "high" metallization. 3D capability.
  • a surface gain c is directly transcribed into a capacitance gain c and therefore into a gain of ratio Cdown/Cup equal to c. This improves the "ON/OFF" ratio of the micro-switch and makes it possible to achieve lower operating frequencies from a given architecture or "design” or from compensate for the reduction in this ratio generated by the decrease in the air gap for low-gap MEMS.
  • the metal-insulator-metal stack can then be produced in thin layers which must be deposited in accordance with the structure, which is possible by thin layer deposition techniques such as “ALD” for “Atomic Layer Deposition” corresponding to a process for depositing thin atomic layers.
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • the principle consists in exposing a surface successively to different chemical precursors in order to obtain ultra-thin layers.
  • the gain in surface area depends on the one hand on the capacity to produce deep and dense structures and on the other hand on the thicknesses of materials (dielectric and metals) required to ensure the RF transmission function. and MIM at the planned frequency.
  • the 3D structuring for the production of this MIM capacitor can also be made in an insulating dielectric layer (SiN, Si02), raw beforehand on the substrate. In this way, the manufacturing is compatible with all substrates compatible with RF applications (in particular, high resistivity Si, AI203, etc.).
  • the metal can typically be TiN, platinum or other, with a thickness defined by the “design”, of the order of a hundred nanometers.
  • the insulator can be a metal oxide (eg Al203, Hf02, Y203, Si02, Ti02, Zr02%) but also a nitride such as SiN or even a combination of several multilayer insulators, in order to optimize the properties dielectrics, depending on the voltage withstand requirement.
  • a final top metal layer with the same specification limits as the first metal layer is then deposited on top of the insulating dielectric layer. The layers must be deposited conformally (on the substrate, then on the previous layer) to obtain a high value MIM capacitance defined by the effective surface of the 3D structuring.
  • the Si die is chosen, the technology consisting in structuring the silicon substrate beforehand is preferably carried out, this approach being able to be generalized to any substrate that can be structured (glass, silica, GaAs, etc.)
  • Stage 1 the 3D architecture is manufactured by lithography to define patterns to be etched and by etching of the silicon substrate followed by oxidation (dry or wet thermal) of the silicon so that it is insulating.
  • Step 2 a first layer of metal is deposited using the “ALD” deposition technique, then a layer of insulating dielectric is deposited and finally a second layer of metal is deposited.
  • Step 3 we proceed by lithography to make contacts.
  • the substrate is made of a material that is not easily structurable, the technology is chosen consisting in using a layer of insulating dielectric material (which can be for example Al203, Si02, etc.).
  • Step 1 a deposit of an insulating dielectric material is made on the surface of a substrate;
  • Step 2 the 3D architecture is manufactured by lithography to define patterns to be etched and by etching the layer of insulating dielectric material deposited in Step 1.
  • Step 3 A first layer of metal is deposited using the “ALD” deposition technique, then a layer of insulating dielectric is deposited and finally a second layer of metal is deposited.
  • Step 4 we proceed by lithography to make contacts.
  • the present invention while retaining the same geometry as that of the prior art micro-switches and the same electromechanical operation of the MEMS-RF micro-switch, it becomes possible to obtain a much greater CDOWN capacitance. high, which allows lower frequency operation or, in the case of low-gap MEMS, to find very good ON/OFF dynamics of the micro-switch.
  • the RF micro-switches of the present invention can thus advantageously be integrated into broadband, low frequency and/or very low switching time applications such as: reconfigurable filters, phase shifters, polarization switch, reconfigurable antennas.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif comprenant une membrane métallique (10) suspendue au-dessus d'une ligne de transmission RF (30) recouverte d'un empilement comprenant au moins une première couche de diélectrique (31) et une couche métallique (32), ladite membrane reposant via deux bras (20a, 20b) sur des plans de masse au-dessus d'un substrat (40), et étant apte à être commandée de manière à passer : - d'une position dite haute séparant ladite membrane par un gap au-dessus de ladite ligne RF recouverte dudit empilement et définissant une première capacité (CUP) à; - une position dite basse dans laquelle ladite membrane est en contact avec ladite ligne RF (30) via ladite couche métallique (32) dudit empilement recouvrant ladite ligne RF de manière à définir une seconde capacité (CDOWN) caractérisé en ce que la ligne RF (30), la première couche de diélectrique (31) et la couche métallique (32) présentent une structure en trois dimensions, c'est-à-dire en relief, de manière à définir un condensateur en 3 dimensions.

Description

DESCRIPTION
Titre de l’invention : Micro-commutateur RF à capacité structurée
[0001] Le domaine de l’invention est celui des micro-commutateurs RF capacitifs de puissance élevée (typiquement supérieure à 10W) réalisés en technologie microsystème électromécanique ou MEMS, l’acronyme MEMS signifiant « Micro Electro Mechanical System”.
[0002] Les micro-commutateurs MEMS-RF comprennent une membrane métallique qui sous l’effet d’une sollicitation extérieure (électrique, magnétique, thermique ...) va venir se positionner sur une ligne de signal RF.
[0003] Plus précisément, la présente invention concerne les micro-commutateurs MEMS-RF capacitifs dans lesquels la membrane mobile métallique vient contacter la ligne de signal RF métallique par l’intermédiaire d’un matériau diélectrique qui va assurer l’isolation électrique. C’est un contact capacitif dont les propriétés vont définir les performances RF du composant et qui est lié au rapport de la capacité lorsque la membrane est à l’état bas (référencée CDOWN) sur la capacité lorsque la membrane est à l’état haut (référencée CUP). Le bon fonctionnement d’un micro-commutateur RF est lié à sa dynamique, ce qui se traduit dans le cas des MEMS-RF capacitifs par le ratio CDOWN / Cup. Plus ce ratio est important, plus certains paramètres sont améliorés (l’augmentation de capacité permettant d’adresser de plus basses fréquences) et permettant une flexibilité de conception.
[0004] Le principe de fonctionnement de ce type de dispositif est illustré sur les figures 1a et 1b qui représentent respectivement un état dit “haut” dans lequel le signal passe et un état dit “bas” dans lequel le signal est court-circuité.
[0005] Plus précisément, une membrane ou poutre métallique 1 de faible épaisseur (pouvant typiquement être de l’ordre du micron) est maintenue suspendue par des piliers 2a, 2b, au-dessus d’une ligne de transmission radiofréquence 3 réalisée à la surface d‘un substrat 4 dans laquelle un signal Sig est propagé.
[0006] Une couche diélectrique 5 est déposée sur la surface de la ligne de transmission 3. Des lignes conductrices 6a et 6b, encore appelées plan de masse sont connectées aux piliers 2a, 2b, et à la membrane 1 et sont reliées à une masse non représentée sur les figures 1a et 1b. La membrane peut être soumise à une tension électrique au moyen d’une électrode de commande.
[0007] Il existe notamment des MEMS-RF capacitifs dans lesquels, l’électrode supérieure est déterminée par la membrane, comme représenté en figure 2a (position haute) et figure 2b (position basse).
[0008] Il existe également des MEMS-RF capacitifs, couramment dénommés MIM pour « Métal-lsolant-Métal », tels que celui illustré en figure 3a (position haute) et figure 3b (position basse).
[0009] En l’absence de tension appliquée, la membrane 1 est suspendue au-dessus de la ligne de transmission 3 à une première hauteur ou à un premier « gap » pouvant définir une première capacité Cup.
[00010] Lorsque l’on applique une tension électrique suffisamment élevée sur l’électrode de commande, la membrane 1 est soumise à une force électrostatique qui la déforme. La membrane 1 est alors séparée de la ligne de transmission 3 par la couche de diélectrique 5 formant une deuxième capacité CDOWN qui est très supérieure à la première capacité formée par le premier gap d’air. Les radiofréquences sont court-circuitées vers la masse.
[00011] Dans le cas des MEMS à faible gap, ce ratio est très fortement diminué et avec une valeur de CUP déterminée par le gap, le seul moyen de maintenir un bon fonctionnement est de réussir à augmenter la valeur de CDOWN- La capacité CDOWN détermine la performance et il faut une très forte capacité pour obtenir une bonne commutation, d'autant plus si on cherche à étendre la plage de fonctionnement vers les basses fréquences.
[00012] Pour des MEMS RF de faible gap, un obstacle principal est le ratio de capacité CDOWN/CUP qui, pour un bon fonctionnement du micro-commutateur, doit être élevé (CUP à minimiser et CDOWN à maximiser).
[00013] Avec (eo est la permittivité du vide, go est le gap d’air lorsque la membrane est en position haute, e est l’épaisseur du diélectrique, e,-est la permittivité diélectrique, a0 est le gap d’air en position basse (tend vers 0 en fonction de la rugosité), Surfacel est la surface effective en position haute, Sur†ace2 est la surface effective en position basse et la valeur de CUP est déterminée par le gap d’air.
[00014] Pour augmenter la valeur de CDOWN, on peut envisager :
- de diminuer l'épaisseur de diélectrique e : cette voie n’est pas acceptable car diminuer le paramètre e entraîne une diminution de la tension que peut supporter la couche isolante. Or, les dispositifs doivent supporter de fortes puissances (la puissance admissible est égale au rapport de la tension applicable au carré sur l’impédance caractéristique du composant). A titre d’exemple, pour une tension de fonctionnement de 30V, la tension de claquage (VBD) du diélectrique peut être de l’ordre de 50% plus élevée que cette tension de fonctionnement (soit de l’ordre de 50V). La tension réelle appliquée au diélectrique est inférieure à 50V : entre 30 et 40V DC plus la contribution du signal RF, d’où la nécessité pour le diélectrique de tenir au moins 50V. La notion de VBD n'est pas celle qui impose une limite, c'est la tension que le dispositif doit pouvoir supporter et il est nécessaire d’adapter le diélectrique (caractérisé par son champ de claquage EBD en MV/cm) et son épaisseur en fonction du besoin en tension de fonctionnement V et donc maintenir une épaisseur minimum.
- d’augmenter le paramètre eG : la valeur du champ de claquage EBD des matériaux diélectriques diminue lorsque leur valeur de permittivité relative augmente. Le modèle thermochimique de McPherson et al. tel que décrit dans l’article de McPherson & al., Trends in the Ultimate Breakdown Strength of High Dielectric- Constant Materials, IEEE Transactions on Electron Devices, vol 50, 8, 2003, p1771 , suggère fortement que EBD suive une dépendance approximative en (eG) 1/2 .
[00015] Il n’existe pas de matériau stable en fréquence présentant une constante diélectrique k élevée (typiquement >150) capable de maintenir des valeurs de champ de claquage (EBD) élevées. De plus, l'augmentation de la permittivité du diélectrique conduit à une augmentation des pertes RF. L’augmentation de la permittivité du diélectrique occultée par la rugosité du matériau et la capacité d'air parasite ainsi générée rendent une telle approche non efficiente. Dans le cas d’une Capacité MIAM « Métal Insulator Air Métal » qui est le cas d'un MEMS-RF à contact capacitif car la rugosité n'est pas nulle, typiquement une constante diélectrique sr de 10 et une épaisseur de 200nm d'épaisseur, équivalent à une capacité air parasite de 20nm ce qui est la moyenne des MEMS-RF à contact capacitif. Au-delà d’une valeur de zr de 20 toute amélioration sera négligeable devant la capacité parasite à cause de la valeur de la rugosité.
[00016] Dans le domaine des micro-commutateurs RF de puissance, les solutions existantes, pour la basse fréquence, comprennent l’utilisation de micro-commutateur à contact métal/métal tandis que les solutions pour les MEMS faibles gap n’existent pas.
[00017] En parallèle, il existe de nombreux brevets concernant la réalisation de condensateur “3D” ou “en tranchées” de type “MIS” pour métal-isolant-substrat (Lu & al., Dynamic ram cell with MOS trench capacitor in CMOS, US4688063A, publié en 1984) ou de type “MIM” pour métal-isolant-métal (Giraudin& al., Method for fabricating an integrated circuit comprising a three-dimensional capacitor, US20060234464A1 , publié en 2006) ou également d’empilement de type “MIMIM” pour métal-isolant-métal-isolant-métal (Chao & al., doubled stacked trench capacitor DRAM and method of fabricating, US5354701A, publié en 1994), historiquement appliqué aux “DRAM” pour “Dynamic Random Access Memory” qui est un type de cellule de mémoire (Lu & al., Dynamic ram cell with MOS trench capacitor in CMOS, US4688063A, publié en 1984).
[00018] Certains brevets de condensateurs MIM 3D proposent d’utiliser l’anodisation du substrat (Volant & al., production of métal insulator métal (MIM) structures using anodizing process, US6992368B2, publié en 2006), et ne proposent donc pas de solutions compatibles tout substrat. Comme dans le cas des MIM appliquées aux “DRAM”, la présente application se démarque par son application aux MEMS RF capacitifs. La présente invention a ainsi pour objet un dispositif complet de micro commutateur RF capacitif utilisant une capacité “MIM” “3D”.
[00019] Le Demandeur propose une solution originale dans le domaine des micro commutateurs RF capacitifs, consistant à augmenter la surface effective à empreinte surfacique S constante et ce en structurant le substrat en 3D ou un diélectrique (à la surface du substrat) sur lequel est réalisée au moins la ligne RF, ou en réalisant une ligne RF structurée elle-même en 3D.
[00020] Plus précisément, l’invention a pour objet un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif comprenant une membrane métallique suspendue au-dessus d’une ligne de transmission RF recouverte d’un empilement comprenant au moins une première couche de diélectrique et une couche métallique, ladite membrane reposant via deux bras sur des plans de masse au-dessus d’un substrat , et étant apte à être commandée de manière à passer :
- d’une position dite haute séparant ladite membrane par un gap au-dessus de ladite ligne RF recouverte dudit empilement et définissant une première capacité (CUP) à ;
- une position dite basse dans laquelle ladite membrane est en contact avec ladite ligne RF via ladite couche métallique dudit empilement recouvrant ladite ligne RF de manière à définir une seconde capacité (CDOWN) ; caractérisé en ce que la ligne RF, au moins la première couche de diélectrique et la couche métallique présentent une structure en trois dimensions de manière à définir un condensateur en trois dimensions.
[00021] Selon des variantes de l’invention, au moins la partie du substrat en contact avec ladite ligne RF comporte une structure en trois dimensions, la ligne RF étant positionnée de manière conforme au-dessus de ladite structure en trois dimensions de ladite partie du substrat.
[00022] Selon des variantes de l’invention, le Microsystème Electromécanique radiofréquence comprend une seconde couche de diélectrique à la surface dudit substrat, ladite seconde couche de diélectrique comportant une structure en trois dimensions dans laquelle est positionnée de manière conforme la ligne RF.
[00023] Selon des variantes de l’invention, la ligne RF est structurée en trois dimensions à la surface du substrat.
[00024] Selon des variantes de l’invention, le Microsystème Electromécanique radiofréquence comprend une deuxième couche de diélectrique à la surface dudit substrat, ladite ligne RF étant structurée en trois dimensions à la surface de ladite seconde couche de diélectrique.
[00025] Selon des variantes de l’invention, la structure en trois dimensions ou la ligne RF structurée en trois dimensions comporte des motifs linéaires ou des piliers pouvant être à base carrée ou à base ronde, ou ne présentant pas nécessairement des structures verticales (par exemple, les structures peuvent être également coniques). [00026] Selon des variantes de l’invention, la structure en trois dimensions comporte des motifs gravés de profondeur de l’ordre de quelques dizaines de microns, avec un pas et des ouvertures de largeur submicronique ou des ouvertures de largeur égale à quelques microns.
[00027] Selon des variantes de l’invention, le diélectrique de la première couche est un oxyde métallique pouvant être AI203, Hf02, Y203, Si02, Ti02, Zr02...) ou un nitrure pouvant être SiN.
[00028] Selon des variantes de l’invention, le diélectrique de la seconde couche est du SiN ou du Si02.
[00029] Selon des variantes de l’invention, le Microsystème Electromécanique radiofréquence comprend une association de plusieurs couches de diélectriques au- dessus de ladite ligne RF.
[00030] L’invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d’un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape de fabrication d’une structure en trois dimensions dans le substrat de manière à définir des motifs ;
- le dépôt conforme d’un premier métal constitutif de la ligne RF sur ledit substrat structuré ;
- le dépôt conforme d’une première couche de diélectrique au-dessus de ladite ligne RF préalablement réalisée ;
- le dépôt conforme d’une couche métallique sur ladite première couche de diélectrique.
[00031] Selon des variantes du procédé de l’invention, le substrat étant en silicium, l’étape de fabrication d’une structure en trois dimensions dans le substrat est suivie d’une étape d’oxydation thermique sèche ou humide pour former une couche d’oxyde en surface.
[00032] Selon des variantes de l’invention, le procédé comprend :
- une étape de dépôt d’une seconde couche de matériau diélectrique à la surface du substrat ; - une étape de fabrication d’une structure en trois dimensions dans ladite seconde couche de matériau diélectrique ;
- le dépôt conforme d’un premier métal constitutif de la ligne RF sur ledit substrat structuré ;
- le dépôt conforme de la première couche de diélectrique sur ladite ligne RF structurée préalablement réalisée ;
- le dépôt conforme d’une couche métallique sur ladite première couche de diélectrique.
[00033] Selon des variantes de l’invention, le procédé comprend :
- la réalisation d’une ligne RF structurée en trois dimensions à la surface d’un substrat ou à la surface d’une seconde couche de diélectrique ;
- le dépôt conforme de la première couche de diélectrique sur ladite ligne RF structurée préalablement réalisée ;
- le dépôt conforme d’une couche métallique sur ladite première couche de diélectrique.
[00034] Selon des variantes de procédé de l’invention, les dépôts conformes de métal constitutif de la ligne RF, de première couche diélectrique et de couche métallique sont réalisés par dépôt de couches minces atomiques (ALD).
[00035] Selon des variantes de procédé de l’invention, l’étape de fabrication d’une structure dans le substrat ou dans une couche de second diélectrique est réalisée par lithographie.
[00036] L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
[00037] [Fig 1a] illustre une vue en perspective d’un micro-commutateur de lignes RF à l’état haut selon l’art antérieur ;
[00038] [Fig 1b] illustre une vue en perspective d’un micro-commutateur de lignes RF à l’état bas selon l’art antérieur; [00039] [Fig 2a] illustre une vue d’un micro-commutateur de lignes RF à l’état haut selon l’art antérieur, dans lequel le métal supérieur du condensateur est formé par la membrane ;
[00040] [Fig 2b] illustre une vue d’un micro-commutateur de lignes RF à l’état bas selon l’art antérieur dans lequel le métal supérieur du condensateur est formé par la membrane ;
[00041] [Fig 3a] illustre une vue d’un micro-commutateur de lignes RF à l’état haut selon l’art antérieur, dans lequel le condensateur est de type MIM ;
[00042] [Fig 3b] illustre une vue d’un micro-commutateur de lignes RF à l’état bas selon l’art antérieur dans lequel le condensateur est de type MIM ;
[00043] [Fig 4a] illustre une première variante d’un micro-commutateur selon l’invention en position haute ;
[00044] [Fig 4b] illustre une première variante d’un micro-commutateur selon l’invention en position basse ;
[00045] [Fig 5a] illustre une deuxième variante d’un micro-commutateur selon l’invention en position haute ;
[00046] [Fig 5b] illustre une deuxième variante d’un micro-commutateur selon l’invention en position basse ;
[00047] [Fig 6] illustre une troisième variante d’un micro-commutateur selon l’invention en position haute ;
[00048] [Fig 7] illustre une quatrième variante d’un micro-commutateur selon l’invention en position haute ;
[00049] [Fig 8a] illustre une vue centrée sur la ligne RF de la deuxième variante de l’invention ;
[00050] [Fig 8b] illustre une vue centrée sur la ligne RF d’une alternative à celle de la deuxième variante de l’invention ;
[00051] [Fig 8c] illustre une vue centrée sur la ligne RF de la première variante de l’invention ;
[00052] [Fig 8d] illustre une vue centrée sur la ligne RF d’une alternative à celle de la première variante de l’invention ; [00053] De manière générale, le micro-commutateur de la présente invention comporte une membrane pouvant adopter une position haute définissant une première capacité CUP et une position basse définissant une seconde capacité CDOWN. En position basse, la membrane est en contact avec la partie métallique supérieure du condensateur défini par l’empilement ligne RF- diélectrique- métal supérieur.
[00054] Selon une première variante de l’invention, le micro-commutateur MEMS RF est composé d’un condensateur MIM sur un substrat localement structuré et d’une membrane actionnable. La membrane est séparée du condensateur par un gap d’air définissant une capacité CUP comme l’illustre la figure 4a qui montre plus précisément, la structuration d’un substrat 40, sur lequel on réalise, par dépôt métallique conforme, la ligne RF structurée 30, recouverte d’un dépôt conforme de diélectrique 31, lui-même recouvert d’une couche métallique 32, la membrane métallique 10 étant maintenue suspendue par des piliers 20a et 20b. On entend par dépôt d’une couche « conforme », une couche qui épouse la surface sur laquelle elle est déposée. La figure 4b illustre cette même variante, sous l’action d’un champ électrique qui conduit à l’abaissement de la membrane 10, définissant la capacité CDOWN réduisant le gap d’air, en mettant en contact la membrane 10 et la couche métallique supérieure 32.
[00055] Selon une deuxième variante de micro-commutateur MEMS RF selon l’invention, le condensateur MIM peut être réalisé non plus dans le substrat préalablement structuré, mais à la surface dudit substrat recouvert d’une couche diélectrique, dans laquelle on vient réaliser une structuration pour venir y intégrer la structure MIM. La figure 5a illustre à cet effet, le substrat 40 recouvert d’une couche diélectrique 50 dans laquelle est réalisée la structure MIM 3D composée de la ligne RF 30 en relief recouverte de manière conforme par une couche de diélectrique 31, elle-même recouverte d’une couche métallique 32, la membrane 10 étant en position haute, définissant la capacité Cup. La figure 5b, illustre la même variante dans laquelle, l’application d’un champ électrique E, permet d’abaisser la membrane 10 définissant la capacité CDOWN-
[00056] Selon une troisième variante de l’invention, le condensateur MIM peut être réalisé en structurant directement la ligne RF sur le substrat, sans structurer au préalable ledit substrat. La figure 6 illustre cette variante en position haute de membrane définissant la capacité CUP- La ligne RF 30 en 3D est réalisée à la surface du substrat 40 et est recouverte de manière conforme par une couche de diélectrique 31, elle-même recouverte d’une couche métallique 32.
[00057] Selon une quatrième variante, la ligne RF est structurée sur une couche de diélectrique, sans avoir préalablement structuré ladite couche de diélectrique. La figure 7 illustre cette variante dans laquelle une couche de diélectrique 50 est réalisée à la surface d’un substrat 40. La ligne RF 30 est structurée en 3D à la surface de ladite couche de diélectrique 50. Une couche de diélectrique 31 est déposée de manière conforme et est recouverte d’une couche métallique 32.
[00058] Ainsi selon la présente invention, le condensateur MIM n’est plus un empilement planaire de 3 couches (métal-isolant-métal) mais forme une structure en trois dimensions, c’est-à-dire en relief. L’ensemble ligne RF/ couche diélectrique 31/ couche métallique 30 forme une architecture 3D en relief, soit réalisée sur le substrat (troisième variante) ou sur une couche de diélectrique (quatrième variante) déposée sur un substrat compatible de l’application, soit au moins partiellement intégrée au substrat (première variante) ou à la couche diélectrique (deuxième variante), le substrat ou la couche diélectrique présentant alors également une structure en relief. Pour ces deux dernières variantes la ligne RF est positionnée de manière conforme dans le substrat ou la couche diélectrique, c’est-à-dire quelle épouse la forme du substrat ou de la couche diélectrique. Par l’intermédiaire d’un procédé de lithographie, suivi d’une étape de gravure (type RIE, ICP ...), le substrat ou la couche de diélectrique ou bien encore la ligne métallique RF elle-même sont structurés de telle manière à venir augmenter de manière significative la surface effective.
[00059] De manière générale, la couche supérieure métallique 32 peut être réalisée de manière à remplir complètement ou non l’espace. A ce titre, la figure 8a illustre un exemple de structure MIM réalisée dans une couche de diélectrique structurée préalablement 50, la couche métallique supérieure 32 emplissant complètement l’espace. La figure 8b illustre un exemple de structure MIM utilisée dans la présente invention également réalisée dans une couche de diélectrique structurée préalablement 50, la couche métallique supérieure 32 n’emplissant que partiellement l’espace. La figure 8c illustre un exemple de structure MIM réalisée dans un substrat 40 préalablement structuré, avec réalisation d’un dépôt de couche métallique supérieure 32 emplissant complètement l’espace. La figure 8d illustre un exemple de structure MIM utilisée dans la présente invention MIM réalisée également dans un substrat 40 préalablement structuré, avec réalisation d’un dépôt de couche métallique supérieure 32 n’emplissant que partiellement l’espace.
[00060] Il est à noter que la variante dans laquelle, on remplit l’espace structuré permet d’obtenir un dispositif le plus compact possible. La variante dans laquelle, le dispositif où l’espace est partiellement comblé peut être plus simple à réaliser.
[00061] Typiquement, avec la structure de MIM 3D intégrée dans un micro commutateur RF selon la présente invention, à surface équivalente, un à deux ordres de grandeur peuvent être attendus au niveau de l’augmentation de la capacité CDOWN-
[00062] Il est possible de calculer le gain de surface G d’une structuration « 3D » : en prenant des structures réalisées à partir de substrat structuré tel un substrat de silicium structuré en 3D présentant des motifs submicroniques, destiné à accueillir de manière conforme une première métallisation constitutive de la ligne RF, un diélectrique et une seconde métallisation.
[00063] A titre d’exemple, les motifs sont des trous à base carrée présentant une profondeur h = 22 miti, des côtés c = 0,4 miti, un pas de répétition p = 0,8 miti.
[00064] Le gain de surface G est déterminé comme suit :
[00066] Il est à noter que les structures « 3D » en relief ne se limitent pas aux trous à base carrée et peuvent être réalisées de manière générale avec différentes géométries de motifs : des murs, des piliers à base carrée, ronde ou autre, des tubes..., les motifs ne présentant pas nécessairement des structures verticales (par exemple, les structures peuvent être également coniques). Les structurations formant les motifs présentent une profondeur selon une direction perpendiculaire au plan du substrat.
[00067] Le micro-commutateur MEMS RF selon la présente invention équipé d’une capacité structurée, permet d’éliminer ainsi la notion de capacité d’aire parasite dans la formule en raison du contact métallique entre la membrane et la métallisation "haute" de la capacité 3D. De ce fait, un gain de surface c se retranscrit directement en gain de capacité c et donc en gain de ratio Cdown/Cup égal à c. Cela améliore le ratio « ON/OFF » du micro-commutateur et permet d’atteindre de plus basses fréquences de fonctionnement à partir d’une architecture ou « design » donné ou de compenser la réduction de ce ratio générée par la diminution du gap d'air pour les MEMS à faible gap.
[00068] Sur ce type de structuration de substrat, on peut alors réaliser l’empilement métal-isolant-métal en couches minces qui doivent être déposées de façon conforme à la structure, ce qui est possible par des techniques de dépôt de couches minces comme « ALD » pour « Atomic Layer Déposition » correspondant à un procédé de dépôt de couches minces atomiques. Le principe consiste à exposer une surface successivement à différents précurseurs chimiques afin d'obtenir des couches ultra- minces.
[00069] En optimisant la géométrie de la structuration 3D avec les épaisseurs des couches déposées par « ALD » successives, il est possible de remplir complètement les motifs et finalement obtenir une structure quasi-plane au-dessus de laquelle sera réalisée la membrane du MEMS-RF.
[00070] Le gain de surface (et donc de capacité) dépend d’une part de la capacité à produire des structures profondes et denses et d’autre part des épaisseurs de matériaux (diélectrique et métaux) requises pour assurer la fonction de transmission RF et MIM à la fréquence envisagée.
[00071] La structuration en 3D pour la réalisation de ce condensateur MIM peut également être faite dans une couche diélectrique isolante (SiN, Si02), crue préalablement sur le substrat. De cette manière, la fabrication est compatible tous substrats compatibles avec les applications RF (notamment, Si haute résistivité, AI203...).
[00072] Le métal peut être typiquement du TiN, du platine ou autre, d’une épaisseur définie par le « design », de l’ordre de la centaine de nanomètres. L’isolant peut être un oxyde métallique (ex AI203, Hf02, Y203, Si02, Ti02, Zr02...) mais aussi un nitrure tel que le SiN ou bien encore une association de plusieurs isolants en multicouche, afin d’optimiser les propriétés diélectriques, en fonction du besoin en tenue en tension. Une dernière couche supérieure de métal avec les mêmes limites de spécifications que celles de la première couche de métal, est ensuite déposée au- dessus de la couche de diélectrique isolant. Les couches doivent être déposées de façon conforme (sur le substrat, puis sur la couche précédente) pour obtenir une capacité MIM de forte valeur définie par la surface effective de la structuration 3D. [00073] Si la filière Si est choisie, on réalise préférentiellement la technologie consistant à structurer préalablement le substrat en silicium, cette approche pouvant être généralisée à tout substrat pouvant être structuré (verre, silice, GaAs, ...)
[00074] Pour ce faire, on procède à l’ensemble des étapes suivantes :
• Etape 1 : on procède à la fabrication de l’architecture 3D par lithographie pour définir des motifs à graver et par gravure du substrat silicium suivie d’une oxydation (thermique sèche ou humide) du silicium pour qu’il soit isolant.
• Etape 2 : on procède au dépôt par la technique de dépôt « ALD » d’une première couche de métal, puis au dépôt d’une couche de diélectrique isolant et enfin au dépôt d’une seconde couche de métal.
• Etape 3 : on procède par lithographie à la réalisation de prise de contacts.
[00075] Si le substrat est en matériau non aisément structurable, on choisit la technologie consistant à utiliser une couche de matériau diélectrique isolant (pouvant être par exemple du AI203, du Si02, ...).
[00076] Pour ce faire, on procède à l’ensemble des étapes suivantes :
• Etape 1 : on réalise un dépôt d’un matériau diélectrique isolant à la surface d’un substrat ;
• Etape 2 : on procède à la fabrication de l’architecture 3D par lithographie pour définir des motifs à graver et par gravure de la couche de matériau diélectrique isolant déposée en Etape 1.
• Etape 3 : on procède au dépôt par la technique de dépôt « ALD » d’une première couche de métal, puis au dépôt d’une couche de diélectrique isolant et enfin au dépôt d’une seconde couche de métal.
• Etape 4 : on procède par lithographie à la réalisation de prise de contacts.
[00077] Ainsi selon la présente invention, tout en conservant la même géométrie que celle des micro-commutateurs de l’art antérieur et le même fonctionnement électromécanique du micro-commutateur MEMS-RF, il devient possible d’obtenir une capacité CDOWN beaucoup plus élevée ce qui permet un fonctionnement plus bas en fréquence ou pour le cas des MEMS à faible gap de retrouver une très bonne dynamique ON/OFF du micro-commutateur. [00078] Les micro-commutateurs RF de la présente invention peuvent ainsi avantageusement être intégrés dans des applications large bande, basse fréquence et/ou à très faible temps de commutation tel que : filtres reconfigurables, déphaseurs, switch de polarisation, antennes reconfigurables.

Claims

REVENDICATIONS
1. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif comprenant une membrane métallique (10) suspendue au-dessus d’une ligne de transmission RF (30) recouverte d’un empilement comprenant au moins une première couche de diélectrique (31) et une couche métallique (32), ladite membrane reposant via deux bras (20a, 20b) sur des plans de masse au-dessus d’un substrat (40), et étant apte à être commandée de manière à passer :
- d’une position dite haute séparant ladite membrane par un gap au-dessus de ladite ligne RF recouverte dudit empilement et définissant une première capacité (CUP) à ;
- une position dite basse dans laquelle ladite membrane est en contact avec ladite ligne RF (30) via ladite couche métallique (32) dudit empilement recouvrant ladite ligne RF de manière à définir une seconde capacité (CDOWN), caractérisé en ce que la ligne RF (30), au moins la première couche de diélectrique (31) et la couche métallique (32) présentent une structure en trois dimensions, c’est- à-dire en relief, de manière à définir un condensateur en trois dimensions.
2. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’au moins la partie du substrat (40) en contact avec ladite ligne RF (30) comporte également une structure en relief dans laquelle est positionnée de manière conforme la ligne RF. .
3. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’il comprend une seconde couche de diélectrique (50) à la surface dudit substrat, ladite seconde couche de diélectrique comportant également une structure en relief dans laquelle est positionnée de manière conforme la ligne RF (30).
4. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la ligne RF (30) est structurée en trois dimensions à la surface du substrat (40).
5. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comprend une deuxième couche de diélectrique (50) à la surface dudit substrat (40), ladite ligne RF (30) étant structurée en trois dimensions à la surface de ladite seconde couche de diélectrique (50).
6. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la structure en trois dimensions ou la ligne RF structurée en trois dimensions comporte des motifs linéaires ou des piliers pouvant être à base carrée ou à base ronde ou ne présentant pas nécessairement des structures verticales et pouvant être coniques.
7. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon la revendication 1 à 5, caractérisé en ce que la structure en trois dimensions comporte des motifs gravés de profondeur de l’ordre de quelques dizaines de microns, avec un pas et des ouvertures de largeur submicronique ou des ouvertures de largeur égale à quelques microns.
8. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le diélectrique de la première couche est un oxyde métallique pouvant être AI203, Hf02, Y203, Si02, Ti02, Zr02 ou un nitrure pouvant être SiN.
9. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon la revendication 3 ou 5, caractérisé en ce que le diélectrique de la seconde couche est du SiN ou du Si02.
10. Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en qu’il comprend une association de plusieurs couches de diélectriques au-dessus de ladite ligne RF.
11. Procédé de fabrication d’un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’une des revendications 2 ou 6 à 10, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape de fabrication d’une structure en relief dans le substrat (40) de manière à définir des motifs ;
- le dépôt conforme d’un premier métal constitutif de la ligne RF (30) sur ledit substrat structuré ;
- le dépôt conforme d’une première couche de diélectrique (31) au-dessus de ladite ligne RF préalablement réalisée ; - le dépôt conforme d’une couche métallique (32) sur ladite première couche de diélectrique.
12. Procédé de fabrication d’un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon la revendication 11 , dans lequel le substrat étant en silicium, l’étape de fabrication d’une structure en trois dimensions dans le substrat est suivie d’une étape d’oxydation thermique sèche ou humide pour former une couche d’oxyde en surface.
13. Procédé de fabrication d’un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’une des revendications 3 ou 6 à 10, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape de dépôt d’une seconde couche de matériau diélectrique (50) à la surface du substrat (40) ;
- une étape de fabrication d’une structure en trois dimensions dans ladite seconde couche de matériau diélectrique ;
- le dépôt conforme d’un premier métal constitutif de la ligne RF (30) sur ledit substrat structuré ;
- le dépôt conforme de la première couche de diélectrique (31) sur ladite ligne RF structurée préalablement réalisée ;
- le dépôt conforme d’une couche métallique (32) sur ladite première couche de diélectrique.
14. Procédé de fabrication d’un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu’il comprend :
- la réalisation d’une ligne RF structurée en trois dimensions à la surface d’un substrat (40) ou à la surface d’une seconde couche de diélectrique (50) ;
- le dépôt conforme de la première couche de diélectrique (31) sur ladite ligne RF structurée préalablement réalisée ;
- le dépôt conforme d’une couche métallique (32) sur ladite première couche de diélectrique.
15. Procédé de fabrication d’un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’une des revendications 11 à 14, dans lequel les dépôts conformes de métal constitutif de la ligne RF, de première couche diélectrique et de couche métallique sont réalisés par dépôt de couches minces atomiques (ALD).
16. Procédé de fabrication d’un Microsystème Electromécanique radiofréquence capacitif selon l’une des revendications 11 à 15, dans lequel l’étape de fabrication d’une structure dans le substrat ou dans une couche de second diélectrique est réalisée par lithographie.
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