ES2293767B1 - Procedimiento de fabricacion de membranas metalicas ultrafinas de espesor controlado por ataque ionico reactivo y con parada automatica y microestructuras capacitivas resultantes. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de membranas metálicas ultrafinas de espesor controlado por ataque iónico reactivo y con parada automática y microestructuras capacitivas resultantes, en que se realiza en un soporte del electrodo fijo (1) consistente en vidrio de alto contenido de óxido de sodio (Na{sub,2}O) el grabado de una cavidad (G) de espesor micrométrico de geometría definida por medio de un proceso de fotolitografía y ataque iónico reactivo y se dispone sobre dicha cavidad (G) una primera capa de material metálico (M1); se deposita sobre la cara superior (cs) de un soporte del electrodo deformable (2) consistente en un soporte de silicio, una segunda capa de material metálico (M2) y en ella se establece una máscara (3), se deposita sobre la cara inferior (ci) una tercera capa de material metálico (M3) y se pegan ambos soportes y se elimina el silicio entre máscaras (3). De aplicación en electrónica de microcondensadores.
Description
Procedimiento de fabricación de membranas
metálicas ultrafinas de espesor controlado por ataque iónico
reactivo y con parada automática y microestructuras capacitivas
resultantes.
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La técnica de micromecanizado de volumen del
silicio mediante ataques químicos húmedos fue el germen de una
nueva micromecánica asociada al silicio y sentó las bases de lo que
actualmente se conoce como tecnología de microsistemas. Nuevas
técnicas de tipo seco, como el Ataque tónico Reactivo (RIE.
Reactive ton Etching) o el Ataque Tónico Reactivo Profundo
(DRIE. Deep Reactive lon Etching) vinieron a reforzar las
potencialidades de la mencionada micromecánica y a permitir el
desarrollo de microdispositivos derivados de procesos de
micromecanizado superficial.
Los procesos para la fabricación de
micromembranas y microvigas de silicio y los mecanismos inherentes
la control de su espesor consecuente con la resolución y precisión
con los que se para el proceso de ataque ("Etching")
húmedo o seco han sido uno de los elementos condicionantes en la
generación de microsistemas electromecánicos (MEMS. Micro
Electro Mechanical Systems).
Actualmente el empleo de membranas metálicas
ultrafinas, con capacidad para trabajar con alta sensibilidad
mecánica en un régimen de deformación elástica y con una
estabilidad a largo plazo superior a las de silicio ha abierto un
amplio conjunto de posibilidades para el desarrollo de nuevos y
optimizados microsistemas o microdispositivos electromecánicos.
Las estructuras suspendidas en general y las
membranas y puentes voladizos en particular son elementos clave en
los dispositivos capacitivos como por ejemplo los sensores de
presión capacitivos, los condensadores variables, los interruptores
de tecnología MEMS y los resonadores
Los microcondensadores de capacidad variable
empleados como microsensores de variables físicas, químicas o
biológicas, los microactuadores electrostáticos para producir
microdesplazamientos o los microcondensadores de capacidad variable
en sistemas de radiofrecuencia son ejemplos emblemáticos.
Los sensores de presión capacitivos se emplean
en aquellas aplicaciones que requieren medidas de presión fiables
como es el caso del control de procesos industriales o sistemas
biomédicos. En el mercado de los sensores de presión se emplean
cada vez mas sensores de presión capacitivos en perjuicio de los
sensores de presión piezorresistivos debido a que los primeros
ofrecen mejores características de funcionamiento. Algunas de estas
ventajas son el de proporcionar una mayor sensibilidad de medida,
mayor estabilidad térmica y menor consumo de potencia.
Los condensadores ajustables, los
microinterruptores y los resonadores son elementos básicos en
muchas etapas de radiofrecuencia tales como los osciladores
controlados por tensión o los filtros ajustables. Estas
aplicaciones requieren un alto factor de calidad (Q), un amplio
rango de ajuste, buena linealidad, pequeñas pérdidas de inserción y
un reducido consumo de potencia. Los clásicos varactores fabricados
con tecnología bipolar no cumplen estos requisitos, proporcionan un
alto rango de ajuste pero la elevada resistencia serie de estos
varactores reduce drásticamente su factor de calidad (Q). Los
varactores fabricados con tecnología MOS son más prometedores ya
que ofrecen un alto factor de calidad (Q) junto con un amplio rango
de ajuste.
En el campo de los condensadores variables
fabricados con tecnología MEMS se esta realizando un gran esfuerzo
de investigación, esfuerzo que ha permitido obtener condensadores
ajustables con muy buenas características operativas. Actualmente
se pueden fabricar condensadores ajustables con un factor de
calidad de 150 y un rango de ajuste de 17:1. Generalmente el
micromecanizado de superficie es el proceso mas empleado para
fabricar microcondensadores variables MEMS, así un grupo de
investigadores ingleses ha desarrollado un condensador ajustable
empleando Níquel y Oro como material estructural y utilizando
Titanio como material sacrificial. Otro grupo de investigadores de
la Universidad de Illinois ha empleado Cobre como material
sacrificial y Permalloy como material del electrodo suspendido.
Investigadores de la Universidad de California han demostrado que
se puede fabricar un microcondensador ajustable de una membrana de
Aluminio empleando fotorresina como material sacrificial. El mayor
reto de los procesos de micromecanizado de superficie y
micromecanizado de volumen consiste en evitar el pegado que se
produce en los pasos de aclarado y secado de la
microestructura.
El procedimiento de parada automática de un
ataque iónico reactivo para la fabricación de membrana metálicas
ultrafinas de espesor controlado para su utilización en
microdispositivos capacitivos de electrodo deformable térmica,
mecánica o eléctricamente, objeto del invento se refiere a un
procedimiento de fabricación que emplea una capa metálica ultrafina
de espesor altamente controlado y depositada por un proceso de
deposición desde fase vapor (pulverización catódica desde un blanco
metálico). La mencionada capa metálica tiene una doble función:
Primero actúa como capa de parada en el proceso de micromecanizado
seco del volumen de silicio (ataque iónico reactivo) y segundo como
capa funcional (electrodo deformable) en un microdispositivo
acabados.
El espesor de la membrana queda fijado con
precisión por el espesor obtenido en el proceso previo de
deposición por pulverización catódica controlada y consecuentemente
sus propiedades mecánicas y eléctricas, resultan independientes del
proceso de ataque reactivo.
El procedimiento por atacante reactivo seco
elimina el problema de autocontacto (Problema de
"Stiction") que aparece cuando se emplean atacantes
húmedos.
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La invención se refiere también a la fabricación
de una microestructura capacitiva que emplea como materiales
estructurales el silicio y vidrio Pyrex, un electrodo metálico fijo
y un electrodo metálico deformable desarrollado mediante el proceso
de parada automática descrito.
Las microestructuras capacitivas con electrodo
deformable fabricadas con el procedimiento objeto de la invención
presentan como novedad una alta sensibilidad en la deformación
elástica ejercida por acciones mecánicas externas o tensiones
eléctricas (Fuerzas de atracción electrostática) aplicadas entre
los electrodos constitutivos de la microestructura capacitiva.
Las microestructuras capacitivas a las que la
invención hace referencia incluyen los microsensores para la
detección de variables mecánicas y térmicas que operen por el
principio de variación capacidad consecuente con el desplazamiento
o deformación del electrodo deformable. Se incluyen también todos
los microactuadores capacitivos incluyendo realizaciones en donde
el electrodo fijo esté subdividido en varios subelectrodos
eléctricamente aislados entre sí para propósitos de control
electrostático de la posición del electrodo móvil. A este grupo de
aplicaciones pertenecen los condensadores de capacidad
electrostáticamente ajustable para su aplicación como capacidad
variable en circuitos y sistemas de radiofrecuencia. Se incluyen
también cualquier microdispositivo electromecánico, del tipo
microconmutador, microválvula o microrelé que opere por un principio
desplazamiento electrostático de una membrana o viga fabricada por
el procedimiento de parada automática a la que se refiere la
presente invención.
Para comprender mejor el objeto de la presente
invención, se representa en los planos una forma preferente de
realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no
desvirtúen su fundamento.
La figura 1 es un diagrama del procedimiento
objeto del invento.
Se describe a continuación un ejemplo de
realización práctica, no limitativa, del presente invento.
Este proceso de fabricación de las membranas
metálicas se basa en un ataque iónico reactivo del silicio y el
proceso de pegado anódico entre la oblea de Pyrex y la oblea de
silicio. El proceso de fabricación se muestra en la figura 1. El
proceso parte de dos sustratos/soportes, un soporte de electrodo
fijo (1) que es de Pirex, es decir, vidrio con alto contenido de
óxido de sodio (Na_{2}O) y un soporte de electrodo móvil (2) que
es de silicio (Si). En un primer paso se realiza un ataque seco del
Pyrex mediante RIE (Reactive lon Etching) para definir el
gap inicial del microcondensador ajustable (A1), después se
deposita una doble capa de Cromo-Platino sobre el
Pyrex por PVD (Physical Vapour Deposition) y mediante
técnicas de lift-off (Levantamiento) se
definen geometrías sobre ella de modo que quedan fabricados los
electrodos fijos del microcondensador ajustable (A2). El primer
paso de fabricación sobre la oblea de silicio consiste en un
depósito mediante PVD de un capa delgada de Aluminio (B1), el cual
se empleará como máscara en el proceso de ataque de silicio mediante
RIE. En el siguiente paso se deposita una segunda capa de Aluminio
sobre la otra cara de la oblea de silicio con el cual definimos las
membranas metálicas (B2). El tercer paso se basa en un ataque
húmedo selectivo del Aluminio por las dos caras de oblea, así se
definen geometrías en la capa de aluminio empleado como máscara y
en la capa de aluminio de la otra cara de la oblea de silicio
empleado como material estructural de las membranas metálicas. Acto
seguido se realiza un tratamiento térmico de la oblea de silicio
para difundir el aluminio en el silicio (B3). Una vez procesadas la
oblea de Pyrex y la oblea de Silicio, se realiza un proceso de
pegado entre los dos sustratos mediante un pegado electrostático
(Anodic bonding) (C) y finalmente se ataca el silicio
mediante RIE liberando las membranas metálicas (D).
En otras palabras, se puede especificar el
procedimiento por las siguientes fases y características:
a) se realiza en un soporte del electrodo fijo
(1) consistente en vidrio de alto contenido de óxido de sodio
(Na_{2}O) el grabado de una cavidad (G) de espesor
micrométrico de geometría definida por medio de un proceso de
fotolitografía y ataque iónico reactivo (A_{1}).
b) se dispone sobre dicha cavidad (G) una
primera capa de material metálico (M1) mediante un proceso
(A_{2}) de deposición física desde fase vapor y se establece
fotolitográficamente su geometría constituyéndose en la geometría
del electrodo fijo (EF)
c) se deposita sobre la cara superior (cs) de un
soporte del electrodo deformable (2) consistente en un soporte de
silicio, una segunda capa de material metálico (M2) mediante un
proceso de deposición física desde fase vapor (B_{2})
d) se deposita sobre la cara inferior (ci) del
soporte de silicio (2) una tercera capa de material metálico (M3)
mediante un proceso de deposición física desde fase vapor
(B_{2})
e) se define fotolitográficamente (B_{3}) una
geometría preestablecida sobre la segunda capa metálica (M2) que
hará de pantalla o máscara (3) de protección para el proceso de
definición de la membrana
f) se dispone fotolitográficamente una geometría
preestablecida sobre la tercera capa metálica (M3) que hará de
electrodo deformable móvil (4)
g) se realiza un proceso de pegado
electrostático (C) entre sí del soporte de electrodo fijo (1) y del
soporte de
silicio (2)
silicio (2)
h) se realiza un proceso de ataque iónico
reactivo (D) sobre el soporte de silicio (2) para la eliminación de
silicio en el volumen (v) permitido por la pantalla o máscara (3)
de protección.
Como realización preferida de acuerdo con la
presente invención se describe el procedimiento de fabricación de
un microcondensador formado por un electrodo fijo y otro móvil
(deformable).
El procedimiento de fabricación de las membranas
metálicas ultrafinas mediante un ataque iónico reactivo con parada
automática esta formada por la superposición del proceso de
fabricación de la oblea de silicio (soporte del electrodo
móvil/deformable) y de la oblea de Pyrex (soporte del electrodo
fijo).
En primer lugar se prepara la oblea de silicio,
la preparación se realiza mediante un baño en tricloroetileno,
acetona, alcohol y agua con ultrasonidos durante 5 minutos cada
uno, el aclarado y el secado se hacen con el sistema de
centrifugado (Spinner). Sobre la superficie de silicio ya
limpiada se deposita por técnicas PVD (Physical Vapour
Deposition) una película de aluminio de 500 nm de espesor
destinada a proteger partes selectivas del silicio durante el
posterior ataque de silicio, esta capa de aluminio se emplea como
máscara durante el ataque de silicio (B1). Acto seguido se procede
a depositar una segunda capa de aluminio de 1000 nm de espesor
mediante pulverización catódica (Sputtering), esta capa de
aluminio se va a emplear como membrana conductora (B2).
Una vez depositado el aluminio por las dos caras
se procede a definir geometrías sobre las dos caras de la oblea de
silicio mediante un proceso fotolitográfico de doble cara, este
proceso fotolitográfico comienza con un depósito de fotorresina
positiva sobre una de las dos caras de la oblea mediante spinner,
luego se hace un curado rápido de esta resina (25 minutos a 90ºC),
se deposita la fotorresina sobre la otra cara de la oblea mediante
centrifugado controlado (Spinner) y se procede a un proceso
de curado rápido de esta segunda capa de resina (30 minutos a
90ºC). Acto seguido se define fotolitográficamente la geometría de
las membranas y se realiza un curado completo de la fotorresina a
110ºC durante 30 minutos. La eliminación selectiva del aluminio se
realiza introduciendo la oblea de silicio en una solución química a
temperatura ambiente y compuesta por H_{3}PO_{4} (19 ml),
HNO_{3} (1 ml) y H_{2}O (4 ml) durante 30 minutos
aproximadamente (B3).
A continuación la oblea es sometida a un
tratamiento térmico; para ello la oblea se introduce en un horno y
se introduce en la cámara del horno un flujo de N_{2} de 2 l/min.
Se va incrementando la temperatura del horno con una rampa de
temperatura de 30ºC/min hasta llegar a los 500ºC de temperatura, se
mantiene a 500ºC durante 30 minutos y después se enfría el horno
lentamente con una rampa de bajada de 20ºC/min hasta llegar a la
temperatura de 50ºC.
Sobre la oblea de silicio con aluminio ya
atacado, se realiza un segundo proceso fotolitográfico en la que se
define el segundo electrodo del sensor capacitivo. Para ello se
deposita la fotorresina positiva sobre la oblea de silicio por
medio de una centrifugadora (Spinner) y se realiza un curado
rápido de la fotorresina a 90ºC durante 25 minutos, se definen
fotolitográficamente las geometrías del electrodo y las pistas y se
realiza un curado completo de la fotorresina a 110ºC durante 30
minutos.
Sobre la fotorresina se depositan por
pulverización catódica (Sputtering) la película de cromo
destinada a favorecer la adhesión y la capa de metalización de
platino, de unos 200 nm de espesor. A continuación, por
lift-off (Levantamiento) empleando una
disolución de acetona calentada a 45ºC y con ultrasonidos, se
eliminan la resina, el cromo y el platino que se han depositado
fuera de las zonas de la geometría definida por fotolitografía, de
manera que quedan definidos los electrodos, contactos y pistas
conductoras.
Una vez procesada la oblea de silicio se
comienza con el procesado de la oblea de Pyrex, la preparación se
realiza mediante un baño en tricloroetileno, acetona, alcohol y
agua con ultrasonidos durante 5 minutos cada uno, el aclarado y el
secado se hacen con el sistema de centrifugado
(Spinner).
A continuación se procede a la definición de
geometrías de los gaps en el Pyrex mediante un proceso
fotolitográfico, este proceso fotolitográfico comienza con un
depósito de fotorresina positiva sobre la oblea mediante spinner,
luego se realiza un curado rápido de esta resina (25 minutos a
90ºC), se define fotolitográficamente la geometría de los
gaps y se realiza un curado completo de la fotorresina a
110ºC durante 30 minutos. Esta fotorresina sirve como máscara en el
ataque seco de Pyrex mediante RIE (Reactive lon Etching).
Para el ataque iónico reactivo se introducen las obleas en una
cámara de vacío donde se inyecta un gas compuesto por CHF_{3} y
Argon que con la ayuda del campo eléctrico generado por la tensión
DC_BIAS de 210 v reaccionan con los átomos que componen el Pyrex.
Se ataca el Pyrex durante 115 minutos consiguiendo gaps de 3
\mum de profundidad (A1).
Sobre el Pyrex ya atacado se realiza un segundo
proceso fotolitográfico en el que se definen los electrodos del
sensor capacitivo. Para ello se deposita la fotorresina positiva
sobre la oblea de Pyrex por medio del sistema de centrifugado
(Spinner) y se realiza un curado rápido de la fotorresina a
90ºC durante 25 minutos, se definen fotolitográficamente las
geometrías de los electrodos y las pistas y se realiza un curado
completo de la fotorresina a 110ºC durante 30 minutos. Sobre la
fotorresina se depositan por sputtering la película de cromo
destinada a favorecer la adhesión y la capa de metalización de
platino, de unos 200 nm de espesor. A continuación por
lift-off (Levantamiento), disolución de
acetona calentada a 45ºC y con ultrasonidos, se eliminan la resina,
el cromo y el platino que se han depositado fuera de las zonas de
la geometría definida por fotolitografía, de manera que quedan
definidos los electrodos, contactos y pistas conductoras (A2).
\global\parskip0.900000\baselineskip
Con la oblea de Pyrex y la oblea de silicio ya
procesadas se procede al pegado de una con otra por medio del
pegado anódico. Para ello se realiza una exhaustiva limpieza de la
oblea de silicio y de la oblea de Pyrex con el fin de eliminar
cualquier partícula situada en la superficie de las obleas que
dificultaría su pegado. La limpieza consiste en introducir las
obleas en recipientes de tricloroetileno, acetona, alcohol y agua,
con ultrasonidos durante 10 minutos cada uno, el secado de las
obleas se realiza colocando las obleas sobre una centrifugadora
(Spinner). Después se procede a la deshidratación de las
obleas introduciendo las dos obleas en un horno a 120ºC y
manteniéndolas dentro durante 15 minutos. Acto seguido se alinean
las dos obleas entre sí y se fijan de tal manera que se asegure un
buen contacto íntimo a la vez que se evite el desalineamiento entre
las dos obleas. El conjunto Pyrex-silicio se
introduce en una cámara donde se aumenta paulatinamente la
temperatura hasta llegar a 450ºC, después se le aplica una
diferencia de potencial de 1200 v. La polarización de los
electrodos se fija de tal manera que el electrodo positivo esta en
íntimo contacto con la oblea de silicio y el electrodo negativo esta
en contacto con la oblea de Pyrex. Esta configuración eléctrica
hace que los iones positivos de sodio vayan hacia el electrodo
negativo y los iones negativos de oxigeno vayan a la interfase
entre el Pyrex y el silicio, los iones negativos de oxigeno
situados en la interfase se recombinan con los átomos de silicio
formando la interfase de oxido de silicio(C) que habilita el
pegado de las dos obleas.
Como último paso del proceso de fabricación, se
realiza el ataque iónico reactivo de parada automática con el cual
se liberan las membranas metálicas ultrafinas. En este ataque
iónico reactivo se introducen las obleas en una cámara de vacío
donde se inyecta un gas compuesto por SF_{6} y O_{2} que con la
ayuda del campo eléctrico generado por la tensión DC_BIAS de 136 v
reaccionan con los átomos del silicio. El aluminio de la cara
superior de la oblea actúa como máscara ya que no reacciona con los
gases SF_{6} y O_{2}, permitiendo así definir perforaciones con
la geometría deseada. El aluminio depositado sobre la cara inferior
se emplea como membrana y como capa de parada, de tal modo que
cuando el atacante perfora el silicio de lado a lado y llega al
aluminio de la cara inferior, el ataque se para automáticamente.
Después de un ataque de 160' las membranas están completamente
liberadas y el proceso de fabricación de la membrana metálica esta
acabado (D).
A pesar de que se ha descrito y presentado una
realización concreta que emplea el mecanismo de autoparada objeto
de la invención, es evidente que el experto en la materia podrá
introducir variables y modificaciones o sustituir los detalles por
otros técnicamente equivalentes sin apartarse del ámbito de
protección definido por las reivindicaciones adjuntas.
Por ejemplo está claro que el material metálico
de los electrodos podrá ser cualquier otro que no presente
reactividad con los iones derivados del gas empleado en el proceso
de eliminación reactiva del silicio.
Resulta también claro que la especificación
"Electrodo Deformable" hace referencia a una membrana metálica
ultrafina con una cierta capacidad de movimiento, entendiendo con
ello realizaciones total o parcialmente soportadas por el silicio a
lo largo de su periferia o suspendida del silicio mediante un
conjunto de dos, tres, cuatro o en general un número finito de
brazos de sustentación.
Resulta también evidente que la protección se
extiende también a microestructuras multicapacitivas que operando
por el mismo principio se obtienen por una subdivisión del
electrodo fijo en N subelectrodos fijos de cualquier geometría y un
electrodo común móvil de geometría generalizada. Ello implica un
marco de protección extendido a cualquier microestructura del tipo
multicondensador o multiactuador electrostático que funcione bajo
el principio de un electrodo móvil común y un conjunto de N
subelectrodos fijos.
Este procedimiento permite la fabricación de
microcapacidades con electrodos metálicos fijos y móviles con
aplicabilidad a microestructuras accionadas electrostáticamente del
tipo:
a) microcondensador sencillo constituido por un
electrodo fijo y otro móvil y deflexión del electrodo móvil por
tensión eléctrica aplicada entre ambos electrodos;
b) microcondensador doble obtenido por la
subdivisión del electrodo fijo en dos subelectrodos eléctricamente
aislados entre sí para constituir dos condensadores con electrodo
móvil común. Un microcondensador funciona como elemento actuador
electrostático para el desplazamiento del electrodo deformable
común y el otro funciona consecuentemente como una capacidad
variable y de valor ajustado por la tensión DC aplicada al
microcondensador actuador;
c) microsistema Multicondensador en donde el
electrodo fijo es subdividido en N subelectrodos para configurar
con el electrodo móvil común N microcondensadores. De ellos M <
N actúan como elementos de actuación electrostática del electrodo
móvil común y el resto (N-M) como capacidades
variables;
d) microactuadores electrostáticos para el
desplazamiento y posicionamiento de membranas metálicas. Basados en
la reivindicación Microsistema Multicondensador (6.c) los N
microcondensadores actúan como microactuadores electrostáticos
locales. La programación de una secuencia de tensiones aplicadas a
cada microactuador electrostático programa el tipo e intensidad del
microdesplazamiento de la membrana (Electrodo común móvil o
deformable).
Este procedimiento también permite la
fabricación de microsensores de tipo capacitivo constituidos por
dos electrodos uno fijo y otro móvil con capacidad de deformarse
bajo la acción de una variable mecánica, térmica o inmovilización
superficial de biomoléculas.
Todo ello es también objeto del invento.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Claims (13)
1. Procedimiento de fabricación de membranas
metálicas ultrafinas de espesor controlado por ataque iónico
reactivo y con parada automática, caracterizado porque:
a) se realiza en un soporte del electrodo fijo
(1) consistente en vidrio de alto contenido de óxido de sodio
(Na_{2}O) el grabado de una cavidad (G) de espesor micrométrico
de geometría definida por medio de un proceso de fotolitografía y
ataque iónico reactivo.
b) se dispone sobre dicha cavidad (G) una
primera capa de material metálico (M1) mediante un proceso de
deposición física desde fase vapor y se establece
fotolitográficamente su geometría constituyéndose en la geometría
del electrodo fijo (EF)
c) se deposita sobre la cara superior (cs) de un
soporte del electrodo deformable (2) consistente en un soporte de
silicio, una segunda capa de material metálico (M2) mediante un
proceso de deposición física desde fase vapor
d) se deposita sobre la cara inferior (ci) del
soporte de silicio (2) una tercera capa de material metálico (M3)
mediante un proceso de deposición física desde fase vapor
e) se establece fotolitográficamente una
geometría preestablecida sobre la segunda capa metálica (M2) que
hará de pantalla o máscara (3) de protección para el proceso de
definición de la membrana
f) se establece fotolitográficamente una
geometría preestablecida sobre la tercera capa metálica (M3) que
hará de electrodo deformable móvil (4)
g) se realiza un proceso de pegado
electrostático entre sí del soporte de electrodo fijo (1) y del
soporte de
silicio (2)
silicio (2)
h) se realiza un proceso de ataque iónico
reactivo sobre el soporte de silicio (2) para la eliminación de
silicio en el volumen (v) permitido por la pantalla o máscara (3)
de protección.
i) se dispone de un mecanismo automático de
parada del proceso de ataque iónico reactivo en el que la capa con
la función de electrodo deformable actúa como capa de parada en el
proceso de eliminación del volumen (v) de
silicio.
silicio.
j) los materiales metálicos (M2 y M3) de las
segunda y tercera capa no deben presentar reactividad con los iones
derivados del gas empleado en el proceso de ataque iónico reactivo
de eliminación del volumen (v) de silicio.
2. Microestructura capacitiva,
caracterizada porque consta de un electrodo fijo y otro
móvil y deflexión del electrodo móvil por tensión eléctrica
aplicada entre ambos electrodos.
3. Microestructura capacitiva, según la
reivindicación 2, caracterizada porque el electrodo metálico
móvil deformable (4) es una membrana ultrafina totalmente soportada
por el silicio a lo largo de toda su periferia.
4. Microestructura capacitiva, según la
reivindicación 2, caracterizada porque el electrodo metálico
móvil deformable (4) es una membrana ultrafina parcialmente
soportada por el silicio en una parte de su periferia.
5. Microestructura capacitiva, según la
reivindicación 2, caracterizada porque el electrodo metálico
móvil deformable (4) es una membrana ultrafina soportada por el
silicio mediante un conjunto finito de brazos metálicos de
sustentación situados lo largo de toda su periferia.
6. Microestructura capacitiva, según la
reivindicación 2, caracterizada porque la separación entre
los electrodos fijo (EF) y móvil (4) queda fijada por la
profundidad de la cavidad (G) sobre el soporte del electrodo fijo
(1).
7. Microestructura capacitiva, según la
reivindicación 2, caracterizada porque se emplea como
material dieléctrico el aire.
8. Microestructura capacitiva, según la
reivindicación 2, caracterizada porque se emplea como
dieléctrico entre los electrodos fijo (EF) y móvil (4) fluidos
líquidos o gaseosos.
9. Microestructura capacitiva, según
reivindicación 2, caracterizada porque el electrodo fijo se
subdivide en dos subelectrodos eléctricamente aislados entre sí
para constituir dos microcondensadores con electrodo móvil
común.
común.
10. Microestructura capacitiva, según
reivindicación 2, caracterizada porque el electrodo fijo se
subdivide en N subelectrodos para configurar con el electrodo móvil
común N microcondensadores.
11. Microestructura capacitiva, según
reivindicación 10, caracterizada porque los N
microcondensadores actúan como microactuadores electrostáticos
locales con una programación de una secuencia de tensiones
aplicadas a cada microactuador electrostático que programa el tipo
e intensidad del microdesplazamiento de la membrana, electrodo
común móvil o deformable.
12. Modo de operación de la microestructura
capacitiva, según reivindicación 9, caracterizado porque un
microcondensador funciona como elemento actuador electrostático
para el desplazamiento del electrodo deformable común y el otro
funciona consecuentemente como una capacidad variable y de valor
ajustado por la tensión DC aplicada al microcondensador
actuador.
13. Modo de operación de la microestructura
capacitiva, según reivindicación 10, caracterizado porque,
de los N microcondensadores, M < N actúan como elementos de
actuación electrostática del electrodo móvil común y el resto
(N-M) como capacidades variables.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200500698A ES2293767B1 (es) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | Procedimiento de fabricacion de membranas metalicas ultrafinas de espesor controlado por ataque ionico reactivo y con parada automatica y microestructuras capacitivas resultantes. |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200500698A ES2293767B1 (es) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | Procedimiento de fabricacion de membranas metalicas ultrafinas de espesor controlado por ataque ionico reactivo y con parada automatica y microestructuras capacitivas resultantes. |
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|---|---|
| ES2293767A1 ES2293767A1 (es) | 2008-03-16 |
| ES2293767B1 true ES2293767B1 (es) | 2009-02-16 |
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| GB0214206D0 (en) * | 2002-06-19 | 2002-07-31 | Filtronic Compound Semiconduct | A micro-electromechanical variable capacitor |
| US6943448B2 (en) * | 2003-01-23 | 2005-09-13 | Akustica, Inc. | Multi-metal layer MEMS structure and process for making the same |
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