JP2004167671A - Mems封止構造および該製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁層204を形成し、前記第1の絶縁層204の上面をパターニングしてトレンチを形成し、前記トレンチ内部にリリース材料212を形成し、前記リリース材料212の上面をパターニングして別のトレンチを形成し、前記別のトレンチ内部に側壁を有する第1の封止層222を形成し、前記第1の封止層222内部にコア層242を形成し、前記コア層242の上に第2の封止層262を形成し、前記第2の封止層262は前記第1の封止層222の前記側壁に結合されるMEMS形成方法である。
【選択図】図2
Description
102 (半導体)基板
104 サポート(支持体)
106 片持ちビーム
112 114 電気的コンタクト
122 電界プレート
124 接地プレート
202 半導体基板
204 絶縁層
212 リリース材料
222 (第1の)封止層
232 金属層
242 コア層
252 ストップ層
262 第2の封止層
402 スイッチ・コンタクト
404 接地プレート
410 片持ちビーム
510 ビーム
612 第1の金属層
614 第1の絶縁層
622 第2の金属層
624 第2の絶縁層
632 第3の金属層
700 誘導コイル
701 誘導コイルの外端
703 誘導コイルの内端(内部コア層)
705 封止層
707 コア層
Claims (31)
- a)半導体基板上に絶縁層を形成し、
b)前記絶縁層の上面をパターニングして第1のトレンチを形成し、
c)前記第1のトレンチ内部にリリース材料を形成し、
d)前記リリース材料の上面をパターニングして第2のトレンチを形成し、
e)前記第2のトレンチ内部に第1の封止層を形成し、このとき、前記第1の封止層は側壁を有し、
f)前記第1の封止層内部にコア層を形成し、
g)前記コア層の上に第2の封止層を形成し、前記第2の封止層は前記第1の封止層の前記側壁に結合される、
工程を含む封止型マイクロ電気機械装置(MEMS)の形成方法。
- 前記第1の封止層および前記第2の封止層の各々は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループからなるバリア金属を含みかつ前記コア層は、半導体誘電材料を含む、請求項1に記載の封止型MEMSの形成方法。
- 前記第1の封止層と前記コア層の間に金属層を形成することをさらに含む、請求項1に記載の封止型MEMSの形成方法。
- 前記金属層は、前記第2の封止層に結合される側壁を含む、請求項3に記載の封止型MEMSの形成方法。
- a)前記第1の封止層上に側壁を有する初期金属層を堆積し、
b)少なくとも前記第1の封止層および前記初期金属層の側壁の露出表面上にストップ層を堆積し、
c)前記初期金属層の側壁上に位置する前記ストップ層を除去し、
d)前記初期金属層の側壁および前記ストップ層の部分であって前記初期金属層の前記側壁に付着する部分の側壁にくぼみを形成し、
前記金属層を形成する、請求項4に記載の封止型MEMSの形成方法。 - 前記金属層は、銅、金およびアルミニウムのグループからなる高導電率の金属を含む、請求項3に記載の封止型MEMSの形成方法。
- a)少なくとも前記第1の封止層および前記金属層の露出された表面上にストップ層を堆積し、
b)前記ストップ層上に半導体誘電材料を堆積し、
c)前記ストップ層に対して前記半導体誘電材料を平坦化し、
d)前記リリース材料上面レベルの下のレベルまで、前記半導体誘電材料にくぼみを形成して、前記コア層を形成する、請求項3に記載の封止型MEMSの形成方法。 - 少なくとも一つのスイッチ・コンタクトおよび少なくとも一つの接地プレートを、絶縁層の部分であって前記第1のトレンチの底面を形成する部分上に形成することをさらに含む、請求項1に記載の封止型MEMSの形成方法。
- 前記リリース材料を除去することで、前記第1のトレンチ底面を覆って、少なくとも前記第1の封止層、前記コア層および前記第2の封止層を含む片持ち(cantilever)ビームが形成される、請求項1に記載の封止型MEMSの形成方法。
- 前記リリース材料を除去することで、前記第1のトレンチ底面を覆って、両端で支持されたビームが形成される、請求項1に記載の封止型MEMSの形成方法。
- 前記第1および前記第2のトレンチは、内部に封止された誘導コイルが形成された2つの端を有するコイル・パターンを形成し、
前記リリース材料を除去することで、前記誘導コイルが、前記絶縁層の下部を覆って位置し、かつ前記絶縁層のより上部によって両端を支持される、請求項1に記載の封止型MEMSの形成方法。 - 前記第1の封止層および前記第2の封止層は、強磁性体材料を含み、かつ前記コア層は、半導体誘電材料あるいは金属を含む、請求項1に記載の封止型MEMSの形成方法。
- 前記第1の封止層および前記第2の封止層は、半導体誘電材料あるいは金属を含み、かつ前記コア層は、強磁性体材料を含む、請求項1に記載の封止型MEMSの形成方法。
- a)半導体基板上に第1の絶縁層を形成し、
b)前記第1の絶縁層の上面をパターニングしてトレンチを形成し、
c)前記トレンチ内部にリリース材料を形成し、
d)前記リリース材料上に第1の金属層を形成し、
e)少なくとも前記第1の金属層上に第2の絶縁層を形成し、
f)前記第2の絶縁層をパターニングして、2つのサイド・トレンチを形成し、前記2つのトレンチは前記第1の金属層に接触し、一方前記第2の絶縁層の中央部分が前記2つのサイド・トレンチの間に保持され、
g)前記2つのサイド・トレンチ内部に第2の金属層を形成し、
h)多層金属封止構造において開放されるべき部分を取り囲む前記第2の絶縁層の領域を除去し、
i)前記領域を前記リリース材料で充填し、
j)少なくとも前記第2の金属層および前記第2の絶縁層の中央部分上に、第3の絶縁層を形成し、
k)前記第1の金属層のパターンに対応して、前記第3の絶縁層の中に別のトレンチをパターニングし、前記別のトレンチは、第2の金属層に接触し、
l)前記第3の絶縁層の前記別のトレンチ内部に第3の金属層を形成し、
m)前記第3の絶縁層をパターニングして、前記リリース材料へのアクセスを準備し、
n)前記リリース材料を除去して、前記多層金属封止構造を準備し、その構造の一部は分離され、かつ前記第1の絶縁層の上に位置する、
工程を含むマイクロ電気機械装置(MEMS)のための多層金属封止構造の形成方法。 - 前記第1の金属層、前記第2金属層および前記第3の金属層の各々は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループからなるバリア金属を含む、請求項14に記載のMEMSのための多層金属封止構造の形成方法。
- 少なくとも一つのスイッチ・コンタクトおよび少なくと一つの接地プレートを、前記第1の絶縁層の部分であって前記トレンチの底面を形成する部分上に形成することをさらに含む、請求項14に記載のMEMSのための多層金属封止構造の形成方法。
- 前記リリース材料を除去することで、前記第1のトレンチ底面を覆って、片持ちビームが形成される、請求項14に記載のMEMSのための多層金属封止構造の形成方法。
- 前記リリース材料を除去することで、前記第1のトレンチ底面を覆って、両端で支持されたビームが形成される、請求項14に記載のMEMSのための多層金属封止構造の形成方法。
- 前記第1のトレンチは2つの端を有するコイル・パターンを形成し、前記第1の金属層、前記第2の金属層および前記第3の金属層の各々は、強磁性体材料を含む、請求項14に記載のMEMSのための多層金属封止構造の形成方法。
- 前記リリース材料を除去することで、誘導コイルが絶縁層の下部を覆って形成され、前記誘導コイルは両端で支持される、請求項14に記載のMEMSのための多層金属封止構造の形成方法。
- a)半導体基板上に第1の絶縁層を形成し、
b)前記第1の絶縁層の上面をパターニングして、第1のトレンチを形成し、
c)前記第1のトレンチ内部にリリース材料を形成し、
d)前記リリース材料の上面をパターニングして、前記第1のトレンチの長軸に沿って少なくとも2つの分離された第2のトレンチを形成し、
e)前記少なくとも2つの分離された第2のトレンチ内部に第1の金属層を形成し、
f)少なくとも前記第1金属層上に第2の絶縁層を形成し、
g) 前記少なくとも2つの分離された第2のトレンチを覆う前記第2の絶縁層をパターニングして、2つのサイド・トレンチを形成し、前記2つのサイド・トレンチは前記第1の金属層に接触し、一方前記第2の絶縁層の中央部分が前記2つのサイド・トレンチの間に保持され、
h) 前記少なくとも2つの分離された第2のトレンチの各々に対して、前記2つのサイド・トレンチ内部に第2の金属層を形成し、
i)多層金属封止構造の開放されるべき部分を取り囲む前記第2の絶縁層の領域を除去し、
j)前記領域を前記リリース材料で充填し、
k)少なくとも前記第2の金属層および前記第2の絶縁層の中央部分上に、第3の絶縁層を形成し、
l)前記第1の金属層のパターンに対応して、前記第3の絶縁層において第3のトレンチをパターニングし、前記第3のトレンチは、第2の金属層に接触し、
m)前記第3のトレンチ内部に第3の金属層を形成し、
n)前記第3の絶縁層をパターニングして、前記リリース材料へのアクセスを準備し、
o)前記リリース材料を除去して、前記多層金属封止構造を準備し、その構造の一部は分離され、かつ前記第1の絶縁層の上に位置する、
工程を含むマイクロ電気機械装置(MEMS)のための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。 - 前記第1の金属層、前記第2の金属層および前記第3の金属層の各々は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループからなるバリア金属を含む、請求項21に記載のMEMSのための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
- 少なくとも1つのスイッチ・コンタクトおよび少なくと1つの接地プレートを、絶縁層の部分であって上前記少なくとも2つの分離された第2のトレンチの底面を形成する部分上に形成することをさらに含む、請求項21に記載のMEMSのための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
- 、前記リリース材料を除去することで、少なくとも前記第1のトレンチ底面を覆って、片持ちビームが形成される、請求項21に記載のMEMSのための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
- 、前記リリース材料を除去することで、前記第1のトレンチ底面を覆って、両端で支持されたビームが形成される、請求項21に記載のMEMSのための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
- a)半導体基板上に形成された絶縁層であって、より薄い部分および少なくともより厚い一部分を有する、前記絶縁層と、
b)封止ビームであって、封止ビームの両端の少なくとも一端は、前記絶縁層のより薄い部分の上方で、対応する少なくとも前記絶縁層のより厚い部分によって支持される、前記封止ビームと、
c)前記封止ビームを封止する封止層と、
d)前記封止層内部に形成されたコア層とを具備する、
封止型MEMS。 - 前記封止層と前記コア層の間に形成された金属層と、
前記金属層と前記コア層の間に形成されたストップ層とをさらに具備する、
請求項26に記載の封止型MEMS。 - 前記金属層と前記ストップ層は前記封止層に結合される側壁を有する、請求項26に記載の封止型MEMS。
- 前記絶縁層のより薄い厚みを有する部分上に少なくとも1つのスイッチ・コンタクトおよび少なくとも1つの接地プレートをさらに含む、請求項26に記載の封止型MEMS。
- 前記封止ビームは、前記封止層と前記コア層を有する封止された部分と、コア層を有し前記封止層が存在しない電気的に分離された部分とを具備する、請求項26に記載の封止型MEMS。
- 前記封止ビームは、コイル・パターンを形成し、前記コア層もしくは前記封止層のどちらかは、強磁性体材料を含む、請求項26に記載の封止型MEMS。
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