JP2007533186A - マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下部電極1、1a、1b、上部電極層2、下部電極1、1a、1bと上部電極層2との間に配置された誘電体層3を有するマイクロフリップ型ナノ・マイクロ機械素子であって、この誘電体層3と上部電極層2とは層状体4を形成し、この層状体4は誘電体層3の側部に水平陥凹部5を、また、ギャップ5aを形成する陥凹部5の上方に薄肉の張出部6をそれぞれ有し、この張出部6はギャップ5aの上方に延在するマイクロフラップ6aを形成する。
【選択図】図1
Description
本発明のその他の目的及び利点は以下の記載より明らかとなろう。
1a、1b 下部電極層
1b’ 下部電極層ドープコート
2 上部電極層
2’ 上部電極層材料
3 誘電体層
3’ 誘電体層材料
4 層状体
4a 第1本体部分
4b 第2本体部分
5 水平陥凹部
5a ギャップ
6 張出部
6a マイクロフラップ
7 底部基板
8 シリコン基板
A 層状構造
B 層状構造
C 層状構造
bl 本体長
bl’ 第2本体部分長
bl’’ 第1本体部分長
bt 本体厚
bw 本体幅
fl マイクロフラップ長
ft マイクロフラップ厚
fw マイクロフラップ幅
gt ギャップ厚
lt 下部電極厚
ot 誘電体層厚
ut 上部層厚
Claims (25)
- 第1の導電材料の下部電極(1、1a、1b)と、
上層厚さ(ut)を有する第2の導電材料の上部電極層(2)と、
誘電体層厚さ(ot)を有し、前記上部電極層(2)の下方に接触して配置された誘電体材料の誘電体層(3)とを有し、
前記誘電体層(3)と前記上部電極層(2)とが本体幅(bw)、本体長(bl)、及び本体厚(bt)を有する層状体(4)を構成するマイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子であって、
前記層状体(4)は前記誘電体層(3)の側部に水平陥凹部(5)と、前記陥凹部(5)上に前記上部電極層(3)の張出部(6)とを有し、
前記下部電極(1、1a、1b)の少なくとも一部は、前記陥凹部(5)が前記張出部(6)と前記下部電極(1)の前記一部との間にギャップ厚さ(gt)のギャップ(5a)を形成するように、前記張出部の横方向部分の少なくとも一部の下方に位置しており、
前記ギャップ(5a)上方に前記張出部(6)の前記横方向部分が、マイクロフラップ幅(fw)、マイクロフラップ厚さ(ft)、及びマイクロフラップ長(fl)の共振マイクロフラップ(6a)を形成して成る、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。 - 請求項1記載の素子において、
前記下部電極(1)は下部電極厚さ(lt)を有する下部電極層(1a)であり、
前記下部電極層(1a、1b)は底部基板(7)上に配置され、
前記ギャップ(5a)は前記下部電極層(1a、1b)と前記層状体(4)の前記マイクロフラップ(6a)との間に位置し、
前記ギャップ厚さ(gt)は前記マイクロフラップを形成する前記張出部(6)と前記下部電極層(1a、1b)との間隔に対応して成る、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。 - 請求項2記載の素子において、下部電極層(1a)は前記底部基板の表面全体の上に延在して成る、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1記載の素子において、
前記下部電極(1)はドープ基板シート(1)であり、
前記ギャップ(5a)は前記マイクロフラップ(6a)と前記ドープ基板シート(1)との間に位置し、
前記ギャップ厚さ(gt)は、前記ドープ基板シート(1)と前記層状体(4)の前記マイクロフラップ(6a)との間隔である、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。 - 請求項1乃至4の何れか1項に記載の素子において、前記層状体(4)は、第1の本体部分(4a)と第2の本体部分(4b)とを有し、前記マイクロフラップ(6a)は前記第1の本体部分から水平に延び、前記第2の本体部分(4b)は前記第1の本体部分(4a)に隣接しており、前記第1の本体部分(4a)は前記マイクロフラップ幅(fw)と等しい幅を有して成る、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項2記載の素子において、前記層状体(4)は、第1の本体部分(4a)と第2の本体部分(4b)とを有し、前記マイクロフラップ(6a)は前記第1の本体部分から水平に延び、前記第2の本体部分(4b)は前記第1の本体部分(4a)に隣接しており、前記第1の本体部分(4a)は前記マイクロフラップ幅(fw)と等しい幅を有し、更に、前記下部電極層(1a)は、前記底部基板7上であって、前記第1の本体部分(4a)の下方であり、且つ実質的に前記第2の本体部分(4b)の下方でない位置に配置されて成る、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項2記載の素子において、前記下部電極層(1a)は前記誘電体層(3)の下方には存在しない、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項5又は6記載の素子において、前記層状体(4)の前記第2の本体部分(4b)は、前記マイクロフラップ幅(fw)より小さい幅(bw)を有して成る、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項7記載の素子において、マイクロフラップ幅(fw)は、第1の本体部分(4a)及び前記マイクロフラップ(6a)が前記第2の本体部分(4b)を越えて横方向に突出するようにされて成る、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1乃至9の何れか1項に記載の素子において、前記マイクロフラップ幅(fw)は、0.1乃至1000μmである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載の素子において、前記マイクロフラップ長(fl)は、0.01乃至100μmである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1記載の素子において、前記マイクロフラップ厚さ(ft)は、0.01乃至100μmである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1記載の素子において、前記ギャップ厚さ(gt)は、0.001乃至10μmである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1記載の素子において、前記本体厚さ(bt)は、0.01乃至100μmである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項2又は3記載の素子において、前記下部電極厚さ(lt)は、0.001乃至1000μmである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1乃至3、又は6の何れか1項に記載の素子において、前記下部電極(1a、1b)はドープ多結晶シリコンである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1又は4に記載の素子において、前記下部電極(1)はドープシリコン塊である、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1又は4に記載の素子において、前記平坦な下部電極(1)は、金属及びその合金から成るグループから選択されてなる、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1記載の素子において、前記誘電体層(3)は、金属酸化物から選択される誘電体材料である、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項19記載の素子において、前記誘電体層(3)は、酸化アルミニウム又は酸化ゲルマニウムの何れかである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1記載の素子において、前記誘電体層(3)は、酸化ケイ素である、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1記載の素子において、前記上部電極層(2)は、ドープシリコン塊、ドープシリコン、ドープ炭化ケイ素、ドープ多結晶ダイヤモンド、又はドープ多結晶シリコンの何れかである、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1記載の素子において、前記上部電極層(2)は、金属である、マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子。
- 請求項1乃至22の何れか1項記載のマイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子の製造方法であって、
誘電体層材料(3’)を下部電極材料(1’、1b’)の少なくとも一部の領域上に付与する第1の工程と、
上部電極層材料(2’)を前記誘電体層材料(3’)上に付与する第2の工程と、
少なくとも前記上部電極層材料(2’)及び前記誘電体層材料(3’)を所望のパターンにパターニングする第3の工程とを有し、
前記第3の工程は、
前記上部電極材料(2’)を上部電極(2)の最終的な形状にパターニングする工程と、
前記誘電体層材料(3’)を、前記上部電極層(2)の最終形状に実質的に対応する中間形状にする工程と、
酸化物材料を前記下部電極材料(1'、1b)の前記一部の領域の上方に位置する前記誘電体層材料(3’)の少なくとも一方の側部から取り除き、前記水平陥凹部(5)を前記誘電体層材料(3’)の前記少なくとも一方の側部に設け、これにより前記層状体(4)を形成する工程とを有し、
前記層状体(4)は、前記陥凹部(5)上に突出する前記上部電極層(2)の張出部(6)と、前記張出部(6)と前記酸化物材料が取り除かれた前記下部電極材料(1'、1b)の前記一部の領域との間の前記ギャップ(5a)とを有し、
前記下部電極材料(1'、1b)の前記一部の領域は、前記ギャップ(5a)の下方に位置する前記下部電極(1、1a、1b)の少なくとも前記部分となり、前記張出部(6)は前記マイクロフラップ(6a)を形成する、製造方法。 - 請求項24記載の方法において、前記上部電極層材料(2’)はフォトリソグラフィ及び乾式エッチングによりパターニングされ、誘電体層材料(3’)は湿式エッチングによりパターニングされる、製造方法。
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