JP6016362B2 - ハイブリッドｍｅｍｓｒｆスイッチとその製造方法およびｍｅｍｓ構造を製造する方法 - Google Patents
ハイブリッドｍｅｍｓｒｆスイッチとその製造方法およびｍｅｍｓ構造を製造する方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、集積回路およびこれを製造する方法に関し、更に具体的には、デバイスの既存の配線層を用いたハイブリッドＭＥＭＳ ＲＦスイッチを有する構造およびかかる構造を製造する方法に関する。
３Ｄおよびその他の集積回路において用いられる集積回路スイッチは、固体構造（例えばトランジスタ）または受動ワイヤ（ＭＥＭＳ）から形成することができる。典型的には、ほぼ理想的な分離（isolation）のためにＭＥＭＳスイッチが用いられ、これは、これらのスイッチが電力増幅器（ＰＡ）のモード切り換えのために用いられる無線高周波用途にとって重要な要件である。
ＭＥＭＳは、多数の異なるツールを用いて多数の方法で製造することができる。しかしながら、一般的には、マイクロメータ規模の寸法で小型の構造を形成するための方法およびツールが用いられる。また、ＭＥＭＳを製造するために用いられる方法すなわち技術の多くは、集積回路（ＩＣ）技術から取り入れられている。例えば、ほとんど全てのＭＥＭＳはウェハ上に構築され、フォトリソグラフィ・プロセスによってパターニングされた材料の薄膜において実現される。更に具体的には、ＭＥＭＳの製造には３つの基本的な構築ブロックが用いられる。すなわち、（ｉ）基板上での材料の薄膜の堆積、（ｉｉ）フォトリソグラフィ撮像による膜上へのパターニング・マスクの塗布、および（ｉｉｉ）マスクに対して選択的な膜のエッチング、である。
特定の用途および工学的な基準に応じて、ＭＥＭＳ構造は多くの異なる形態を取ることができる。例えばＭＥＭＳは、例として米国特許第５，５７８，９７６号等に示されるような、単一の片持ち梁構造の形態で実現することができる。この片持ち梁の用途においては、電圧を印加することによって、単一の片持ち梁アーム（懸架電極（suspended electrode））が固定電極の方へと引き寄せられる。しかしながら、かかる片持ち梁構造を製造するためには、ＣＭＯＳ構造自体の構築に加えて、いくつかの余分な高費用の処理ステップが必要である。例えば、いったんＣＭＯＳ配線の全てが完成した後で、ＭＥＭＳスイッチを形成するために追加のプロセス・ステップが必要であり、これによって構造には著しい処理コストが追加される。
従って、当技術分野において、上述した欠点および限界を克服する要望が存在する。
本発明の一態様において、ＭＥＭＳスイッチを製造する方法は、デバイスの下部配線層から強制電極を形成することと、デバイスの上部配線層から下部電極を形成することと、を含む。この方法は、更に、強制電極の上および下部電極の上に可撓性の片持ち梁アームを形成して、強制電極に電圧を印加すると可撓性の片持ち梁アームが下部電極に接触してＭＥＭＳスイッチを閉じるようにすることと、を含む。
実施形態においては、強制電極および下部電極はデバイスの銅配線レベルである。強制電極は、ダマシン・プロセスによって形成された誘電層に埋め込まれている。下部電極は、誘電層上の導電材料の堆積層をパターニングすることによって形成されている。この方法は、パターニングの前に、下部電極を形成する導電材料上に金の層を堆積することを更に含む。この方法は、パターニングの前に、下部電極を形成する導電材料と金の層との間に耐熱材料を堆積することを更に含む。
可撓性の片持ち梁アームは、誘電材料および下部電極の上に、ポリマまたはシリコン等の犠牲材料を堆積することと、犠牲材料上に導電材料を堆積することと、によって形成される。導電材料は、好ましくは、Ｃｕ、Ａｕ、ＴｉＮ、およびＡｌの少なくとも１つである。この方法は、可撓性の片持ち梁アームを気密封止することを更に含み、可撓性の片持ち梁アーム上および可撓性の片持ち梁アームの形成において用いた犠牲材料上に犠牲層を堆積することと、犠牲層を堆積ハード・キャップ材料で覆うことと、ハード・キャップ材料に孔を開口することと、犠牲層および犠牲材料を剥離することと、孔を封止することと、
を含む。
を含む。
本発明の一態様において、ＭＥＭＳ構造を製造する方法は、下部誘電層において下部配線層を形成することと、導電材料を堆積およびパターニングすることによって上部誘電層において上部配線層を形成することと、下部配線層よりも上に、上部配線層の１つのパターニングされた配線の完全に上および上部配線層の別のパターニングされた配線の部分的に上に、犠牲ポリマ材料を堆積することと、犠牲ポリマ材料上に導電材料を堆積することによって片持ち梁アームを形成することであって、下部配線層の上におよび上部配線層の別のパターニングされた配線に接触して導電材料を延在させることを含む、ことと、犠牲ポリマ材料を剥離することと、を含む。
本発明の一態様において、ＭＥＭＳスイッチは、強制電極として機能するデバイスの下部配線層と、下部電極コンタクトとして機能するデバイスの上部配線層と、を含む。強制電極に高電圧すなわち１０〜２００Ｖを印加して、スイッチを閉じる、すなわちＭＥＭＳスイッチのための回路を完成させる。ＭＥＭＳスイッチは、強制電極および下部電極コンタクトよりも上に位置する片持ち梁アームであって、強制電極に電圧を印加すると片持ち梁アームが下部電極コンタクトに接触してＭＥＭＳスイッチのための回路を完成させるようになっている片持ち梁アームを更に含む。
実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは気密封止される。気密封止は、封止された開口を有するＳｉＮまたはＳｉＣＮキャップ層である。片持ち梁アームは、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｌＣｕ、およびＴｉＮの少なくとも１つである。片持ち梁アームは、約１〜２０、好ましくは１０ミクロンの厚さであり、下部電極コンタクトから約１から１０、好ましくは５ミクロンの距離だけ離間し、強制電極から約２〜１５、好ましくは８ミクロンの距離だけ離間している。
本発明の一態様において、ＭＥＭＳスイッチは、デバイスの下部誘電層に形成された強制電極と、デバイスのパターニングされた上部配線層と、パターニングされた上部配線層の第１のパターニングされたワイヤに接触するように構成され、パターニングされた上部配線層の第２のパターニングされたワイヤに近接してその上に、かつ強制電極からある距離だけ離れて位置する片持ち梁アームであって、強制電極に電圧を印加すると、片持ち梁アームが、下部電極コンタクトとして機能する第２のパターニングされたワイヤに接触するように強制される、片持ち梁アームと、を含む。
本発明の例示的な実施形態の限定的でない例として言及する複数の図面を参照して、以下の詳細な説明において本発明について記載する。
本発明は、集積回路に関し、更に具体的には、デバイスの既存の配線層を用いたハイブリッドＭＥＭＳスイッチを有する構造およびかかる構造を製造する方法に関する。実施において、本発明は、いくつかの新規なＭＥＭＳスイッチの方法および構造を含む。ＭＥＭＳスイッチは既存の配線レベルを用いて好都合に製造される。例えば、実施形態においては、標準的なＣＭＯＳ配線レベルを用いてスイッチを製造し、追加の処理によって、例えば気密ＳｉＮドームのような気密ドームをスイッチの上に形成する。更に、実施形態においては、スイッチ・コンタクト領域を薄い金で被覆して、酸化（すなわち永久的に開いたスイッチ）または静止摩擦（stiction）（すなわち永久的に閉じたスイッチ）を防ぐ。
更に具体的には、本発明のＭＥＭＳスイッチは、ＣＭＯＳウェハの配線層（例えばＣｕ最終金属「ＬＭ」から形成された強制電極を含む。コンタクト電極および屈曲（片持ち梁）電極等の残りの電極は、他の配線構造（例えばワイヤ、コンタクト等）を形成するためにも用いられる同じ導体層（例えばＡｌ、Ｃｕ）から形成することができ、腐食を防ぐために薄い金の層を含む少なくとも上表面または下表面を有することができる。実施形態において、本発明では、金の厚い層を形成するための専用プロセス（例えば厚い金の電気めっき、リフト・オフ処理等）の必要性がなくなる。なぜなら、強制電極は、最終配線レベル誘電層の上に形成された金の層ではないからである。既存の配線を用いてＭＥＭＳスイッチを形成することによって、多くの追加のプロセス・ステップが省かれ、このためＭＥＭＳスイッチの全体的な製造コストが削減される。簡略化のために、以下の考察のほとんどは犠牲材料のためのポリマに限定するが、他の材料も本発明と共に用いることができる。
図１から図９は、本発明の態様に従った構造および各処理ステップを示す。図１０は、本発明の第１の態様に従った最終構造および各処理ステップを示す。例えばパターニング、メタライゼーション、または堆積プロセスあるいはそれら全てのような本明細書に記載するプロセスに対して何らかの変更または追加あるいはその両方を行うことで、図１から図９のプロセスを用いて本明細書に記載した実施形態のいずれも製造可能であることは、当業者には認められよう。かかる変更または追加あるいはその両方は、実施形態の各々を説明した後で当業者に明らかになるはずであるが、本発明のいっそう完全な理解のために、必要に応じて、追加または変更あるいはその両方を行ったプロセスについて本明細書中で更に説明を行う。
具体的には、図１は金属間誘電層１０を含む開始構造を示す。当業者には理解されるであろうが、誘電材料１０は集積回路におけるＭ＋１配線レベルとすることができる。図１には示さないが、誘電材料１０は、集積回路の形成と共に用いられるいずれかの既知のタイプのウェハ上に設けることができることは理解されよう。いくつかの例を挙げると、ウェハは、シリコン、バルク、ＳＯＩ、ＳｉＧｅ、石英、ガラス、またはガリウムヒ素とすることができ、直径は７５ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ等とすることができる。実施形態においては、誘電層１０はＳｉＯ２である。誘電層１０は、プラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）等のいずれかの既知の方法を用いて堆積することができる。
既知の方法を用いて誘電層１０内にワイヤ１２を形成する。例えば、従来のリソグラフィ・プロセスを用いて複数のバイアを形成する。例えば、誘電材料１０上にレジストを堆積し、レジストの選択的な部分を露光して開口を形成する。以降のプロセスでは、例えば反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）等の従来のプロセスを用いて誘電材料１０をエッチングしてバイアを形成する。バイアに既知の金属または金属合金を充填してワイヤ１２を形成する。レジストは剥離して取り除くことができる。
実施形態において、ワイヤ１２はデュアル・ダマシン銅ワイヤ技法を用いて形成することができる。また、ワイヤ１２は、例えば物理気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、電気めっき堆積（ＥＣＰ）、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）等のプロセスのいずれかの既知の組み合わせを用いてメタライズすることができる。一つの例示的な実施形態では、ワイヤはタングステン・プラグであり、ＴｉＮのライナを有することができる。別の実施形態では、ワイヤ１２は銅を用いて形成され、ＴａＮ／Ｔａライナを有する。別の実施形態では、ワイヤ１２は、配線レベル間にダマシン・タングステン・バイアまたはテーパ状ＡｌＣｕバイアを用いたサブ・エッチング（sub-etch）ＡｌＣｕプロセスによって形成する。
図２では、例えばＣＶＤ等のいずれかの従来の堆積方法を用いて、誘電層１０の上にＳｉＮ層１４が堆積されている。誘電層１０を参照して上述したものと同様の方法で、ＳｉＮ層１４の上に第２の金属間誘電層１６が堆積されている。当業者に既知のシングル・ダマシンまたはデュアル・ダマシン・プロセスを用いて、ＳｉＮ層１４および誘電層１６において配線層１８および２０を形成して、下にある金属配線層１２と接触させる。この配線は、例えば銅配線とすることができる。実施形態では、例えば０．１３ミクロン技術を用い、配線層２０は、約０．４ミクロンの高さおよび幅のプロファイルの最小寸法を有する（が、他の寸法も本発明によって想定される）。
以下で明らかになるであろうが、金属配線層２０ａは、例えば強制電極のようなスイッチの底部電極となる。このため、ＭＥＭＳスイッチは、ＭＥＭＳスイッチの一部のために配線層２０ａを好都合に用いて、プロセス・コストおよび時間を節約する。他の実施形態においては、スイッチの配置および用途に応じて、金属配線層２０における他のパターンを強制電極として用いることができる。
図３に示すように、図２の構造の上に誘電層２２を堆積する。誘電層２２は、高さが約０．５ミクロンであり、上述したもの等の従来の技法を用いて堆積することができる。その後、従来のプロセスを用いて配線層２４、２８を形成する。例えば、従来のリソグラフィおよびエッチング・プロセスを用いて、誘電層２２にバイアを形成する。バイアの内部を含めて、誘電層２２上に導電材料をブランケット堆積する。導電材料は、例えばＡｌ、Ｃｕ、ＡｌＣｕ、ＴａＮ、Ｔａ、またはＴｉＮとすれば良い。
実施形態において、導電材料の上に金の薄い層３０を堆積することができる。実施形態では、金の薄い層３０は約１００ｎｍであるが、他の寸法も本発明によって想定される。金を堆積するために、物理気相堆積（ＰＶＤ）、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）、蒸着、電気めっき等、いずれかの既知の方法を用いることができる。
いったん配線層２８を堆積したら、従来のリソグラフィおよびエッチング・プロセスを用いてこれをパターニングして、例えば図３に示すパターンを形成することができる。パターンは、ＭＥＭＳスイッチのための下部電極として機能する配線２８ａを含む。当業者には、本発明によって異なるパターンも想定されることは理解されよう。実施形態では、例えばＴｉＮまたはＡｌＣｕのような下の金属に対して選択的な金ウェット・エッチングを用いて、ワイヤ２８をパターニングすることができる。代替的な実施形態においては、ＲＩＥおよび洗浄の後に配線２８を金で選択的にめっきすることができる。
図４では、図３の構造の上に有機ポリマが堆積されている。有機ポリマ３２は、例えばポリメチルグルタルイミド（ＰＭＧＩ）または感光性ポリイミド（ＰＳＰＩ）とすることができる。ＰＭＧＩは、ほとんどのｇ線、ｉ線、およびＤＵＶフォトレジストとコンパチブルであり、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＮｉＦｅ、Ｃｕ、Ａｕ、ＧａＡｓ、および他のＩＩＩ−Ｖ／ＩＩＩ−ＶＩ族の材料に対して優れた接着性を有する。また、ＰＭＧＩは高い熱安定性を示し、例えばスピン・コーティング等のいずれかの従来の方法で塗布することができる。実施形態において、有機ポリマは、配線２０ａおよび２８ａの上、および部分的に配線２８ｂの上に延在する。実施形態では、有機ポリマ３２は、幅が約５０ミクロンで長さが約２００ミクロンとすることができる。また、有機ポリマ３２の堆積前に、任意に配線層をＳｉＯ2でコーティングすることができる。ワイヤをＳｉＯ２層でコーティングすることによって、この後、スイッチでなくＭＥＭＳスイッチ・キャパシタを形成することが容易になる。
図５に示すように、有機ポリマ３２の上に導電材料３４が形成され、配線２８ｂの露出部分と接触して、例えばスイッチの上部電極のような片持ち梁ビームを形成する。スイッチの上部電極における導電材料は、例えば、堆積、パターニング、およびエッチングによって、またはパターニング、堆積、およびリフト・オフ方法を用いることによって形成することができる。片持ち梁ビーム３４は、スイッチの強制電極を形成する配線層２８を超えて延在する。実施形態において、片持ち梁ビーム３４は、長さが約１００ミクロンで厚さが１０ミクロンであり、構造にある程度の剛性を与える。しかしながら、他の寸法も本発明によって想定される。
また、片持ち梁ビーム３４は、例えば強制電極のような配線２０ａから所定の距離だけ上方に延在する。一実施形態では、配線２０ａと片持ち梁ビーム３４の底面との間の所定の距離は約８ミクロンであるが、他の寸法も本発明によって想定される。８ミクロンの寸法によって、配線２０ａが片持ち梁ビーム３４を下方向に強制し、下部電極２８ａ（パターニングされたワイヤ２８から形成される）に接触することが確実となる。また、片持ち梁ビーム３４と下部電極２８ａとの間の距離は約５ミクロンである。
実施形態においては、片持ち梁ビーム３４のための材料は、例えばＡｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｕ、もしくは金、またはそれらのいずれかの組み合わせ等のいずれかの導電材料とすることができる。実施形態では、片持ち梁ビーム３４は、例えば、その下側に耐熱ライナを有する電気めっき（ＥＣＰ）された金とすることができる。更に別の実施形態では、片持ち梁ビーム３４は、その下側に金のライナを有するＡｌＣｕとし、ＰＶＤ等の従来のプロセスを用いて形成することができる。更に別の代替的な実施形態においては、片持ち梁ビーム３４は、ＥＣＰ金コーティングを有するＡｌＣｕとすることができる。この後者の実施形態では、ＥＣＰ金コーティングは、片持ち梁ビーム３４の下側に、または片持ち梁ビーム３４の下側および上面の双方に形成することができる。ワイヤをＡｌＣｕと称するが、当技術分野において既知のように、ＡｌＣｕの上および下でＴｉＮ等の耐熱金属の薄い層が一般的に用いられることは理解されよう。
図６では、図５の構造の上に犠牲ポリマ３６が堆積されている。犠牲ポリマ３６は、例えばＰＳＰＩまたはＰＭＧＩとすることができる。このため、犠牲ポリマ３６は、有機ポリマ３２に用いたものと同じ材料または異なる材料とすることができる。
図７では、図６の構造の上にキャップ３８が形成されている。更に具体的には、キャップ３８は、犠牲ポリマ３６および構造の他の部分の上に堆積された、例えばＳｉＮライナ等のハード・キャップである。ＳｉＮライナの堆積は、例えばＣＶＤまたはＰＶＤプロセス等のいずれかの従来の堆積プロセスによって行うことができる。実施形態においては、キャップ３８は厚さが約６ミクロンである。
図８は、本発明に従ったエッチング・プロセスを示す。更に具体的には、図８において、例えばＲＩＥ等の従来のエッチング・プロセスを用いて、キャップ３８に開口４０が形成されている。実施形態において、開口４０は、ほぼ均一に離間している。この離間距離は例えば約４ミクロンとすることができる。開口は、幅が約１ミクロンで長さが約１００ミクロンとすることができる。しかしながら、他の寸法も本発明によって想定されることは当業者には容易に認められよう。
図９に示すように、ポリマ（層３２、３６）を剥離し、この結果としてキャップ３８内にボイドを生成する。例えばドライ・エッチングまたはウェット・エッチング化学作用を用いて、開口４０を介してポリマを剥離することができる。更に具体的には、例えばＰＭＧＩの場合、Ｎ−メチル−２−ピロリジン（ＮＭＰ）およびジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）−ベースの剥離剤において、ＰＭＧＩを剥離することができる。また、ＰＭＧＩは、ＤＵＶ、Ｅ−ビーム、およびｘ線に高感度であり、ダウンストリーム・アッシャー（downstream asher）、高密度プラズマＲＩＥチャンバ、または平行板ＲＩＥチャンバにおいて用いるような酸素プラズマにおいて高いエッチ・レートを示す。先に述べたように、いずれかの既知の方法すなわちＰＶＤ、ＣＶＤ等によって堆積したシリコン等の他の犠牲材料も使用可能である。犠牲材料としてシリコンを用いた場合、当技術分野において既知のように、例えばＸｅＦ2ガスを用いたもののような横方向ダウンストリーム・シリコン・エッチ・ツールを用いて、これを除去する。更に、犠牲材料としてシリコンを用いた場合、シリコン・エッチの前に、シリコン・エッチによってエッチングされない誘電体または導体において、シリコン・エッチャント・ガスまたは液体に露出されるワイヤまたはバイア表面を被覆する必要がある。
図１０は、本発明の第１の態様に従った最終構造および各処理ステップを示す。具体的には、従来の堆積プロセスを用いてＳｉＮ材料４２を堆積することによって、開口を封止する。ＳｉＮ材料４２は、例えば約２ミクロンの厚さとすることができる。このように、ＭＥＭＳスイッチはキャップ３８、４２内で気密封止される。
図１１は、本発明の第２の態様に従った最終構造および各処理ステップを示す。この実施形態においては、配線層２８は完全にまたはほとんど誘電層２２に埋められている。配線層２８の上に、例えばＣｏＷＰのような任意の耐熱材料４４を堆積し、その後、例えば金（Ａｕ）層を堆積する。実施形態において、Ａｕ層４４は、約０．５ミクロンの厚さで、ＣｏＷＰに対して選択的なＥＣＰ Ａｕ層とすることができる。次いで、配線層２８を上述したようにパターニングして、下部電極２８ａを形成することができる。例えば、この実施形態においては、ＴａＮまたはＡｌＣｕに対して選択的なＡｕウェット・エッチングを実行して、既知の化学作用を用いて配線層２８をパターニングすることができる。片持ち梁ビーム３４の下側にはＡｕ層４６を堆積することができる。
図１２は、本発明の第２の態様に従った最終構造および各処理ステップを示す。この実施形態においては、配線層２８は、誘電層２２の上にあり、本明細書において考察したプロセスのいずれかを用いて金（Ａｕ）３０でめっきすることができる。実施形態においては、配線層２８上のＡｕ層３０の下に、例えばＣｏＷＰのような耐熱材料を堆積することができる。次いで、上述のように配線層２８をパターニングして下部電極２８ａを形成することができる。例えば、本明細書において考察したもの等のいずれかの既知の化学作用を用いて配線層のパターニングを実行することができる。
片持ち梁ビーム３４の下側にはＡｕ層４６を堆積することができる。更に、配線層１８および２４はタングステン・スタッドとすることができ、残りの配線層は、（いずれの実施形態においても可能であるように）例えばＡｌ、Ｃｕ、またはＡｌＣｕとすることができる。
以上、上述の考察から理解されるように、本発明は、ＭＥＭＳスイッチのために、例えばＣＭＯＳのようなデバイスにおける既存の配線層を用いる。すなわち、デバイスの下部配線層から強制電極を形成することができ、デバイスの上部配線層から下部電極コンタクトを形成することができる。可撓性の片持ち梁アームは、強制電極および下部電極の上に形成され、デバイスのパターニングされたワイヤに接触する。使用の際、強制電極に電圧を印加すると、可撓性の片持ち梁が下部電極に接触してＭＥＭＳスイッチを閉じる。
上述したような方法は集積回路チップの製造において用いられる。この結果として得られる集積回路チップは、未加工のウェハ形態（すなわち多数の未パッケージ・チップを有する単一のウェハ）で、ベア・ダイとして、またはパッケージされた形態で、製造業者によって配布することができる。後者の場合、チップは、単一チップ・パッケージ（マザーボードに取り付けられたリードを有するプラスチック・キャリアまたは他の高レベル・キャリア等）に、または多チップ・パッケージ（表面相互接続または埋め込み相互接続のいずれかまたは双方を有するセラミック・キャリア等）に、搭載される。いずれの場合であっても、次いでチップを、（ａ）マザーボード等の中間製品または（ｂ）最終製品のいずれかの一部として、他のチップ、離散回路要素、または他の信号処理デバイスあるいはそれら全てと集積する。最終製品は、集積回路チップを含むいずれかの製品とすることができる。
本明細書において用いた用語は、特定の実施形態を記載する目的のためだけのものであり、本発明を限定することは意図していない。本明細書において用いたように、単数形「１つの（ａ）、（ａｎ）、（ｔｈｅ）」は、文脈によって明らかに他の場合が示されない限り、複数形を含むことが意図されている。また、「含む」または「含んでいる」という言葉あるいはその両方は、本明細書において用いられた場合、述べた特徴、整数、ステップ、動作、要素、または構成要素あるいはそれら全ての存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、またはそれらのグループあるいはそれら全ての存在または追加を除外するものではないことは、理解されよう。
以下の特許請求の範囲に存在する場合、全てのミーンズまたはステップ・プラス・ファンクション要素の対応する構造、材料、行為、および均等物は、具体的に特許請求したような他の特許請求した要素と組み合わせて機能を実行するためのいずれかの構造、材料、または行為を含むことが意図されている。本発明の記載は、例示および記述の目的のために提示したが、網羅的であることや、開示した形態に本発明を限定することは、意図していない。本発明の範囲および精神から逸脱することなく、多くの変更および変形が当業者には明らかであろう。実施形態は、本発明の原理および実際的な用途を最良に説明するため、更に、想定される具体的な用途に適した様々な変更と共に様々な実施形態に関して当業者が本発明を理解することを可能とするために、選択し記載したものである。
Claims (9)
- ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、
デバイスの下部配線層から強制電極を形成することと、
前記デバイスの上部配線層から下部電極を形成することと、
前記強制電極の上および前記下部電極の上において、前記下部電極の完全に上および前記上部配線層から前記下部電極とともに形成された別のパターニングされた配線の部分的に上に、耐熱性の有機ポリマを犠牲材料として堆積し、前記犠牲材料上に導電材料を堆積することにより、可撓性の片持ち梁アームを形成することであって、前記強制電極の上におよび前記上部配線層の前記別のパターニングされた配線に接触して前記導電材料を延在させることを含む、ことと、
前記可撓性の片持ち梁アーム上に耐熱性の有機ポリマから成る犠牲層を堆積することと、
前記犠牲層を堆積した構造上にハード・キャップ材料を堆積し、該犠牲層全体を該ハード・キャップ材料で覆うことと、
前記ハード・キャップ材料に孔を開口することと、
前記犠牲層および前記犠牲材料を酸素プラズマまたは有機溶媒を用いて１工程で剥離し、前記強制電極に電圧を印加すると前記可撓性の片持ち梁アームが前記下部電極に接触して前記ＭＥＭＳスイッチを閉じるようにすることと、
前記孔を封止して、前記可撓性の片持ち梁アームを気密封止することと
を含む、方法。 - 前記強制電極および前記下部電極が前記デバイスの銅配線レベルである、請求項１に記載の方法。
- 前記強制電極がダマシン・プロセスによって形成された誘電層に埋め込まれている、請求項１に記載の方法。
- 前記下部電極が誘電層上の導電材料の堆積層をパターニングすることによって形成されている、請求項１に記載の方法。
- 前記パターニングの前に前記下部電極を形成する前記導電材料上に金の層を堆積することを更に含む、請求項４に記載の方法。
- 前記導電材料がＣｕ、Ａｕ、ＴｉＮ、およびＡｌの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
- ＭＥＭＳ構造を製造する方法であって、
下部誘電層において下部配線層を形成することと、
導電材料を堆積およびパターニングすることによって上部誘電層において上部配線層を形成することと、
前記下部配線層よりも上に、前記上部配線層の１つのパターニングされた配線の完全に上および前記上部配線層の別のパターニングされた配線の部分的に上に、犠牲材料として耐熱性の有機ポリマを堆積することと、
前記犠牲材料上に導電材料を堆積することによって片持ち梁アームを形成することであって、前記下部配線層の上におよび前記上部配線層の前記別のパターニングされた配線に接触して前記導電材料を延在させることを含む、ことと、
前記導電材料上に耐熱性の有機ポリマを含むドーム状の犠牲層を堆積することと、
前記犠牲層を堆積した構造上にハード・キャップ材料を堆積し、該犠牲層全体を該ハード・キャップ材料で覆うことと、
前記ハード・キャップ材料に孔を開口することと、
前記犠牲層および前記犠牲材料を酸素プラズマまたは有機溶媒を用いて１工程で剥離することと、
前記孔を封止することにより、前記上部配線層および前記片持ち梁アームを気密封止することと
を含む、方法。 - 前記片持ち梁アームのための前記導電材料が、堆積されたＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｔａ、およびＲｕの少なくとも１つである、請求項７に記載の方法。
- 前記上部配線層および前記下部配線層が主としてＡｌまたはＣｕまたはＡｌＣｕから成る、請求項７に記載の方法。
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