RU2007115882A

RU2007115882A - Управление электромеханической реакцией структур в устройстве на основе микроэлектромеханических систем

Info

Publication number: RU2007115882A
Application number: RU2007115882/28A
Authority: RU
Inventors: Марк В. МАЙЛС (US); Марк В. МАЙЛС; Джон БЕЙТИ (US); Джон БЕЙТИ; Клэренс ЧУЙ (US); Клэренс ЧУЙ; Маниш КОТАРИ (US); Маниш КОТАРИ; Минг-Хау ТАНГ (US); Минг-Хау ТАНГ
Original assignee: АйДиСи, ЭлЭлСи (US); АйДиСи, ЭлЭлСи
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2008-11-10
Also published as: SG155948A1; MX2007003584A; BRPI0516020A; CN101027594A; RU2381532C2; IL181616A0

Claims

1. MEMS-устройство, имеющее подложку, которое содержит электродный слой, образованный на упомянутой подложке; диэлектрический слой, образованный на упомянутом электродном слое; первый слой противотравильного барьера, образованный на упомянутом диэлектрическом слое; второй слой противотравильного барьера, образованный на упомянутом первом слое противотравильного барьера; и подвижный слой, расположенный над упомянутым вторым слоем противотравильного барьера.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее полость, расположенную между упомянутыми вторым слоем противотравильного барьера и подвижным слоем.

3. Способ работы устройства по п.2, содержащий следующие этапы: подают первый сигнал на упомянутый электродный слой и подают второй сигнал на упомянутый подвижный слой, вызывая перемещение подвижного слоя внутри упомянутой полости.

4. Устройство по п.1, дополнительно содержащее жертвенный слой, расположенный между упомянутыми вторым слоем противотравильного барьера и подвижным слоем.

5. Устройство по п.4, в котором упомянутый второй слой противотравильного барьера содержит материал, стойкий к травителю, используемому для структурирования упомянутого жертвенного слоя.

6. Устройство по п.4, в котором упомянутый первый слой противотравильного барьера содержит материал, стойкий к травителю, используемому для удаления упомянутого жертвенного слоя.

7. Устройство по п.1, в котором упомянутый второй слой противотравильного барьера содержит материал, по существу стойкий к травителю из фосфорной/уксусной/азотной кислоты.

8. Устройство по п.1, в котором первый слой противотравильного барьера содержит материал, по существу стойкий к травителю из XeF₂.

9. Устройство по п.1, в котором упомянутый второй слой противотравильного барьера содержит оксид кремния.

10. Устройство по п.9, в.котором упомянутый диэлектрический слой содержит оксид кремния, а упомянутый первый слой противотравильного барьера содержит оксид алюминия.

11. Устройство по п.9, в котором упомянутый диэлектрический слой содержит слой, улавливающий заряды.

12. Устройство по п.1, в котором упомянутый второй слой противотравильного барьера содержит нитрид кремния.

13. Устройство по п.12, в котором упомянутый первый слой противотравильного барьера содержит оксид алюминия, а упомянутый диэлектрический слой содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из оксида кремния и нитрида кремния.

14. Устройство по п.1, в котором упомянутый второй слой противотравильного барьера содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из титана, молибдена и аморфного кремния.

15. Устройство по п.1, в котором упомянутый второй слой противотравильного барьера имеет толщину, изменяющуюся вдоль поверхности упомянутого первого слоя противотравильного барьера.

16. Устройство по п.15, в котором упомянутый второй слой противотравильного барьера закрывает только часть упомянутого первого слоя противотравильного барьера.

17. Устройство по п.1, дополнительно содержащее процессор, который электрически связан, по меньшей мере, с одним из следующего: упомянутым электродным слоем и упомянутым подвижным слоем, причем этот процессор предназначен для обработки данных изображения; и запоминающее устройство, которое электрически связано с упомянутым процессором.

18. Устройство по п.17, дополнительно содержащее схему управления, предназначенную для посылки, по меньшей мере, одного сигнала, по меньшей мере, одному из следующего: упомянутому электродному слою и упомянутому подвижному слою.

19. Устройство по п.18, дополнительно содержащее контроллер, предназначенный для посылки, по меньшей мере, части упомянутых данных изображения упомянутой схеме управления.

20. Устройство по п.17, дополнительно содержащее модуль источника изображения, предназначенный для посылки упомянутых данных изображения упомянутому процессору.

21. Устройство по п.20, в котором упомянутый модуль источника изображения содержит, по меньшей мере, одно из следующего: приемник, приемопередатчик и передатчик.

22. Устройство по п.17, содержащее устройство ввода, предназначенное для приема вводимых данных и передачи этих вводимых данных упомянутому процессору.

23. MEMS-устройство, содержащее проводящее средство, предназначенное для пропускания электрического сигнала; опорное средство, предназначенное для поддержки упомянутого проводящего средства; изолирующее средство, предназначенное для электрического изолирования упомянутого проводящего средства; первое защитное средство, предназначенное для защиты упомянутого изолирующего средства; второе защитное средство, предназначенное для защиты упомянутого первого защитного средства; и задающее средство, предназначенное для задания полости, имеющей переменный размер.

24. Устройство по п.23, в котором опорное средство содержит прозрачную подложку; проводящее средство содержит электродный слой, образованный на прозрачной подложке; и задающее средство содержит подвижный слой, находящийся на расстоянии от второго защитного средства.

25. Устройство по п.23 или 24, в котором упомянутое изолирующее средство содержит диэлектрический слой, образованный на упомянутом проводящем средстве.

26. Устройство по п.23 или 24, в котором упомянутое первое защитное средство содержит первый слой противотравильного барьера, образованный на упомянутом изолирующем средстве.

27. Устройство по п.23 или 24, в котором упомянутое второе защитное средство содержит второй слой противотравильного барьера, образованный на упомянутом первом защитном средстве.

28. Способ изготовления MEMS-устройства, содержащий следующие этапы наносят электродный слой на подложку; наносят диэлектрический слой на упомянутый электродный слой; наносят слой, препятствующий травлению, на упомянутый диэлектрический слой; и наносят защитный слой на упомянутый слой, препятствующий травлению.

29. Способ по п.28, где упомянутый слой, препятствующий травлению, содержит оксид алюминия, а упомянутый.диэлектрический слой содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из нитрида кремния и оксида кремния.

30. Способ по п.28, где упомянутый слой, препятствующий травлению, содержит оксид алюминия, и этот способ дополнительно содержит этап, на котором на упомянутый электродный слой наносят второй слой оксида алюминия, причем упомянутый диэлектрический слой наносят на упомянутый второй слой оксида алюминия.

31. Способ по п.28, где упомянутый слой, препятствующий травлению, содержит оксид алюминия, и этот способ дополнительно содержит следующие этапы наносят, по меньшей мере, первый жертвенный слой на упомянутый защитный слой; наносят отражающий слой на упомянутый жертвенный слой и выполняют разблокирующее травление для удаления первого жертвенного слоя, создавая таким образом интерферометрическую полость.

32. Способ по п.31, где упомянутое разблокирующее травление содержит травление как упомянутого первого жертвенного слоя, так и упомянутого защитного слоя до упомянутого слоя противотравильного барьера.

33. Способ по п.31, где упомянутое разблокирующее травление содержит травление упомянутого первого жертвенного слоя до упомянутого защитного слоя.

34. Способ по п.33, дополнительно содержащий этап, на котором избирательно протравливают упомянутый защитный слой до упомянутого слоя противотравильного барьера, причем это травление выполняют после разблокирующего травления.

35. Способ по п.31, дополнительно содержащий следующие этапы: выполняют предварительное травление для удаления части первого жертвенного слоя, открывая таким образом часть защитного слоя; и наносят, по меньшей мере, второй жертвенный слой на упомянутый первый жертвенный слой; где разблокирующее травление содержит удаление упомянутого второго жертвенного слоя.

36. Способ по п.35, где упомянутый защитный слой содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из оксида кремния, нитрида кремния, аморфного кремния, молибдена и титана.

37. Способ по п.35, где при выполнении предварительного травления удаляют, по меньшей мере, часть упомянутого защитного слоя.

38. Способ по п.35, где упомянутое предварительное травление содержит избирательное травление упомянутого первого жертвенного слоя до упомянутого защитного слоя.

39. MEMS-устройство, изготовленное при помощи способа по п.28.

40. Способ изготовления MEMS-устройства, содержащий следующие этапы: наносят электродный слой на подложку; наносят первый диэлектрический слой на упомянутый электродный слой; наносят второй диэлектрический слой на упомянутый первый диэлектрический слой; наносят третий диэлектрический слой на упомянутый второй диэлектрический слой; наносят первый жертвенный слой на упомянутый третий диэлектрический слой; выполняют предварительное травление для удаления части упомянутого первого жертвенного слоя, открывая таким образом по меньшей мере, часть упомянутого третьего диэлектрического слоя; и наносят второй жертвенный слой на оставшуюся часть первого жертвенного слоя и открытую часть третьего диэлектрического слоя.

41. Способ по п.40, где упомянутый первый диэлектрический слой содержит, по меньшей мере, одно из следующего: оксид кремния и нитрид кремния, а упомянутый второй диэлектрический слой содержит оксид алюминия.

42. Способ по п.40, где упомянутый третий диэлектрический слоя содержит защитный слой.

43. Способ по п.42, где упомянутый защитный слой содержит, по меньшей мере, одно из следующего: оксид кремния, нитрид кремния, аморфный кремний, молибден и титан.

44. Способ по п.40, где при упомянутом предварительном травлении избирательно протравливают первый жертвенный слой до третьего диэлектрического слоя.

45. Способ по п.40, дополнительно содержащий следующие этапы: создают отражающий слой на упомянутом втором жертвенном слое; структурируют упомянутый отражающий слой для создания, по меньшей мере, двух подвижных слоев; и протравливают упомянутые первый и второй жертвенные слои, создавая таким образом по меньшей мере, первую полость и вторую полость, причем высота первой полости отличается от высоты второй полости.

46. Способ по п.45, где упомянутое травление первого и второго жертвенных слоев содержит их травление до упомянутого второго диэлектрического слоя.

47. Способ по п.46, где при упомянутом травлении первого и второго жертвенных слоев удаляют, по меньшей мере, часть упомянутого третьего диэлектрического слоя.

48. MEMS-устройство, изготовленное при помощи способа по п.40.

49. MEMS-устройство, содержащее подложку; электродный слой, расположенный на подложке; слой, улавливающий заряды, который расположен на упомянутом электродном слое, причем упомянутый слой, улавливающий заряды, предназначен для улавливания как положительных, так и отрицательных зарядов; и первый слой противотравильного барьера, расположенный на упомянутом слое, улавливающем заряды.

50. Устройство по п.49, в котором упомянутый первый слой противотравильного барьера содержит оксид алюминия.

51. Устройство по п.49, в котором упомянутый слой, улавливающий заряды, содержит, по меньшей мере, одно из следующего: нитрид кремния и пентаоксид тантала.

52. Устройство по п.49, дополнительно содержащее второй слой противотравильного барьера, расположенный на упомянутом первом слое противотравильного барьера.

53. Устройство по п.52, где упомянутый второй слой противотравильного барьера содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из оксида кремния, нитрида кремния, аморфного кремния, молибдена и титана.

54. Устройство по п.52, в котором упомянутый второй слой противотравильного барьера содержит материал, по существу стойкий к травителю из фосфорной/уксусной/азотной кислоты.

55. Устройство по п.49, в котором упомянутый первый слой противотравильного барьера содержит материал, по существу стойкий к травителям из XeF₂.

56. Способ изготовления MEMS-устройства, содержащий следующие этапы: наносят электродный слой на подложку; наносят слой, улавливающий заряды, на упомянутый электродный слой, причем упомянутый слой, улавливающий заряды, предназначен для улавливания как положительных, так и отрицательных зарядов; и наносят первый слой противотравильного барьера на упомянутый слой, улавливающий заряды.

57. Способ по п.56, где упомянутый первый слой противотравильного барьера содержит оксид алюминия, а упомянутый слой, улавливающий заряды, содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из нитрида кремния и пентаоксида тантала.

58. Способ по п.56, дополнительно содержащий следующие этапы: наносят второй слой противотравильного барьера на упомянутый первый слой противотравильного барьера; наносят первый слой жертвенного материала на упомянутый второй слой противотравильного барьера; выполняют первое травление для удаления части упомянутого первого слоя жертвенного материала, открывая таким образом часть упомянутого второго слоя противотравильного барьера; наносят, по меньшей мере, второй слой жертвенного материала на упомянутый первый слой жертвенного материала и на открытую часть упомянутого второго слоя противотравильного барьера; наносят электродный слой на упомянутые первый и второй слои жертвенного материала; и выполняют второе травление для удаления, по меньшей мере, упомянутых первого и второго слоев жертвенного материала, создавая таким образом интерферометрическую полость.

59. Способ по п.58, где при упомянутом первом травлении избирательно протравливают первый слой жертвенного материала до упомянутого второго слоя противотравильного барьера.

60. Способ по п.58, где при упомянутом втором травлении избирательно протравливают первый и второй слои жертвенного материала до упомянутого первого слоя противотравильного барьера.

61. Способ по п.58, где упомянутый второй слой противотравильного барьера содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из оксида кремния, нитрида кремния, аморфного кремния, молибдена и титана.

62. Способ по п.58, где упомянутое первое травление выполняют с использованием травителя, к которому второй слой противотравильного барьера более стоек по сравнению с первым жертвенным слоем.

63. Способ по п.58, где упомянутый второй слой противотравильного барьера, по меньшей мере, частично удаляют во время упомянутого второго травления, и упомянутый первый слой противотравильного барьера стоек к упомянутому второму травлению.

64. MEMS-устройство, изготовленное при помощи способа по п.56.

65. MEMS-устройство, содержащее подложку; электродный слой, образованный на упомянутой подложке; слой нитрида кремния, образованный на упомянутом электродном слое; и слой оксида алюминия, образованный на упомянутом слое нитрида кремния.

66. Устройство по п.65, дополнительно содержащее подвижный слой, образованный на упомянутом слое оксида алюминия.

67. Устройство по п.66, дополнительно содержащее слой жертвенного материала, расположенный между упомянутыми подвижным слоем и слоем оксида алюминия.

68. Устройство по п.66, дополнительно содержащее полость, расположенную между упомянутыми подвижным слоем и слоем оксида алюминия.

69. Способ работы устройства по п.68, содержащий следующие этапы: подают первый сигнал на электродный слой и подают второй сигнал на подвижный слой, вызывая перемещение подвижного слоя внутри полости.

70. Устройство по п.66, которое представляет собой интерферометрический модулятор.

71. Устройство по п.70, дополнительно содержащее дополнительный слой, образованный на упомянутом слое оксида алюминия, где этот дополнительный слой содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из оксида кремния и нитрида кремния.

72. Устройство по п.71, в котором упомянутый дополнительный слой расположен на слое оксида алюминия и под стойками, поддерживающими упомянутый подвижный слой над полостью.

73. Устройство по п.65, дополнительно содержащее второй слой оксида алюминия, причем этот слой образован на упомянутом электродном слое, а упомянутый слой нитрида кремния образован на упомянутом втором слое оксида алюминия.

74. MEMS-устройство, содержащее проводящее средство, предназначенное для пропускания электрического сигнала; опорное средство, предназначенное для поддержки упомянутого проводящего средства; средство улавливания зарядов, предназначенное для улавливания как положительных, так и отрицательных зарядов; и защитное средство, предназначенное для защиты упомянутого средства улавливания зарядов.

75. Устройство по п.74, в котором упомянутое опорное средство содержит прозрачную подложку.

76. Устройство по п.74 или 75, в котором упомянутое проводящее средство содержит электродный слой, образованный на упомянутом опорном средстве.

77. Устройство по п.74 или 75, в котором упомянутое средство улавливания зарядов содержит слой материала, улавливающего заряды, образованный на упомянутом проводящем средстве, причем этот материал предназначен для улавливания как положительных, так и отрицательных зарядов.

78. Устройство по п.74 или 75, в котором упомянутое защитное средство содержит слой противотравильного барьера, образованный на упомянутом средстве улавливания зарядов.