TWI364869B - Micro-cavity mems device and method of fabricating same - Google Patents

Micro-cavity mems device and method of fabricating same Download PDF

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TWI364869B
TWI364869B TW095132214A TW95132214A TWI364869B TW I364869 B TWI364869 B TW I364869B TW 095132214 A TW095132214 A TW 095132214A TW 95132214 A TW95132214 A TW 95132214A TW I364869 B TWI364869 B TW I364869B
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Lawrence A Clevenger
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Carl J Radens
Keith Kwong Hon Wong
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Description

1364869 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種微機電(MEM)裝置,此者具有一 基於一經感應磁力之切換機制,以及一製造此一裝置之方 法。MEM切換器在其低插入漏失及優越的開/關電子特徵 方面優越於傳統的電晶體裝置。這種切換器在日益增多的 應用項目上,特別是高頻領域裡,具有發展的空間。
【先前技術】 藉以範例說明,經授予Pond之美國專利第5,943,22 3 號案文中即描述一種MEM切換器,該者可降低能量轉換 設備中的電力漏失,其中MEM裝置可切換各種AC至AC 轉換器、AC至DC轉換器、DC至AC轉換器、矩陣轉換 器、馬達控制器、共振馬達控制器以及其他的類似裝置。 經設計以利用各種組態,而經良好適配以於許多不同 應用項目中最佳地執行之MEM切換器確為業界所已知者。
例如,經授予Chow等人之美國第6,6 6 7,245號案文中 即描述一種如第1 8圖中所示之懸桁型式MEM切換器,其 中含有:(1)上部平板71 ; (2)下部平板74 ; (3)下部接觸點 19 ; (4)上部接觸點29 ; (5)互連插頭27以及(6)懸桁72。 當電流於該上部平板7 1與該下部平板7 4之間流動時,即 可建立起一靜電力,吸引該上部平板71並將該懸桁72彎 折向下而朝向該1 4,而令兩個接觸點1 9及2 9相互接觸。 另一種組態則是使用一扭力束,即如經授予共同所有 5 1364869
權人之Volant等人的美國專利第6,701,779 B2號案文中所 描述者。該垂直扭力微機電切換器可如第19A及19B圖中 所說明者,且該等個別地顯示出其一側視圖及一上視圖。 圖中描繪一切換器,此者是由五項關鍵構件所組成:(1) 可移動接觸點20 ; (2)靜止接觸點30 ; (3)靜止第一控制電 極40;(4)彈性第二控制電極50及50A;以及(5)扭力束60。 當將一 DC電壓施加於該等電極40及50之間時,該等可 相互吸引,而令該扭力束60產生彎折。由於該可移動接觸 點2 0係經接附於該扭力束6 0,因此這將會類似地向下移 動,而接觸於該靜止接觸點30。
又在另一組態裡,美國專利第6,831,542 B2號案文中 即描述一種微機電感應性耦接力度切換器,而可如第2 0 圖中所顯示者。該MEM裝置含有至少五項構件:(1)可移 動線圈組裝1 0 ; (2)可移動電感器線圈20及30,該等可繞 於該主軸針75而旋轉;(3)靜止線圈40及50; (4)電梳驅 動器8及9 ;以及(5)各導體,此等係經耦接於該等可移動 電感器線圈20及30。該等線圈(20及40、30及50)的耦 接力度係依據由該等電梳驅動器8及9所調整之組裝位置 而定,而為可忽略不計或是極為強烈者。在其完整耦接的 條件下,流入該線圈4 0的電流會感應出一流入該線圈2 0 内的電流。由於該電感器線圈2 0及3 0為互連,因此相同 電流將流至3 0處,而這又會感應出一流入該靜止線圈5 0 的電流。 一種即如經授予York等人之美國專利第6,·452,124Β1 6 1364869 號案文中所描述的進一步组態顯示一種電容薄膜MEM裝 置,即如第21圖申所示。其内,一 MEM切換器經圖示為 由四項基本構件所組成:(1)上部金屬電極102; (2)下部金 屬電極104; (3)絕緣薄膜108;以及(4)金屬覆帽110。當 於102及104之間施加一 DC電壓電位時,電極102彎折 向下並令接觸於該金屬覆帽110而關閉該切換器。
經授予Pan等人之美國專利第6,577,431 B2號案文中 描述一種磁性耦接,此者可提供一種角移位以供啟動各微 反射鏡。此組裝可分別地如第2 2 A及2 2 B圖所示,其中顯 示其一外觀視圖及一侧視圖。此者含有三項基本構件:(1 ) 反射鏡44 ; (2)指向反射鏡43 ;以及(3)高導磁合金材料441 及431。當電流通過該啟動器46時,兩個高導磁合金構件 即感應一磁場,並產生一反衝力度,且將各反射鏡彎折而 離於該基板。該反射鏡44與該指向反射鏡43兩者是由42a 所支撐於一玻璃或矽質基板41上。 其他的相關專利包含:
經授予Yi等人之美國專利第6,1 66,478號,其中描述 一種藉由至少兩個鏈栓翼板而利用磁性啟動的微機電系 統,而各鏈栓翼板具有不同量值的高導磁合金或其他金屬 材料。 經授予Judy等人之美國專利第5,945,898號,其中描 述一種磁性微啟動器,此者具有一由至少一機械附接所支 撐的懸桁構件,該至少一機械附接可令其能夠改變該構 件,以及經放置於該懸桁之一或更多範圍上的至少一磁性 7 1364869 作用材料層,的指向。 經授予Wu蓉人> $ 之義國專利第6,542,65 3B2號,A中 描述-種牵涉到複數個鎖扣機制的微切換器組裝。’、 業界所缺少且需要者即為—種具有低成本、高可靠性 的MEM切換g ,士本h '裔此者相谷於CMOS製造技術,而不需要 難以覆蓋且甚更難以適當平坦化的大型空腔。巾業界進一 步而要此MEM切換器為與鏈栓無關聯者,亦即去除機械 移動部分,藉此獲致耐固且可靠的切換處理。 【發明内容】 從而’本發明之一目的即在於提供一種微空腔Mems (底下稱之為MC-MEMS),以及一種製造此一裝置而可完全 地整合於一 CMOS半導體晶片製造線的方法。 本發明之另一目的即在於提供一種無需大型開放表面 空腔的MC-MEMS切換器。 本發明之又另一目的即在於提供一種高度可靠且耐固 的MC-MEMS,此者與在真空狀態下所包封之移動機械鏈 栓構件無關聯。 在本發明之一態樣中,茲提供一由一基板所支撐的微 機電(MEM)切換Is ’其中包含:一在該基板内的空腔;一 切換構件’此者可在該空腔自由移動,而由至少一感應構 件所啟動’其中在一第一位置内,該切換構件電子耦接兩 條導體線路’而在一第二位置處,該切換構件可自該等兩 條導體線路解耦接。 ’ 8 1364869 在本發明之另一態樣中,茲提供一種於一基板上構成 微機電切換器之方法,其中包含如下步驟:在該基板上構 成一繞於一磁核芯之感應線圈;將一微空腔蝕刻入該基板 内,此空腔具有一大致對齊於該磁核芯之開口;構成一磁 性切換構件,此者可在該微空腔内自由移動,該磁性切換 構件在當被該感應線圈所啟動後會移至一第一位置,並且 當被關閉後會移至一第二位置。
本發明進一步提供一MEM切換器,此者係基於一感 應磁力,並且含有像是如下之獨具特性: a) 該切換裝置並無局部係曝露於該開口表面; b) 該切換構件並非實體性地接附於該切換裝置的 任何其他部分; c) 該自由移動的切換構件係經嵌入於一具相同形 狀及大小,而運用於BEOL (線路後端)互連之金屬柱栓的 微小空腔内。
d) 該切換構件移入該空腔内,其中其動作是由一感 應磁力所控制。 【實施方式】 第1圖係一顯示一本發明M C - Μ E M S切換器之外觀視 圖的略圖。 該MC-MEMS經說明顯示有如下各基本構件:(1) 一上 部感應線圈1 7 0,一選擇性的下部感應線圈1 9 0 ;(2) —上 部核芯1 80,一選擇性的下部核芯200,而該等最好是由高 9 1364869
導磁合金所製成,(3) —微空腔 40,以及(4) 一切換構件 140,此者可於其内自由移動(底下稱為SW),且最好是由 磁性材料所製成。切換作業是透過該上部線圈藉由傳通一 電流(Iu)所啟動,這可在該線圈構件170内感應出一磁場。 在此一實例裡,該下部線圈1 9 0會被關閉(沒有電流通過該 下部線圈,亦即ld = 0)。該磁場將自由移動的磁性構件140 吸引向上,使得兩個個別線路節段M_1及M_r縮短。當該 電流停止或反向時,該自由移動磁性構件140即因重力而 落回到該微空腔的底部處,開啟該線路並且將該MC-MEM 切換器關閉。 該空腔最好是具有一圓柱形狀,而直徑是在從0.1至 ΙΟμηι的範圍内。該空腔於後文中亦可另稱為一微空腔’這 是由於其直徑約為一用於BEOL之傳統金屬柱栓的直徑。
從而,茲假定該晶片既經適當地架置於一朝上位置, 藉以能夠利用重力來開啟該電路。如此,即可無需具備一 下部線圈。然而,當並未將該晶片架置於一朝上位置時, 即無法利用重力。在此一實例裡,即需要一稱為下部線圈 190的第二線圈,藉以將該SW拉回,並將其握固在其原 始位置處。從而,在切換過程中,會關閉該上部線圈1 7 〇 (亦 即lu = 0),並且藉由傳通一電流(Id)以啟動該下部線圈1 90。 即如前述,該自由移動的導體構件SW最好是為高導 磁合金核芯,或是一具有一銅質鍍層以獲更佳導電性的高 導磁合金核芯。業界實作者將即可認知到該高導磁合金係 一鐵鎳式合金,此者具有高度的磁永久性,並且廣泛地運 10 1364869
用在磁性儲存業界。該高導磁合金材料亦可含有 鈷、釩、銖及/或錳。此外,可沉積,藉由物理濺鍍 沉積作業,像是美國專利第 4,699,702號、美國 6,656,41 9B2號以及美國專利第 6,599,411號案文 者。可增入微量的其他元素,像是鈷、釩、銖及/或 以強化該鎳鐵式高導磁合金之軟磁性質的效能。 當將電流施加於該感應器1 7 0上時,即令一磁 至該1 4 0移動導體構件以及該上部核芯1 8 0,而使 彼此互相吸引。該自由移動構件1 40造成該上部電 以及M_r短路,而關閉該切換器。當電流停止流動 磁場消失,並且該移動構件140因重力落回至該空 部而開啟該切換器。 在一第二具體實施例裡,該核芯1 8 0是作為一 鐵。根據電流方向而定,感應該自由移動導體構件 極性是等於或相反於該永久磁鐵核芯 1 8 0。因此, 移動導體構件140將會要不吸引或反衝該上部核芯 接著,該後隨切換器即隨之而關閉或開啟。 又在另一具體實施例裡,兩組具有其個別核芯 係經耦接於該自由移動切換構件 1 4 0。該等核芯與 140兩者皆最好是由高導磁合金所構成。因此,可 上部核芯 1 7 0,藉以在一第一時刻處將該構件吸引 類似地,可在一第二時刻處將啟動該底部核芯 190 將該SW 140帶降。基於該相同原理,亦可為其他 操作組合。 微量的 或電子 專利第 中所述 錳,藉 場感應 得該等 極Μ 一 1 時,該 腔的底 永久磁 140的 該自由 180° 之線圈 該 S W 啟動該 向上。 ,藉以 的切換 11 1364869 底下係一為在一 CMOS製造線上製造該MC-MEM切換 裔所必要之製造程序步驟的討論說明。 現參照第2圖,可藉由保護薄膜3 0將一基板1 0絕缘, 而這最好是利用一化學氣相沉積(CVD)氮化物。藉由一其 中含有沉積及樣式化作業之正常製程構成出一蝕刻停阻層 20 ’而此與是否具有導體性無關。然後在該基板内構成一 空腔40,這會停止在該蝕刻停阻層2〇處。 ® 現參照第3圖,將一緩衝(可犧牲)材料5 0予以毯覆沉 積。該薄膜的厚度是藉由讓該移動切換構件(未以圖示)至 X二腔的側壁之間存在有多少容忍度,藉.以在該微空腔的 ' 土與該自由移動構件之間留有一適當間隔,所決定。最 好該間卩m之寬度的範圍是在〇, 1 μπι數階以下。犧牲材料 最好是CVD聚⑯f ’非晶態$ f ’該等可相對於週遭的絕 緣材料而經選擇性地移除。這些材料可藉乾性或濕性钱刻 所移除,而對氧質具有高選擇性。 現參照帛4圖,該$體材_ 6〇最好i由像&鐵鎳合金 • t南導磁合金所構成’並將該者沉積於該空腔内且隨後 施以平坦化處理,令該空腔經完全㈣。而在一後續的化 學機械拋光處理過程中,將在該表面處的緩衝層50予以移 除。僅在該空腔的内部留有該緩衝層55。 在第5圖中,該經沉積的導體材料會凹陷至一預設位 準7 〇 ’且最好疋該空腔尚度的7 〇 %到8 〇 %。 在第6圖中,將用於該空腔側壁的相同緩衝材料加以 沉積80,並且再度地拋光而填充該空腔頂部。 12 1364869 在第7圖中,對保護材料30加以拋光,並且最好是予 以移除。 在第8圖中,利用任何傳統金屬化製程,像是金屬沉 績、裱式化及蝕刻作業,以構成該金屬接線1 〇〇。 在第9圖中,沉積出一絕緣材料層110,即如CVD氧 化物、旋上玻璃等等。
在第 1 0圖1ί7,對一在該絕緣材料 Π 0内的孔洞 1 2 0 加以樣式化並且蝕刻,而觸抵該微空腔的頂部8 0。 現參照第1 1圖,選擇性地移除位在該空腔頂部處的緩 衝材料8 0。 在第1 2圖中,可藉由傳統的選擇性乾式或濕式蝕刻處 理,以自該微空腔之側壁移除剩餘的緩衝材料5 5。
在第1 3圖中,可藉由經沉積於該結構之頂部處的絕緣 材料 1 5 0,將該孔洞的頂側局部加以嵌封。可利用高沉積 速率及壓力與低或未經偏壓之來源/電極電力,藉由化學氣 相沉積以完成此沉積作業。高沉積速率(大於 5000A/sec) 及壓力(高於 lOOmTorr)可限制該反應物劑的平均自由路 徑,並且防止該等沉積於該空腔之内。即如熟諳本項技藝 之人士所眾知者,低及未經偏壓之來源/電極電力(低於 1 0 0 W)可限制繞於該空腔頂部處的角落量,而這可進一步 禁制該反應物劑在該空腔内的沉積結果。 現參照第1 4圖,可利用傳統的沉積、樣式化及蝕刻製 程以個別地構成出一線圈及核芯構件。該核芯材料是由高 導磁合金材料所構成,最好是鎳、銅、鈦或鉬質者。該線 13 圈是由任彳"T 4务 啊傳統金屬所製成,像是鋁、鋼、鎢或其合金。 製造步驟"to -r .、 卜.首先沉積出一薄膜高導磁合金材料,接著 藉由將今古道
XtBJ導磁合金薄膜樣式化。可藉由一 Damascene製 X有利地完成該樣式化處理,其中首先會沉積絕缘材 料,然德 β …、无疋一姓刻步驟,藉以構成該核芯樣式。接著填充 以核芯材料,π 1
^ 並予拋光以填入該樣式。然後將相同的絕緣 料樣式化藉以構成線圈樣式,且隨後為一金屬沉積作 業並予拋光以填入各線圈樣式。 第15圖顯示在一開啟狀態下的MC-MEM切換器,而 。玄導體切換移動構件140經顯示為位在該空腔的底部處。 第16圖顯示相同的MC-MEM切換短路這兩條線路 1 〇〇而廷疋藉由該導體性自由移動切換構件丄4〇被一磁場 拉起而達成。緩衝材料被蝕刻去離,即如第丨2圖所示,藉 此讓該SW不會變成被「勝附」於該微空腔之底部處。β
第17Α及17Β圖個別地顯示該最終MC MEMS結構 侧視圖,以及沿該直線χ_χ,的相對應上下視圖。 穿通至第17圖内之微空腔的開口經顯示為部分地 該金屬線路所遮蔽。該額外金屬延伸片部2〇〇具有兩項 的’⑴在該頂部嵌封製程過帛中阻斷殘餘物(又稱為遮 效應),以及(2)對於該切換構件提供更廣的電子接觸 域。可瞭解能夠按此-方式將金屬線路樣式化,而獲致 全的遮蔽效應,藉此避免讓殘餘物沉積在該空腔内。 本發明的微空腔具有與—傳統金屬柱栓約為相同的 丨在該工腔内的自由移動切換構件最好是在真空下而$ 14 1364869 嵌封,並因此不會受到侵蝕的影響。 不同於先前技藝MEM切換器,在此並無機械移動鏈 栓構件部份,並因而該裝置更為強固且耐久。由於該空腔 是被完全裹裝且嵌封,因此一後續之經平坦化表面可提供 進一步的整合或組裝功能性。如前所述之MC-MEMS完全 相容於傳統的CMOS半導體製程步驟。
為更佳地量化本發明 MEM切換器的各種參數,底下 將討論該MC-MEMS的磁場及線圈大小估算作業。 為將該等自由移動構件移動某一段距離所需要的能量 及功可如下式給定: 能量=WLI2 = (mg( 1+ε))1ι 其中:
Ε,摩擦係數 =0.1 Μ,該切換構件的質量 Η,該行旅距離的高度:0.5μιη Η,圓柱形切換構件的高度 =0.5 μηι D,圓柱形切換構件的直徑 =1 μ m G,重力係數:9.8m/s2 L,電感值(Henry) I,為產生磁性的電流(Amp) 該自由移動構件的質量可按如下方式加以估算: 15 1364869 鋁及合金的密度約為2.7g/cm3 該移動構件的體積可如下等式給定: V = π(ί!/2)2Η = (3.1 4)(0.25)(0.5) = 0.39E-12cm3 該移動構件的質量為 M = 2.7x0.39E-12 = 1,05E-12g
所估計的功為
功=(mg(l + s))h = (1·06Ε-12)χ9·8χ1.1(0·5Ε-6) -5.7Ε-1 8 gm2/s2 = 5.7E-21Nm = 5.7E-21J 感應器的大小經估算為:
V2L12 = 5.7E-21J 電流I經計算為:
I = 0.1mA = 1E-4A (或 1mA = 1E-3A) 然後,螺旋電感: L = (2χ5·7Ε-21)/1Ε-4)2 = 1.14E-11 = ΙΟρΗ (或 0.0 1 nH) 注意到一具有高μ核芯的線圈可將磁場增強一個1 0 以上的因數,使得能夠將所需之電流位準(I)降低1 0Χ。 16 1364869 經修改的滾輪公式 hntw = n2dnV}i Τ+ΚΪρ Κι = 2.34 Κ 2 = 2.75 η = 迴轉數 =1 davg =平均直徑 =0.5(din + dout) Ρ = 填充比例二 (dout-din)/(dout + din) U〇 = 空氣電容值 =1.26E-6
(1) 對於一單一迴轉, din = Ιμηι,並且 dout = 2 μπ7 davg = 1 . 5 μιη ρ = 0.34
L- (2.34xl.26E-6x(lxl.5E-6))/(l + 2.7 5x0.34) =1.90ρΗ (2) 對於一雙迴轉, din = Ιμηι,dout = 4μηι davg - 2.5μιη ρ = 0.6 L= (2.34x1.26Ε-6χ(4 χ 2.5 Ε - 6 ))/(1 + 2.7 5 χ 0.6) 17 1364869 第21圖說明一先前技藝電容性薄膜MEMS裝置。 第 22A-22B圖分別地說明一為提供一角移位以供啟 釭各微反射鏡之傳統磁性耦接的外觀視圖及側視圖。 【主要元件符號說明】 8 電梳驅動器 9 電梳驅動器
10 可移動線圈組裝 14 朝向位置 19 下部接觸點 20 可移動感應器線圈 27 互連插頭 29 上部接觸點 30 可移動感應器線圈 4 0 靜止線圈
41 玻璃或矽質基板 42a支撐器 43 指向反射鏡 44 反射鏡 46 啟動器 50 靜止線圈 5 0 A第二控制電極 5 5 缓衝層 60 扭力束 19 1364869 7 0 預設位準 71 上部平板 72 懸桁 7 4 下部平板 75 主轴針 80 緩衝材枓沉積 1 0 0金屬接線
102上部金屬電極 1 0 4下部金屬電極 1 0 8絕緣薄膜 1 1 0金屬覆帽/絕緣材料層 1 2 0孔洞 1 4 0切換構件 1 5 0絕緣材料 1 7 0上部感應線圈 1 8 0下部感應線圈
1 9 0上部核芯 2 00下部核芯 431高導磁合金材料 441高導磁合金材料 20

Claims (1)

1364869 通專利案叫年i月修正 十、申請專利範圍:
1. 一種由一基板所支撐之微機電(MEM)切換器,其中包 含: 一空腔,該空腔係在該基板内;以及
一切換構件,該切換構件可在該空腔内自由移動,而該 切換構件由至少一感應構件所激能化,其中在一第一位置 内,該切換構件電子耦接兩導體構件,而在一第二位置處, 該切換構件可自該等兩導體構件解耦接,該切換構件在當 被去激能化後,會藉由重力從該第一位置處下降至該第二 位置處。 2.如申請專利範圍第1項所述之MEM切換器,其中該切 換構件是由導體材料所製成。
3.如申請專利範圍第1項所述之MEM切換器,其中該切 換構件是由磁性材料所製成。 4.如申請專利範圍第1項所述之MEM切換器,其中該感 應構件包含經耦接於一磁核芯之一線圈。 5.如申請專利範圍第4項所述之MEM切換器,其中該磁 核芯及該切換構件是由高導磁合金所製成。 21 1364869 6.如申請專利範圍第4項所述之MEM切換器,其中經施 加於該線圈之一電流對該切換構件以及對該核芯感應出一 磁場,將該切換構件朝向該核芯吸引,該切換構件將該導 體構件短路,而關閉該MEM切換器。
7.如申請專利範圍第6項所述之MEM切換器,其中當關 閉該電流該磁場即 >肖失’並且該切換構件措由重力而回落 到該空腔的底部,開啟該MEM切換器。 8.如申請專利範圍第1項所述之MEM切換器,其中該等 兩導體構件是位在該空腔的頂部處,而其分隔則對齊於該 切換構件。 9.如申請專利範圍第1項所述之MEM切換器,其中在該 空腔内移動的該切換構件是由一上部及一下部感應構件所
1 0.如申請專利範圍第1項所述之MEM切換器,其中該空 腔具有一圓柱形狀,而具0.1到ΙΟμηι範圍之一直徑,以 及0.1到ΙΟμιη範圍之一高度。 1 1 .如申請專利範圍第1項所述之MEM切換器,其中該切 換構件經塑形為一圓球狀、圓柱形,或是任何具有小於該 22 1364869 空腔之直徑的一最大截面積之形狀。 12_如申請專利範圍第1項所述之MEM切換器,其中該感 應構件係具有N迴轉的一金屬線圈,N大於或等於1,以 及常駐於該金屬線圈内的一磁核芯。
13.如申請專利範圍第12項所述之MEM切換器,其中該 金屬線圈是由自如下群組中所選出的一材料所製成:鋁、 銅、欽、組、錄、鶴以及該等之任何合金。 14.如申請專利範圍第4項所述之MEM切換器,其中該磁 核芯是由高導磁合金所製成,並且其中該高導磁合金係一 鐵鎳式合金,該鐵鎳式合金組合於些許自如下群組所選出 之材料:姑、钒、錄及猛。
15. —種構成一微機電(MEM)切換器之方法,包含如下步 驟: 在一基板上構成至少一繞於一感應構件的感應線圈;及 在該基板内蝕刻出一微空腔,該微空腔具有實質上 (s u b s t a n t i a 11 y )對齊於該感應構件的一開口,該感應構件 可在該空腔内自由移動, 該感應構件當由該至少一感應線圈激能化時移動至一第一 位置,將兩條導體線路電子短路,及該感應構件在當被去 23 1364869 激能化後移動至一第二位置,將短路的該兩條導體線路開 路,該感應構件在當被去激能化後,會藉由重力從該第一 位置處下降至該第二位置處。 16. 如申請專利範圍第15項所述之方法,進一步包含以下 步驟:藉由首先沉積並樣式化一蝕刻停阻層來構成該微空 腔,及選擇性地蝕刻該微空腔,而停在該蝕刻停阻層處。
17. —種構成一微機電(MEM)切換器之方法,包含如下步 驟:
在一基板上構成至少一繞於一感應構件的感應線圈;及 在該基板内蝕刻出一微空腔,該微空腔具有實質上對齊 於該感應構件的一開口 ,該感應構件可在該空腔内自由移 動,其中構成該感應構件之步驟進一步包含以下步驟: 於該微空腔的各側壁上將犧牲材料保形地(conformally) 沉積至一厚度,該厚度係由該自由移動感應構件至該微空 腔之各側壁間的容忍度所決定; 在該微空腔内沉積導體材料; 平坦化回以填入該微空腔; 凹陷該導體材料至該微空腔高度之一預設位準; 將犧牲材料再度填入該微空腔而至該微空腔的一頂側表 面;以及 選擇性地移除該犧牲材料,以將該導體材料釋離於該空 24 1364869 腔的各側壁。 18. 如申請專利範圍第17項所述之方法,進一步包含以下 步驟:構成高導磁合金的該感應構件。 19. 如申請專利範圍第17項所述之方法,進一步包含如下 步驟: φ 在該微空腔内沉積導體材料; 平坦化該導體材料,而令該微空腔填入至該微空腔之一 預設高度;以及 _ 將犧牲材料填入該微空腔。 2 0.如申請專利範圍第1 9項所述之方法,進一步包含如下 步驟: 將該犧牲材料選擇性地自該微空腔的頂側表面移除;
構成導體線路,並於其上沉積絕緣材料。 21.如申請專利範圍第20項所述之方法,進一步包含如下 步驟: 樣式化及蝕刻觸抵該微空腔之一孔徑;並且 自該微空腔之頂側表面以及自各側壁選擇性地移除該 犧牲材料。 25 1364869
22.如申請專利範圍第20項所述之方法,進一步包含以 步驟:將該等導體線路樣式化,該等導體線路包含彼此 相分隔的導體線路節段,其中該分隔實質上對齊於該感 構件,讓該感應構件能夠在當該感應線圈被激能化和去 能化時分別將該等線路節段短路及開路。 23.如申請專利範圍第21項所述之方法,進一步包含嵌 該微空腔之頂側表面的步驟。 24.如申請專利範圍第22項所述之方法,其中是藉由經 加於該線圈之一電流來達到激能化並去激能化該感應 件,以在該感應構件上感應出一磁場,將該感應構件朝 該磁核芯吸引,該感應構件將該等導體線路短路。 25.如申請專利範圍第24項所述之方法,進一步包含以 步驟:關閉該電流以 >肖去該磁場*讓該感應構件措由重 而回落到該微空腔的底部。 26.如申請專利範圍第24項所述之方法,進一步包含以 步驟:移動在該微空腔内的該感應構件,該感應構件是 位於該微空腔的相對表面處的上部及下部感應線圈所 引。 下 互 應 激 封 施 構 向 下 力 下 由 導 26 1364869 27. 如申請專利範圍第24項所述之方法,進一步包含以下 步驟:構成該微空腔,該微空腔具有一圓柱形狀,而具0.1 到ΙΟμηι範圍之一直徑,以及0.1到ΙΟμπι範圍之一高度。 28. 如申請專利範圍第24項所述之方法,進一步包含以下 步驟:將該感應構件塑形為一圓球狀、圓柱形,或是任何 具有小於該微空腔之直徑的一最大截面積之形狀。
29. 如申請專利範圍第24項所述之方法,進一步包含以下 步驟:構成該感應構件為具有Ν迴轉的金屬線圈,Ν大於 或等於1,該感應構件放置於該感應線圈内。 30. 如申請專利範圍第29項所述之方法,進一步包含以下 步驟:形成自如下群組中所選出的一材料之該感應線圈: 紹、銅、鈦、la、錄、鶴以及該等之任何合金。
31.如申請專利範圍第24項所述之方法,進一步包含以下 步驟··形成高導磁合金的該感應構件,並且其中該高導磁 合金係一鐵鎳式合金,該鐵鎳式合金組合於些許自如下群 組所選出之材料:钻、飢、銖及猛。 27
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