[发明专利]制造MEMS器件的方法以及为此使用的衬底

说明书

技术领域

这里公开的实施例涉及制造MEMS器件的方法以及为此使用的衬底。

背景技术

近年来，具有微小结构并通过微机械加工技术制造的器件(有时被称作“MEMS(微机电系统)技术”)已经被应用到许多领域。

MEMS器件包括用于高频电路的那些类型，诸如MESM开关、MEMS电容器、MEMS传感器等等。例如，与传统的半导体开关相比，MEMS开关具有有利的特征，诸如更小的损耗、更高的绝缘特性以及更好的失真特性。

作为传统的技术，日本专利公报No.2005-293918提出了这样一种MEMS开关，其中在衬底上形成可移动部分并且设置在可移动部分上的触点与以相对于衬底固定的方式设置的触点电极进行接触。

在MEMS器件中，可移动部分例如通过使用普通SOI晶片并且将D-RIE处理仅应用到其有源层(器件层)上来制造可移动部分。可选择地，有时通过在晶片上层叠多晶硅、多晶硅锗等作为器件层，并且应用蚀刻处理或者移除牺牲层来制造可移动部分。根据MEMS器件，也存在通过将层结合到基底晶片上并且应用D-RIE处理来制造可移动部分的方法。在这些处理中，移除牺牲层以使得层叠在牺牲层的上层和下层上的结构能够移动的处理被称作表面MEMS处理。

图13是示出了MEMS开关80j的示例的平面图，图14是沿着线J-J取的图13中示出的MEMS开关80j的截面图。

参照图13和图14，MEMS开关80j包括衬底81、下触点电极82、上触点电极83、下驱动电极84、上驱动电极85等，它们中的全部都形成在衬底81上。下触点电极82和下驱动电极84一体地设置在构成悬臂的可移动部分KBj上。

SOI衬底被用作衬底81。通过由狭缝SL对SOI衬底的有源层进行切割来形成可移动部分KBj。通过电镀来将下触点电极82和下驱动电极84形成在有源层上。

在将驱动电压施加到上驱动电极85与下驱动电极84之间时，在其之间产生静电吸引力，利用该静电吸引力将下驱动电极84朝向上驱动电极85吸引并向其移动。以此方式，可移动部分KBj和与下驱动电极84成为一体的下触点电极82移动，并且下触点电极82接触上触点电极83，以使得触点闭合。此时，如果将驱动电压设置为零，那么触点由于可移动部分KBj的弹性而返回到彼此分离的位置。

上述MEMS开关80j具有这样的结构：其中腔体存在于可移动部分KBj的下表面下方，并且只有可移动部分KBj的一端连接到衬底81并由其支撑。可移动部分KBj能够在支撑部分作为支点的状态下上下弯曲。

在制造MEMS开关80j的过程中，在比基础材料具有更大的热膨胀系数的电极被层叠在可移动部分KBj的上表面上时，并且在温度下降到室温时，产生应力而使得可移动部分KBj向上弯曲。在诸如SiO₂的牺牲层进一步层叠在其上时，所层叠的牺牲层产生使得可移动部分KBj向下弯曲的应力。虽然由电极引起的可移动部分KBj的弯曲较小(例如，约0.3μm)，但是由牺牲层所引起的可移动部分KBj的向下弯曲有时变得例如约为1μm，这种影响很大。

换言之，在制造MEMS开关80j的过程中，执行牺牲层的半蚀刻以形成上触点电极83的触点。然而，如果可移动部分KBj较大地弯曲的话，不能精确地执行蚀刻深度的调整或控制。由于这个原因，在移除牺牲层之后，上触点电极83与下触点电极82的触点之间的电极间间隙的精确度变差。因此，可能不能获得期望的开关效果。

此外，如果引起可移动部分KBj的较大的下弯，有时存在狭缝SL的上表面部分不能完全地由牺牲层填充的情况。在这种情况下，在之后的处理中，抗蚀剂或聚合物可能渗透到狭缝SL的空隙中，这使得难以通过清洁而除掉这些物质，并且减小产量。

发明内容

本公开是为了解决上述问题，并且因此，本发明的实施例的目的是将可移动部分的弯曲最小化，在形成牺牲层时，并且增加电极间间隙的精确度等。

根据本发明的方面(实施例)，提供了一种用于制造MEMS器件的方法，包括：制备具有第一衬底和第二衬底的衬底，其中在第一衬底中形成腔体，第二衬底被结合到第一衬底的、其上形成腔体的那一侧并且包括在与腔体相对应的位置对可移动部分进行划界的狭缝，第二衬底包括面向第一衬底的第一表面并且设置有选择性地在与移动部分相对应的位置中形成在第一表面上的热氧化膜；在第二表面上形成第一电极层，该第二表面与其上形成用于可移动部分的热氧化膜第一表面相反；在第一电极层和第二衬底上形成牺牲层；在牺牲层上形成第二电极层；以及在形成第二电极层之后移除牺牲层和热氧化膜。

附图说明