[发明专利]平面外间隔件限定的电极

说明书

本申请要求2011年4月14日提交的美国临时申请No.61/475,461的优先权。

技术领域

本发明涉及比如用于微机电系统（MEMS）装置或半导体装置中的晶圆和基板。

背景技术

静电MEMS谐振器由于其在较小的尺寸、较低的功率消耗和低成本的硅制造方面的潜力，从而已成为用来替代传统石英晶体谐振器的有前景的技术候选。然而，这种装置通常受到难以接受的大的动态阻抗（R_x）的影响。在平面外方向（即与其上形成了装置的基板所限定的平面垂直的方向）上操作的MEMS装置具有在上和下表面上存在大的转换面积的优点，从而降低了动态阻抗。因此，平面外装置受到了越来越多的关注，从而在比如数字微镜装置和干涉调制器的领域中产生了显著进步。

考虑到影响R_x的因素，平面外电极的潜在益处是显而易见的。描述R_x的方程如下：

Rx=Crη2;]]>且η=V∂C∂g=ϵ0AVg2]]>

其中，“c_r”是谐振器的有效阻尼常数，

“η”是转换效率，

“g”是电极之间的间隙，

“A”是转换面积，以及

“V”是偏置电压。

对于平面内装置，“A”被定义为H×L，其中，“H”是平面内分量的高度，“L”是平面内分量的长度。因此，η是H/g的函数，且H/g受蚀刻纵横比约束，所述蚀刻纵横比通常限制在大约20：1。然而，对于平面外装置，“A”被定义为L×W，其中，“W”是装置的宽度。因此，η不是平面外装置的高度的函数。确切来说，η是（L×W）/g的函数。因此，装置的期望基底面是转换效率中的主要因素。因此，与平面内装置相比，平面外装置具有实现明显更高的转换效率的能力。

通常，平面外电极由于在可靠地制造这种装置方面的困难而未充分被利用。例如，封装对平面外装置而言是困难的，因为平面外电极在封装过程中容易受损。包括平面外电极的MEMS谐振器尤其复杂，因为这种装置需要真空封装过程。

因此，需要一种具有平面外电极的简单的和可靠的装置以及一种用于制造这种装置的方法。包括可容易地通过真空封装来制造的平面外电极的装置也是有益的。

发明内容

在一个实施例中，一种形成平面外电极的方法包括：在装置层的上表面之上提供压氧化物层；在所述氧化物层的上表面之上提供第一覆盖层部分；蚀刻第一电极周边限定沟槽，其延伸穿过第一覆盖层部分，并在所述氧化物层处终止；在第一电极周边限定沟槽内沉积第一材料部分；在已沉积的第一材料部分之上沉积第二覆盖层部分；将所述氧化物层的一部分气相释放掉；在第二覆盖层部分之上沉积第三覆盖层部分；蚀刻第二电极周边限定沟槽，其延伸穿过第二覆盖层部分和第三覆盖层部分；和在第二电极周边限定沟槽内沉积第二材料部分，使得包括第一材料部分和第二材料部分的间隔件限定出平面外电极的周边。

在另一实施例中，一种具有平面外电极的装置包括：定位在处理层之上的装置层；覆盖层，其具有与所述装置层的上表面间隔开的第一覆盖层部分；和平面外电极，其被间隔件限定在第一覆盖层部分内。