[发明专利]钨MEMS结构的制造

权利要求书

1.一种用于制造MEMS器件的方法，所述MEMS器件具有基于钨的MEMS结构，所述方法包括：

在不首先使得氧化层致密化的情况下，在500C以下的温度利用晶粒生长抑制剂沉积基于钨的材料，以在下层的氧化物层上形成至少2微米厚的低应力的基于钨的材料层，所述基于钨的材料层与下层的氧化物层接触；以及

刻蚀基于钨的材料层以形成基于钨的MEMS结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于钨的MEMS结构是可释放的基于钨的可移动体，而且其中所述方法还包括去除可释放的基于钨的可移动体下面的氧化物以释放基于钨的可移动体。

3.根据权利要求1所述的方法，其中MEMS器件在沉积基于钨的材料之前已经包括电子电路，而且其中沉积基于钨的材料不使得电子电路的温度上升至大约450C。

4.根据权利要求1所述的方法，其中沉积基于钨的材料至少包括下述之一：

在掺杂有晶粒生长抑制剂的对象上沉积基于钨的材料；或

交替地(1)沉积基于钨的材料层以及(2)引入晶粒生长抑制剂以防止垂直晶粒生长至后续沉积的基于钨的材料层。

5.根据权利要求4所述的方法，其中晶粒生长抑制剂至少包括下述之一：

硼；或

稀土金属。

6.根据权利要求1所述的方法，其中刻蚀基于钨的材料层包括：

利用从六氟化硫(SF6)气体产生的氟的蚀刻剂刻蚀基于钨的材料层，而且使得从三氟甲烷产生的聚四氟乙烯类聚合物的层钝化以形成精确的强各向异性刻蚀。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

在利用氧等离子体进行刻蚀之后去除残留的保护性聚合物。

8.根据权利要求1所述的方法，其中沉积基于钨的材料包括：

在沉积基于钨的材料期间控制氧水平。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在沉积基于钨的材料之前，形成通过氧化层到达下面的衬底的至少一个基于钨的锚，以形成低应力的基于钨的材料层，其中MEMS结构被至少一个基于钨的锚而锚定至下面的衬底。

10.根据权利要求9所述的方法，其中至少一个基于钨的锚是包括小的基于钨的锚的矩阵的合成锚，每个小的基于钨的锚的直径大约为1微米，而且其中形成小的基于钨的锚的矩阵包括：

图案化氧化层以形成图案化的氧化物层，图案化的氧化物层包括每个通过氧化层到达下面的衬底的直径大约为1微米的小孔的矩阵；以及

利用基于钨的塞子填充孔以形成小的基于钨的锚的矩阵。

11.根据权利要求9所述的方法，其中至少一个基于钨的锚包括大的基于钨的锚，而且其中形成大的基于钨的锚包括：

通过利用多个刻蚀步骤在氧化层中刻蚀腔体来图案化氧化层，多个刻蚀步骤逐渐地增大腔体的宽度和深度以使得腔体延伸通过氧化层至下面的衬底并且基本上在顶部宽于底部；以及

利用基于钨的材料均匀地填充腔体以形成大的基于钨的锚。

12.根据权利要求9所述的方法，其中下面的衬底是MEMS器件的平板结构，而且其中至少一个基于钨的锚由纯钨形成，而且平板结构由钛-钨形成。

13.根据权利要求9所述的方法，其中至少一个基于钨的锚被均匀填充而没有空隙或裂缝。

14.根据权利要求9所述的方法，其中至少一个基于钨的锚和基于钨的材料层由相同基于钨的材料形成。

15.一种MEMS器件，包括：

通过权利要求1的处理形成的至少2微米厚的低应力的基于钨的MEMS结构。

16.根据权利要求15所述的MEMS器件，其中MEMS结构被从MEMS结构延伸通过氧化层至下面的衬底的至少一个基于钨的锚锚定至下面的衬底。

17.根据权利要求16所述的MEMS器件，其中至少一个基于钨的锚是包括小的基于钨的锚的矩阵的合成锚，每个小的基于钨的锚的直径大约是1微米。

18.根据权利要求16所述的MEMS器件，其中至少一个基于钨的锚包括大的基于钨的锚，其基本上在顶部宽于底部。