JP5474805B2 - 基板上にmems素子を製造する方法 - Google Patents
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Description
第2の金属層の表面を酸化して酸化面を形成し、
酸化面上にパターン化マスクを当てて、第1のマスク部分および第2のマスク部分が、第1の金属体および第2の金属体が形成される第2の金属層の領域の上に位置して該領域を覆うようにし、
第1のマスク部分および第2のマスク部分によって覆われていない領域において第2の金属層を陽極酸化し、第1の金属体および第2の金属体の各側壁および頂部面を陽極酸化された金属によって被覆し、中間の分離部分が陽極酸化された金属を含むようにして、形成される。
Claims (19)
- MEMS素子が第1の電極(5)と第2の電極(12;25)とを含み、前記第1の電極および第2の電極が空洞(16;32)によって隔てられ、基板が絶縁表面層(3)を含む、基板上にMEMS素子を製造する方法であって、
前記絶縁表面層上に第1の電極(5)を形成するステップと、
第2の金属層(7)の堆積の前に、誘電層(6)が前記第1の電極(5)およびアンカー位置(4)を覆って堆積するステップと、
前記誘電層(6)の形成の後に薄い金属層を堆積するステップであって、前記薄い金属層がハフニウムを含む、ステップと、
前記第2の金属層(7)に第1の金属体(7a;20)および第2の金属体(7b;21)を形成するステップであって、前記第1の金属体および前記第2の金属体が中間の分離部分(8:22)によって互いに分離され、前記第1の金属体(7a;20)が前記アンカー位置(4)の上方に位置し、前記第2の金属体(7b;21)が少なくとも前記第1の電極(5)の上方に位置する、ステップと、
前記第1の金属体および前記第2の金属体(7a、7b;20、21)上に位置する第3の金属層に、第2の電極としてビーム型体(12;25)を形成するステップと、
前記第2の金属体の上方の領域において、前記第2の金属体へと続く少なくとも1つの開口部を、前記第3の金属層に形成するステップと、
前記少なくとも1つの開口部を介して前記第2の金属体を取り除き、前記第2の金属体の位置において空洞(16;32)を形成するステップと、を含む方法。 - 前記第2の金属層(7)がアルミニウムまたはアルミニウム合金を含み、前記第1の金属体および前記第2の金属体(7a、7b)が、
酸化面(8a)を形成するように前記第2の金属層(7)の表面を酸化するステップと、
第1のマスク部分(10)および第2のマスク部分(11)が、前記第1の金属体および前記第2の金属体(7a、7b)が形成される前記第2の金属層(7)の領域の上に位置して該領域を覆うように、酸化面上にパターン化されたマスクを当てるステップと、
前記第1のマスク部分および前記第2のマスク部分(10、11)によって覆われていない領域において前記第2の金属層(7)を陽極酸化して、前記第1の金属体および前記第2の金属体の各側壁および頂部面を陽極酸化された金属によって被覆し、前記中間の分離部分が、陽極酸化された金属を含むようにするステップと、によって形成される、
請求項1に記載の方法。 - 前記第1の金属体および前記第2の金属体上に位置するビーム型体(12)の形成の前に、前記第1の金属体の上方の酸化面を取り除くステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 第1の保護層が前記ビーム型体上に提供される、請求項2に記載の方法。
- 前記第1の保護層(14)の形成の後に、前記第2の金属体(7b)へと続く開口部(15)を前記第1の保護層に形成する接触エッチングが行われる、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の金属体および前記第2の金属体の前記中間の分離部分(22)が、異方性エッチングによって溝(22)として形成される、請求項1に記載の方法。
- 第2の保護層(23;35)が、前記第2の電極が提供される前に、少なくとも前記第1の金属体および前記第2の金属体(20、21)上に堆積する、請求項6に記載の方法。
- 前記第2の保護層(23;35)の堆積の後に、前記第1の金属体(20)へと続く開口部(24)を前記第2の保護層(23;35)に形成する接触エッチングが行われる、請求項7に記載の方法。
- 前記第2の金属体の上方の領域における前記第2の金属体(21)へと続く、少なくとも1つの開口部を前記第3の金属層に形成することの後に、第3の保護層(29;40)の堆積が行われ、前記第3の保護層(29;40)が、ビーム型体と、前記第3の金属層の少なくとも1つの開口部の側壁とを覆う、請求項7に記載の方法。
- 前記第2の金属層(7)の堆積の前に、金属を主成分とする層(33)が、前記第1の電極(5)を覆う誘電層(6)を覆うように追加の保護層として堆積し、前記金属を主成分とする層(33)が、実質的に前記第2の金属体(21)および前記溝(22)の領域において前記誘電層(6)を覆うようにパターン化される、請求項8に記載の方法。
- 前記追加の保護層(33)、前記第2の保護層(35)、および第3の保護層(40)がそれぞれ、チタン−タングステン合金、窒化チタン合金、チタン−タングステン窒化物合金、および窒化タンタル合金からなる群の金属を含む、請求項10に記載の方法。
- 第1の電極(5)および第2の電極(12;25)を有する基板上のMEMS素子であって、前記第1の電極および前記第2の電極が空洞(16;32)によって隔てられ、前記基板が絶縁表面層(3)を含み、前記第1の電極(5)が前記絶縁表面層上に配置され、
第1の金属体(7a、20)が前記第1の電極に隣接しており、前記第2の電極(12;25)のアンカーとして構成され、
前記第2の電極が、前記第1の金属体上に、かつ前記第1の電極の上方に位置するビーム型の体(12;25)として構成され、
前記空洞(16;32)が前記第1の金属体の側壁によって横側の境界を画定され、
前記第1の金属体の側壁が誘電体によって覆われるか、または金属層によって覆われ、金属がチタン−タングステン、窒化チタンおよびタングステン、チタン−タングステン窒化物、窒化タンタルからなる群の金属である、
MEMS素子。 - 前記第1の金属体がアルミニウムを含む、請求項12に記載のキャパシタ。
- 前記誘電体が酸化アルミニウムを含む、請求項12に記載のキャパシタ。
- 前記第2の金属層(7)の狭窄部(27)が、前記第1の金属体の、前記空洞が形成される側と反対の側に位置する、請求項12に記載のキャパシタ。
- 前記溝(22)および、前記第1の金属体および前記第2の金属体(20、21)の頂部の前記溝(22)に隣接する領域(37a、37b)において、前記第2の保護層(35)が、さらなる金属層(37)によって覆われる、請求項12に従属する限りの請求項13に記載の方法。
- 前記さらなる金属層(37)がタングステンを含む、請求項16に記載の方法。
- MEMS素子が第1の電極(5)と第2の電極(12;25)とを含み、前記第1の電極および第2の電極が空洞(16;32)によって隔てられ、基板が絶縁表面層(3)を含む、基板上にMEMS素子を製造する方法であって、
前記絶縁表面層上に第1の電極(5)を形成するステップと、
第2の金属層(7)に第1の金属体(7a;20)および第2の金属体(7b;21)を形成するステップであって、前記第1の金属体および前記第2の金属体が中間の分離部分(8:22)によって互いに分離され、前記第1の金属体(7a;20)がアンカー位置(4)の上方に位置し、前記第2の金属体(7b;21)が少なくとも前記第1の電極(5)の上方に位置する、ステップと、
前記第1の金属体および前記第2の金属体(7a、7b;20、21)上に位置する第3の金属層に、第2の電極としてビーム型体(12;25)を形成するステップと、
前記第2の金属体の上方の領域において、前記第2の金属体へと続く少なくとも1つの開口部を、前記第3の金属層に形成するステップと、
前記少なくとも1つの開口部を介して前記第2の金属体を取り除き、前記第2の金属体の位置において空洞(16;32)を形成するステップと、を含み、
前記第2の金属層(7)がアルミニウムまたはアルミニウム合金を含み、前記第1の金属体および前記第2の金属体(7a、7b)が、
酸化面(8a)を形成するように前記第2の金属層(7)の表面を酸化するステップと、
第1のマスク部分(10)および第2のマスク部分(11)が、前記第1の金属体および前記第2の金属体(7a、7b)が形成される前記第2の金属層(7)の領域の上に位置して該領域を覆うように、酸化面上にパターン化されたマスクを当てるステップと、
前記第1のマスク部分および前記第2のマスク部分(10、11)によって覆われていない領域において前記第2の金属層(7)を陽極酸化して、前記第1の金属体および前記第2の金属体の各側壁および頂部面を陽極酸化された金属によって被覆し、前記中間の分離部分が、陽極酸化された金属を含むようにするステップと、によって形成される、方法。 - MEMS素子が第1の電極(5)と第2の電極(12;25)とを含み、前記第1の電極および第2の電極が空洞(16;32)によって隔てられ、基板が絶縁表面層(3)を含む、基板上にMEMS素子を製造する方法であって、
前記絶縁表面層上に第1の電極(5)を形成するステップと、
第2の金属層(7)の堆積の前に、誘電層(6)が前記第1の電極(5)およびアンカー位置(4)を覆って堆積するステップと、
前記第2の金属層(7)に第1の金属体(7a;20)および第2の金属体(7b;21)を形成するステップであって、前記第1の金属体および前記第2の金属体が中間の分離部分(8:22)によって互いに分離され、前記第1の金属体(7a;20)が前記アンカー位置(4)の上方に位置し、前記第2の金属体(7b;21)が少なくとも前記第1の電極(5)の上方に位置する、ステップと、
前記第1の金属体および前記第2の金属体(7a、7b;20、21)上に位置する第3の金属層に、第2の電極としてビーム型体(12;25)を形成するステップと、
前記第2の金属体の上方の領域において、前記第2の金属体へと続く少なくとも1つの開口部を、前記第3の金属層に形成するステップと、
前記少なくとも1つの開口部を介して前記第2の金属体を取り除き、前記第2の金属体の位置において空洞(16;32)を形成するステップと、を含み、
前記第1の金属体および前記第2の金属体の前記中間の分離部分(22)が、異方性エッチングによって溝(22)として形成され、
第2の保護層(23;35)が、前記第2の電極が提供される前に、少なくとも前記第1の金属体および前記第2の金属体(20、21)上に堆積し、
前記第2の保護層(23;35)の堆積の後に、前記第1の金属体(20)へと続く開口部(24)を前記第2の保護層(23;35)に形成する接触エッチングが行われ、
前記第2の金属層(7)の堆積の前に、金属を主成分とする層(33)が、前記第1の電極(5)を覆う誘電層(6)を覆うように追加の保護層として堆積し、前記金属を主成分とする層(33)が、実質的に前記第2の金属体(21)および前記溝(22)の領域において前記誘電層(6)を覆うようにパターン化され、
前記追加の保護層(33)、前記第2の保護層(35)、および第3の保護層(40)がそれぞれ、チタン−タングステン合金、窒化チタン合金、チタン−タングステン窒化物合金、および窒化タンタル合金からなる群の金属を含む、方法。
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