(57)【要約】ＭＥＭＳスイッチは、１）第１の接点と、２）該第１の接点に対して可動の第２の接点とを有する。該接点のうちの少なくとも１つは、電気伝導性があり、かつ白金系ベースの材料を有する。該白金系ベースの材料は白金系元素を含み得る。あるいは、該白金系ベースの材料は白金系ベースの酸化物であり得る。該接点のうちの少なくとも１つは、白金系ベースの元素および伝導性パシベーションの両方を有する。例えば、該白金系ベースの元素はルテニウムであり得る一方、該伝導性パシベーションは二酸化ルテニウムであり得る。
2009510707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接点と、
該第１の接点に対して可動の第２の接点と
を備え、
該第１の接点および該第２の接点のうちの少なくとも１つは、電気伝導性であり、かつ白金系ベースの材料を含む、ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２】
前記白金系ベースの材料は白金系元素を含む、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項３】
前記白金系ベースの材料は白金系ベースのパシベーションである、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項４】
前記第１の接点および前記第２の接点のうちの前記少なくとも１つは、白金系ベースの元素および伝導性パシベーションを含む、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項５】
前記白金系ベースの元素はルテニウムを含み、前記伝導性パシベーションは二酸化ルテニウムを含む、請求項４に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳスイッチの少なくとも一部分を含むパッケージをさらに備え、該パッケージはゲッタリングサイトを備えている、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項７】
前記パッケージは、露出された白金系元素を支持する内部表面を有するキャップを備えている、請求項６に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項８】
前記パッケージは前記第１の接点および前記第２の接点をハーメチックシールする、請求項６に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項９】
基板と、
第１の接点と、
該基板に対して動く第２の接点を有する可動構成要素であって、該基板は該可動構成要素を支持する、可動構成要素と
を備え、
該第１の接点および該第２の接点のうちの少なくとも１つは伝導性の白金系ベースの材料を有し、該伝導性の白金系ベースの材料は他方の電気接点と接触するときに電気的接続を提供する、ＭＥＭＳ装置。
【請求項１０】
前記可動構成要素を前記第１の接点と接触するように動かすためのアクチュエータをさらに備え、該アクチュエータは、静電アクチュエータ、電磁アクチュータ、または熱アクチュータのうちの１つを備えている、請求項９に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１１】
前記白金系ベースの材料は白金系元素を含む、請求項９に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１２】
前記第１の接点を支持する第１の構成要素をさらに備え、前記白金系材料は、該第１の構成要素または前記可動構成要素のうちの１つと直接接触する白金系ベースの酸化物である、請求項９に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１３】
前記第１の接点および前記第２の接点のうちの前記少なくとも１つは、白金系ベースの元素および伝導性酸化物を含む、請求項９に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１４】
前記ＭＥＭＳ装置の少なくとも一部分を含むパッケージであって、該パッケージは、酸素ゲッタリングサイトを有する、パッケージをさらに備えている、請求項９に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１５】
前記酸素ゲッタリングサイトは白金系元素を含む、請求項１４に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１６】
電気接点を構成するための第１の手段と、
電気接点を構成するための第２の手段であって、該第２の電気接点手段は、該第１の電気接点手段に対して可動である、第２の手段と
を備え、
該第１の手段および該第２の手段のうちの少なくとも１つは、電気伝導性であり、かつ白金系ベースの材料を含む、ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１７】
前記スイッチ内に酸素をゲッタリングするための手段をさらに備えている、請求項１６に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１８】
前記第１の電気接点手段および前記第２の電気接点手段の各々は、電気接点を備えている、請求項１６に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１９】
前記白金系ベースの材料は、白金系ベースの元素を含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２０】
前記白金系ベースの材料は、伝導性パシベーションをさらに含む、請求項１９に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、概して、ＭＥＭＳスイッチに関し、より詳細には、本発明は、ＭＥＭＳスイッチのための接点システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
種々様々な電気スイッチは、１つの構成要素を別の構成要素に直接接触するように動かすことによって動作する。例えば、リレースイッチは、作動されたとき、固定の伝導性要素に直接接点するように動く伝導性片持ちばりアームを有し得る。この直接接点は、電気回路を閉じ、その結果、該アームを該固定の要素と電気的に連絡させ、オーム接続を完成させる。従って、互いに直接に接点するアームの物理的な部分は、当該分野において「オーム接点」として公知であり、または本明細書において単に「接点」と呼ばれる。
【０００３】
接点は、しばしば、絶縁体であり得るかまたは絶縁体であり得ない別の表面に電気的に伝導性の金属を形成することによって製作される。例えば、片持ちばりアームはシリコンから形成され得、一方、その端部にある接点は伝導性の金属から形成される。しかしながら、酸素、水蒸気、および周囲の汚染材料にさらされたとき、金属は、反応し、絶縁窒化物層、絶縁有機層、および／または絶縁酸化物層などの絶縁表面汚染層を形成し得る。その結果、接点は伝導性が減少し得る。それにもかかわらず、より大きなスイッチは、一般に、この現象によって重大な影響を受けない。なぜなら、該スイッチは、表面汚染層（例えば、絶縁酸化物層）を「破断するまたは擦り取る」ために十分な力で作動されるからである。
【０００４】
逆に、はるかに小さい作動力を用いるスイッチは、しばしば、この表面汚染層を破断することが不能である。例えば、静電気によって作動されたＭＥＭＳスイッチは、しばしば、マイクロニュートンで測られる典型的な接点力を有し、該典型的な接点力は、リード（ｒｅｅｄ）または電磁リレーなどのより大きいスイッチにおいて用いられる同等の力より約１０００倍〜１０，０００倍小さくなり得る。従って、絶縁表面汚染層は、伝導性を劣化させ得、このことは、伝導性の有効性を減少させる他に、スイッチの寿命を減少させる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の概要）
本発明の一実施形態に従って、ＭＥＭＳスイッチは、１）第１の接点と、２）該第１の接点に対して可動の第２の接点とを有する。該接点のうちの少なくとも１つは、電気伝導性であり、かつ白金系ベースの材料を有する。
【０００６】
該白金系ベースの材料は白金系元素を含み得る。あるいは、該白金系ベースの材料は白金系ベースの酸化物であり得る。一部の実施形態において、該接点のうちの少なくとも１つは、白金系ベースの元素および伝導性パシベーションの両方を有する。例えば、該白金系ベースの元素はルテニウムであり得る一方、該伝導性パシベーションは二酸化ルテニウムであり得る。
【０００７】
装置はまた、ＭＥＭＳスイッチの少なくとも一部分を含むパッケージを有し得る。該パッケージの内部の遊離酸素などの汚染材料の有害な影響を軽減するために、該パッケージは、汚染材料ゲッタリングサイトを有し得る。例えば、該パッケージは、さらされた白金系元素を支持する内部面を有するキャップを有するウェーハレベルのパッケージであり得る。一部の実施形態において、該パッケージは第１の接点および第２の接点をハーメチックシールする。
【０００８】
本発明の別の実施形態に従って、ＭＥＭＳ装置は、基板と、第１の接点と、該基板に対して動く第２の接点を有する。該基板は該可動構成要素を支持する。さらに、該接点のうちの少なくとも１つは伝導性の白金系ベースの材料を有し、該伝導性の白金系ベースの材料は他方の電気接点に接触するときに電気的接続を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
当業者は、以下に要約される図面を参照して論議される以下の「例示的な実施形態の説明」から、本発明の様々な実施形態の利点をより十分に理解する。
【００１０】
（例示的な実施形態の説明）
例示的な実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、白金系ベースの材料から形成される接点を有する。例えば、接点は、ルテニウム金属（以下に単に「ルテニウム」という）、二酸化ルテニウム、またはその両方から形成され得る。このタイプの接点は、好ましい抵抗力および耐久性を提供する一方で、同時に、スイッチ性能を劣化させ得る望ましくない絶縁面汚染層を最小にする材料特性を有する。例示的な実施形態の詳細は以下に論議される。
【００１１】
図１は、本発明の例示的な実施形態に従ってインプリメントされ得るスイッチを用いる電子システム１０を概略的に示す。要約すると、電子システム１０は、図の左側のブロックによって表される第１のセットの構成要素１２、図の右側のブロックによって表される第２のセットの構成要素１４、および第１のセットの構成要素１２と第２のセットの構成要素１４とを交互に接続するスイッチ１６を有する。例示的な実施形態において、スイッチ１６は、当該分野においてしばしば「ＭＥＭＳデバイス」と呼ばれる、微小電気機械システム（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）である。とりわけ、図１に示されるシステム１０は、セルラ電話内のＲＦ切換えシステムの一部であり得る。
【００１２】
当業者によって公知のように、閉じられたとき、スイッチ１６は、第１のセットの構成要素１２を第２のセットの構成要素１４に電気的に接続する。従って、この状態のとき、システム１０は、第１のセットの構成要素１２と第２のセットの構成要素１４との間で電子信号を送信し得る。逆にスイッチ１６が開かれたとき、２つのセットの構成要素１２および１４は、電気的に接続されないで、従ってこの経路を介して電気的に連絡し得ない。
【００１３】
図２Ａは、本発明の例示的な実施形態に従って構成されたＭＥＭＳスイッチ１６の断面図を概略的に示す。この実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ１６は、ウェーハレベルにおいてパッケージングされた集積回路として形成される。特にスイッチ１６は、回路を交互に開閉する可動構造を支持しかつ吊るす基板１８を有する。その目的のために、可動構造は、可撓性スプリング２６によって固定構成要素２４に可動に接続される可動構成要素２２を含む。
【００１４】
固定構成要素２４は、例示的に基板１８にしっかりと固定され、一部の実施形態において、必要な場合、可動構成要素２２を動かすための作動電極として役立つ。あるいは、またはさらに、スイッチ１６は、図に示されていない１つ以上の他の作動電極を有し得る。しかしながら、静電気により作動されるスイッチは、単に１つの実施形態に過ぎないことが注意すべきである。様々な実施形態が、熱アクチュエータおよび電磁アクチュエータなどの他の作動手段を用いるスイッチに適用する。従って静電気作動の論議は、すべての実施形態を限定する意図はない。
【００１５】
可動構成要素２２は、固定接触ビーム２９上の対応する接点２８Ｂと交互に接続するために、可動構成要素の自由端部に電気接点２８Ａを有する。作動されるとき、可動構成要素２２は、固定接触ビーム２９上の接点２８Ｂと接触するために、基板１８と大体平行な方向に移動する。使用中、可動構成要素２２は、固定接触ビーム２９との可動構成要素２２の電気的接続を交互に開閉する。閉じられたとき、スイッチ１６は、典型的には、上記に論議された要素などの様々な要素間の連絡経路を形成する閉回路を作る。
【００１６】
電子スイッチ１６を形成する金型は、多数の他の構成要素を有し得る。例えば、金型は、可動構成要素２２の作動などの多数の機能を制御する回路網（図示されていない）も有し得る。従って、回路網なしのスイッチ１６の論議は、単に便宜上のためである。
【００１７】
様々な実施形態は、種々様々なタイプのスイッチを用い得ることは注意されるべきである。例えば、スイッチ１６は、２つを超えるノードを多重化し得、従って３つ以上の位置スイッチであり得る。当業者は、例示的な実施形態の原理を種々様々なスイッチに適用する能力を有するべきである。従って図２Ａおよび図２Ｂにおける特定のスイッチ１６の論議は、図３Ａおよび図３Ｂにおけるスイッチ１６と同様に、例示的であり、多数の種々の実施形態を限定する意図はない。
【００１８】
本発明の例示的な実施形態に従って、２つの上記の接点２８Ａおよび／または２８Ｂのうちの１つまたは両方が、白金系ベースの材料（「白金族」または「白金金属」としても公知）から形成される。特に当業者にとって公知のように、白金系元素は、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）およびイリジウム（Ｉｒ）を含む。白金系ベースの材料を有する接点２８Ａまたは２８Ｂは、従って、少なくとも白金系ベースの元素を含む。例えば、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）は、その一部がルテニウムであるので、白金系ベースの材料であると考えられる。
【００１９】
一実施形態において、一方の接点（例えば、接点２８Ａ）は、白金系ベースの材料から形成され、他方の接点（例えば、接点２８Ｂ）は、金ベースの材料などの別のタイプの材料から形成される。しかしながら、好ましい実施形態において、接点２８Ａおよび２８Ｂの両方とも、白金系ベースの材料から形成される。一部の実施形態において、この材料は、単に、二酸化ルテニウムなどの伝導性酸化物であり得る。しかしながら他の実施形態において、接点２８Ａおよび２８Ｂのうちの１つまたは両方は、少なくとも２つの層；すなわちベース層３０および伝導性パシベーション層３２（単に「パシベーション層」またはより一般的に「伝導性パシベーション」とも呼ばれる）を有する。例えば、ベース層３０は、ルテニウムなどの白金系元素であり得、一方パシベーション層３２は伝導性酸化物である。とりわけ、伝導性酸化物は、二酸化ルテニウムなどの白金系ベースの材料であり得る。しかしながら、この２層アプローチを用いる他の実施形態において、伝導性酸化物は、白金系ベースの材料ではない。さらに、この２層アプローチは、２つの層３０と３２との間の付着層などの追加の層を有し得る。
【００２０】
白金系ベース元素は、接点２８Ａおよび／または２８Ｂを形成するために用いられる場合、多数の有利な点を提供する。特にＭＥＭＳ関連において、そのような材料の薄い層（例えば、約数オングストローム）は、相対的に低い抵抗率を提供し、一方繰り返しの接点に耐えるほど十分に硬い。しかしながら、実験中、白金系元素のみから形成される接点は、望ましくないが、絶縁面汚染層を形成した。後に発見されたことは、適切な伝導性酸化物の塗布が、ベース層３０を不動態化し（ｐａｓｓｉｖａｔｅ）、かつ実質的に絶縁面汚染層の形成を軽減したことである。さらに伝導性酸化物は、十分な伝導性を可能にした。さらに発見されたことは、２層アプローチを用いるよりはむしろ、白金系ベースの材料から構成される単一の伝導性酸化物もまた満足な結果を提供したことである。従って、本明細書において論議されるように適用された場合、白金系ベースの材料などの特定の材料は、絶縁面汚染層の形成という重大なリスクなしに、接点２８Ａおよび／または２８Ｂを形成するために用いられ得る。
【００２１】
上記のように、図２Ａにおけるスイッチ１６は、ウェーハレベルにおいてパッケージングされる。その目的のために、スイッチ１６はまた、傷つきやすい内部の微細構造を保護するためのキャップ３４を有する。例示的な実施形態において、キャップ３４は、スイッチ１６の内部の構成要素を保護するハーメチックシールされたチャンバ３６を形成する。
【００２２】
伝導性パシベーション層３２は、スイッチ１６の寿命中、ある程度悪化もしくは劣化し、または、スイッチ１６のパシベーション能力に不都合に影響するある種の欠点を有し得ることが予期される。例えば、伝導性パシベーション層３２は、満足なパシベーション要素としてその目的に役立つが、論議された伝導性酸化物は、製作工程からチャンバ３６に残っている酸素へのいくらかの浸透性をなおも有し得る。特に、半導体パッケージング工程は、酸素の存在する中で、しばしばチャンバ３６をハーメチックシールする。１つのそのような工程において、ガラスフリットのウェーハ間の接合工程は、ガラスペーストにおける揮発性溶剤の有機の溶融を容易にするために、酸素の存在する中において接合することを必要とし得る。さらに、ガラスが鉛を含む場合、後の表面汚染を防ぐために任意の金属の鉛を酸化させるために、酸素が必要とされ得る。
【００２３】
上記のように、これらの汚染材料に対する露出は、絶縁面汚染層の形成を引き起こし得る。例えば、接点２８Ａまたは２８Ｂのうちの少なくとも１つがルテニウムから形成される場合、酸素に対する十分な露出は、酸化ルテニウム（ＲｕＯ）層または四酸化ルテニウム（ＲｕＯ４）層などの絶縁酸化物層の形成を引き起こし得る。
【００２４】
従って、接点２８Ａおよび２８Ｂをさらに保護するために、例示的な実施形態は、ハーメチックシールされたチャンバ３６内において、酸素がある場合酸素などの残留汚染材料の多くを引きつけかつ捕らえるためのゲッタリングシステム３８を提供する。例えば、ゲッタリングの数ある方法の中で、スイッチ１６は、チャンバ３６内に無害に位置するルテニウムなどの堆積した白金系金属のコーティングを有し得る。その目的のために、図２Ａは、キャップ３４の内側面の部分および金型面の無害な不活性の「空白の」領域にコーティングされたルテニウムを示す。最大の効率を提供するために、露出されたゲッタリング材料は、好ましくは、接点２８Ａおよび２８Ｂの表面積より実質的に大きい表面積を有する。例えば、接点２８Ａおよび接点２８Ｂは、３〜１２平方ミクロンの全面積を有し得ることに対して、一方ゲッタリング材料の面積は、５００〜１０００平方ミクロンの面積を有し得る。最適ではないが、一部の実施形態は、接点２８Ａおよび／または２８Ｂを被覆で保護しないで（例えば、接点２８Ａおよび／または２８Ｂがルテニウムなどの金属である場合、伝導性酸化物によって）、単に、ゲッタリングシステム３８を用いる。ゲッタリングシステム３８は、酸素以外の汚染材料を引きつけるために形成され得ることに注意すべきである。従って、酸素ゲッタリングシステムの討議は、例示的である。
【００２５】
図２Ｂは、本発明の別の実施形態の断面図を概略的に示す。この実施形態と図２Ａに示されるスイッチ１６との主要な相違は、この実施形態のパッケージングのデザインである。特に、図２Ａに示されるスイッチ１６と異なり、この実施形態のスイッチ１６は、スイッチ金型全体を含む従来の空洞パッケージ３８にパッケージングされる。その目的のために、パッケージは、空洞４１を形成するベース３９、および上記のパッケージチャンバ３６を形成するために空洞４１をハーメチックシールする蓋４３を有する。例として、空洞パッケージ３８は、半導体産業において一般に用いられる従来のセラミック空洞パッケージであり得る。図２Ａに示されるスイッチ１６と同様な方法で、このスイッチ１６もその内部にゲッタリングシステム３８を有する。その目的のために、チャンバ３６は、蓋４３の内側面、ベース３９の側壁に沿って、および金型自体になど、いくつかのゲッタリングサイトを有する。もちろんゲッタリングサイトは、内部チャンバ３６内の他の場所にあり得る。従って、ゲッタリングサイトの特定の場所の討議は、例示的であり、本発明の様々な実施形態を限定する意図はない。
【００２６】
スイッチ１６は、多数の他のタイプのパッケージにパッケージングされ得る。図２Ａおよび図２Ｂの２つのタイプの論議は、従って、例示的のみである。
【００２７】
図２Ａのスイッチとこのスイッチ１６との別の相違は、このスイッチの接点のうちの１つである２８Ａの構成である。特に、可動の構成要素２２上の接点２８Ａは、上記に討議された単一層タイプ（すなわち、パシベーション層がない３２）である。例えば、この単一層接点２８Ａは、二酸化ルテニウムなどの白金系ベースの伝導性酸化物から形成され得る。
【００２８】
もちろん、上記のように、様々な実施形態は、多くの種々のタイプのスイッチを適用する。例えば、１つの固定の接点２８Ｂおよび別の移動の接点２８Ａを有するスイッチを適用するよりはむしろ、様々な実施形態は、２つ以上の移動接点を有するスイッチを適用する。図３Ａおよび図３Ｂは、本発明における例示的な実施形態をインプリメントし得るスイッチ１６のさらに別の例を示す。図３Ａは、開回路位置（すなわち、作動していない）におけるスイッチ１６を示し、一方図３Ｂは、閉位置（すなわち、回路を閉じる作動位置）における同じスイッチ１６を示す。単純化のために、この実施形態における構成要素の参照番号は、他の実施形態における同様の構成要素の参照番号と同じである。
【００２９】
基板１８に平行な平面においてのみ動く構成要素を有するよりはむしろ、この実施形態における可動構成要素２２は、基板１８に大体垂直に、または基板１８に対してアーチ形に動く。そのような設計は、しばしば「片持ちばり設計」と呼ばれる。従ってこの実施形態の固定接点２８Ｂは、単純に、大体平面であり、基板１８の表面に位置する。接点２８Ａおよび２８Ｂは、上記に論議されるように同じ材料で構成され得る（それらの接点は、１つのみの層を有するように見え、概略的に示されるが、それらの接点はさらに、２つの層を有し得、このことは他の実施形態と同様である）。同様に、この実施形態は、可動構成要素２２、固定構成要素２４および基板１８などの他の類似の構成要素を有する。他の実施形態と同様な方法で、この実施形態は、図２Ａまたは図２Ｂに示されるパッケージの１つなどの、ゲッタリングつきまたはゲッタリングなしの従来のパッケージに含まれ得る。
【００３０】
図４は、本発明の例示的な実施形態に従ってスイッチを形成する１つのプロセスを示す。このスイッチ１６は、前の図に示されるスイッチのうちの１つ、または異なる構成を有する１つであり得る。スイッチ１６はＭＥＭＳデバイスを製作するので、工程は、マサチューセッツ州ＮｏｒｗｏｏｄのＡｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．によって普通に用いられている微細加工技術に類似の従来の微細加工技術を用い得る。
【００３１】
単純化のために、図４のプロセスは、単一のＭＥＭＳデバイスを形成するように論議されていることに注意すべきである。しかしながら当業者は、このプロセスが単一のベースウェーハ上に複数のＭＥＭＳデバイスを形成するバッチ製作プロセスに適用され得ることを理解すべきである。さらに、このプロセスのステップは、例示的であり、ＭＥＭＳ製作工程において用いられるかまたは用いられ得る各ステップおよびあらゆるステップを必ずしも開示しない。実際、一部のステップは、異なる順序で実施され得る。従って、図４の工程の論議は、本発明のすべての実施形態を限定する意図はない。
【００３２】
プロセスは、ステップ４００において開始し、ステップ４００はベース構造を形成する。例えば、プロセスは、様々な材料の層をベース基板上に堆積しかつエッチングすることによって開始し得る。可動構成要素２２は、この時点で形成され得るか形成され得ない。例えば、可動構成要素２２を製作し得、後のステップで接点材料を堆積するために可動構成要素２２の端部を露出させ得る。あるいは、プロセスは、後のステップで接点材料をまず堆積し、次いでさらに後のステップにおいて可動構成要素２２を形成する材料を（接点材料上に）堆積するために犠牲層上に凹所または特定の領域を形成し得る。
【００３３】
従って、ステップ４０２は次いで、接点材料を堆積する。すなわち、工程は、少なくともステップ４００に指定された場所および固定接点２８Ｂを形成する場所に、白金系ベースの材料を堆積する。例示的な実施形態において、工程は、スパッタリング手法またはメッキ手法などの従来の手段によって、ルテニウム金属を堆積し得る。ルテニウム金属が堆積された後に、従来の湿式または乾式のエッチングプロセスは、ルテニウムが正しい接点場所にあることを確実にするために、堆積材料をパターニングする。あるいは、上記のように、ルテニウム金属を堆積するよりはむしろ、このステップは、関連する場所に、従来の方法で二酸化ルテニウムなどの伝導性酸化物を堆積しかつパターニングし得る。
【００３４】
プロセスは、次いで、ステップ４０４に続き、ステップ４０４は、スイッチ金型上に構造および回路網の製作を完了する。上記のように、このステップは、メッキ、堆積、パターニング、エッチングおよび解放の動作などの従来の表面微細加工技術を用い得る。例えば、このステップは、犠牲酸化物および伝導性層を堆積し、可動構成要素２２および他の構成要素を形成し、次いで可動構成要素２２および他のつるされた構成要素（ある場合）を解放し得る。例示的な実施形態において、可動構成要素２２は、主として、金または金合金から形成される。
【００３５】
次いでステップ４０６において、接点２８Ａおよび／または２８Ｂが不動態化されるべきか（すなわち、上記のように、残留酸素または他の汚染材料を有し得るパッケージチャンバ３６の環境から保護されるか）どうかが決定される。ステップ４０２がルテニウムなどの白金系金属を堆積した場合、接点２８Ａおよび／または２８Ｂは、絶縁面汚染層の形成を最小化するために、不動態化されるべきである。この場合、プロセスはステップ４０８に続き、ステップ４０８は、まず接点２８Ａおよび２８Ｂを洗浄し（例えば、その時点までに生じたあらゆる酸化を除去するなど）、次いで白金系元素上に伝導性酸化物を形成する。例えば、プロセスは、ルテニウム金属接点２８Ａおよび／または２８Ｂ上に二酸化ルテニウムを形成し、二酸化ルテニウムは接点の実質的に全面積を覆い得る。しかしながら一部の実施形態においては、ルテニウム金属接点２８Ａおよび／または２８Ｂの全面積は覆われない（ルテニウム金属接点２８Ａおよび／または２８Ｂの一部のみが覆われる）。
【００３６】
他の方法の中で、ルテニウム接点２８Ａおよび／または２８Ｂは、上昇した温度（例えば、２００℃以上）の熱酸化環境にさらされ得る。あるいは、二酸化ルテニウムは、ＤＣマグネトロンスパッタリングを用いて表面に直接にスパッタリングされ得る。典型的なスパッタリング条件は、例えば、温度３００℃、１２ｍトルの圧力で、１４／４５ｓｃｃｍでのアルゴン／酸素の混合であり得る。このことは、デバイスの用途による要求に応じてパターニングされ得る均一な二酸化ルテニウム層を形成する。エッチング材料は、Ｏ２／ＣＦ４、Ｏ２Ｃｌ２、またはＯ２／Ｎ２プラズマを含み得る。酸素プラズマに対するルテニウム金属の露出はまた、既存のパターニングされたルテニウムベースの金属の上に伝導性二酸化ルテニウムパシベーション層の選択的な形成という結果となる。
【００３７】
しかしながら、ステップ４０６がパシベーションを必要ではないと決定した場合、ステップ４０８は完全に省略され得る。いずれの場合においても、プロセスは、オプションのステップ４１０に続き、ステップ４１０は、ゲッタリング材料をパッケージまたは金型に塗布する。例えば、上記のように、このゲッタリング材料は、（とりわけ）遊離酸素を支配し得、このことは一部の事例において、接点２８Ａおよび／または２８Ｂにさらされた場合、天然の絶縁酸化物を形成し得る。上記のように、白金系「ゲッタリング」金属を有するチャンバ３６内の面積が、接点２８Ａおよび／または２８Ｂの面積より大幅に大きい場合、接点２８Ａおよび２８Ｂに対する酸素の衝撃は、大幅に軽減される。一部の実施形態において、ゲッタリング金属は、接点２８Ａおよび／または２８Ｂに用いられる金属と同じである。しかしながら他の実施形態は異なる金属を用いる。
【００３８】
プロセスは、次いで、ステップ４１０によって形成されたゲッタリングシステム３８を飽和させないように、十分に低い周囲酸素レベルにおいてスイッチ１６をハーメチックシールすることによって、ステップ４１２において終了する。当業者は、多数の要因に基づきこれらのレベルを決定し得る。
【００３９】
従って、本発明の例示的な実施形態は、公知の先行技術のデバイスが白金系ベースの材料を用いることを妨げる汚染問題を軽減させながら、白金系ベースの材料の材料特性から利益を受ける。さらに様々な実施形態は、パッケージチャンバ３６内のゲッタリングシステム３８に対する起り得る汚染に対してさらに保護する。その他の利益の中で、これらの最適化が、スイッチ性能を向上させ、スイッチの寿命を伸ばす。
【００４０】
上記の討議は本発明の様々な例示的な実施形態を開示するが、当業者が、本発明の真の範囲から逸脱することなく、本発明の利点の一部を達成する様々な修正を行い得ることは明らかである。例えば、一部の実施形態において、上記に論議されたように、接点２８Ａまたは２８Ｂのうちの１つのみが形成され、一方、もう１つの２８Ｂまたは２８Ａは、金または金合金によるなどの従来の手段によって形成される。他の実施形態において、並列で動作する複数の接点を有し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態に従って構成され得るスイッチを用いる電子システムを概略的に示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施形態に従って構成されるＭＥＭＳスイッチの断面図を概略的に示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の別の実施形態に従って構成されるＭＥＭＳスイッチの断面図を概略的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明のさらに別の実施形態に従って構成されるＭＥＭＳスイッチの断面図を概略的に示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、作動位置における図３ＡのＭＥＭＳスイッチの断面図を概略的に示す。
【図４】図４は、本発明の例示的実施形態に従ってＭＥＭＳスイッチを形成する工程を示す。
【図１】
2009510707.tif 000003
【図２Ａ】
2009510707.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2009510707.tif 000007
【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月23日(2008.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接点を有する第１の構成要素と、
該第１の接点に対して可動である第２の接点を有する第２の構成要素と
を備え、
該第１の接点と該第２の接点とのうちの少なくとも１つが電気伝導性酸化物であり、該第１の接点と該第２の接点とのうちの該少なくとも１つが、単層材料である、ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２】
前記第１の接点と前記第２の構成要素との間に付着層をさらに備える、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項３】
前記第１の接点と前記第１の構成要素との間に付着層をさらに備える、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項４】
前記第２の構成要素は第２の構成要素材料から形成され、前記電気伝導性酸化物は、該第２の構成要素材料と直接接触する、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項５】
前記第１の構成要素は第１の構成要素材料から形成され、前記電気伝導性酸化物は、該第１の構成要素材料と直接接触する、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項６】
前記電気伝導性酸化物は、白金系ベースの材料を備える、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項７】
前記電気伝導性酸化物は、二酸化ルテニウムを備える、請求項６に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項８】
前記第２の構成要素はパッケージ内にあり、該パッケージは前記第１の接点および前記第２の接点とは異なるゲッタリング領域を有する、請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項９】
前記パッケージは、露出された白金系元素を支持する内部表面を有するキャップを備える、請求項８に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１０】
前記パッケージは前記第１の接点と前記第２の接点とをハーメチックシールする、請求項９に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１１】
基板と、
第１の接点と、
該基板に対して動く第２の接点を有する可動構成要素であって、該基板が該可動構成要素を支持する、可動構成要素と
を備え、
該第１の接点および該第２の接点のうちの少なくとも１つは電気伝導性酸化物であり、該第１の接点および該第２の接点のうちの少なくとも１つは単層材料である、ＭＥＭＳ装置。
【請求項１２】
前記可動構成要素を前記第１の接点と接触するように動かすためのアクチュエータをさらに備え、該アクチュエータは静電アクチュエータ、電磁アクチュエータまたは熱アクチュエータのうちの１つを備える、請求項１１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１３】
前記電気伝導性酸化物は二酸化ルテニウムを備える、請求項１１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１４】
前記第１の接点を支持する第１の構成要素をさらに備え、前記電気伝導性酸化物は、該第１の構成要素または前記可動構成要素のうちの１つと直接接触する、請求項１１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１５】
前記ＭＥＭＳ装置のうちの少なくとも一部分を含むパッケージをさらに備え、該パッケージは前記第１の接点および前記第２の接点とは異なる酸素ゲッタリングサイトを有する、請求項１１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１６】
前記酸素ゲッタリングサイトは、白金系ベース元素を備える、請求項１５に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１７】
電気接点を構成するための第１の手段と、
電気接点を構成するための第２の手段であって、該第２の電気接点手段は、該第１の電気接点手段に対して可動である、第２の手段と
を備え、
該第１の電気接点手段および該第２の電気接点手段のうちの少なくとも１つは、電気伝導性であり、かつ電気伝導性酸化物を備え、該第１の接点手段および該第２の接点手段のうちの少なくとも１つは単層材料である、ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１８】
前記第１の接点手段および前記第２の接点手段のうちの少なくとも１つは、二酸化ルテニウムをさらに備える、請求項１７に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１９】
前記第１の接点手段および前記第２の接点手段のうちの少なくとも１つは、伝導性パシベーションをさらに備える、請求項１７に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２０】
前記伝導性パシベーションは、二酸化ルテニウムを備える、請求項１９に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２１】
前記スイッチはチャンバ内にあり、該チャンバは前記第１の手段および前記第２の手段とは異なるゲッタリング領域を有する、請求項１７に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【国際調査報告】
2009510707.tif 000009
2009510707.tif 000010