(57)【要約】      （修正有）【課題】金属疲労やストレスの少ない封止型マイクロ電気機械装置（ＭＥＭＳ）の形成方法を提供すること。【解決手段】絶縁層２０４を形成し、前記第１の絶縁層２０４の上面をパターニングしてトレンチを形成し、前記トレンチ内部にリリース材料２１２を形成し、前記リリース材料２１２の上面をパターニングして別のトレンチを形成し、前記別のトレンチ内部に側壁を有する第１の封止層２２２を形成し、前記第１の封止層２２２内部にコア層２４２を形成し、前記コア層２４２の上に第２の封止層２６２を形成し、前記第２の封止層２６２は前記第１の封止層２２２の前記側壁に結合されるＭＥＭＳ形成方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)半導体基板上に絶縁層を形成し、
b)前記絶縁層の上面をパターニングして第１のトレンチを形成し、
c)前記第１のトレンチ内部にリリース材料を形成し、
d)前記リリース材料の上面をパターニングして第２のトレンチを形成し、
e)前記第２のトレンチ内部に第１の封止層を形成し、このとき、前記第１の封止層は側壁を有し、
f)前記第１の封止層内部にコア層を形成し、
g)前記コア層の上に第２の封止層を形成し、前記第２の封止層は前記第１の封止層の前記側壁に結合される、
工程を含む封止型マイクロ電気機械装置（ＭＥＭＳ）の形成方法。
【請求項２】
前記第１の封止層および前記第２の封止層の各々は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループからなるバリア金属を含みかつ前記コア層は、半導体誘電材料を含む、請求項１に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項３】
前記第１の封止層と前記コア層の間に金属層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項４】
前記金属層は、前記第２の封止層に結合される側壁を含む、請求項３に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項５】
a)前記第１の封止層上に側壁を有する初期金属層を堆積し、
b)少なくとも前記第１の封止層および前記初期金属層の側壁の露出表面上にストップ層を堆積し、
c)前記初期金属層の側壁上に位置する前記ストップ層を除去し、
d)前記初期金属層の側壁および前記ストップ層の部分であって前記初期金属層の前記側壁に付着する部分の側壁にくぼみを形成し、
前記金属層を形成する、請求項４に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項６】
前記金属層は、銅、金およびアルミニウムのグループからなる高導電率の金属を含む、請求項３に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項７】
a)少なくとも前記第１の封止層および前記金属層の露出された表面上にストップ層を堆積し、
b)前記ストップ層上に半導体誘電材料を堆積し、
c)前記ストップ層に対して前記半導体誘電材料を平坦化し、
d)前記リリース材料上面レベルの下のレベルまで、前記半導体誘電材料にくぼみを形成して、前記コア層を形成する、請求項３に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項８】
少なくとも一つのスイッチ・コンタクトおよび少なくとも一つの接地プレートを、絶縁層の部分であって前記第１のトレンチの底面を形成する部分上に形成することをさらに含む、請求項１に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項９】
前記リリース材料を除去することで、前記第１のトレンチ底面を覆って、少なくとも前記第１の封止層、前記コア層および前記第２の封止層を含む片持ち（cantilever）ビームが形成される、請求項１に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項１０】
前記リリース材料を除去することで、前記第１のトレンチ底面を覆って、両端で支持されたビームが形成される、請求項１に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項１１】
前記第１および前記第２のトレンチは、内部に封止された誘導コイルが形成された２つの端を有するコイル・パターンを形成し、
前記リリース材料を除去することで、前記誘導コイルが、前記絶縁層の下部を覆って位置し、かつ前記絶縁層のより上部によって両端を支持される、請求項１に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項１２】
前記第１の封止層および前記第２の封止層は、強磁性体材料を含み、かつ前記コア層は、半導体誘電材料あるいは金属を含む、請求項１に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項１３】
前記第１の封止層および前記第２の封止層は、半導体誘電材料あるいは金属を含み、かつ前記コア層は、強磁性体材料を含む、請求項１に記載の封止型ＭＥＭＳの形成方法。
【請求項１４】
a)半導体基板上に第１の絶縁層を形成し、
b)前記第１の絶縁層の上面をパターニングしてトレンチを形成し、
c)前記トレンチ内部にリリース材料を形成し、
d)前記リリース材料上に第１の金属層を形成し、
e)少なくとも前記第１の金属層上に第２の絶縁層を形成し、
f)前記第２の絶縁層をパターニングして、２つのサイド・トレンチを形成し、前記２つのトレンチは前記第１の金属層に接触し、一方前記第２の絶縁層の中央部分が前記２つのサイド・トレンチの間に保持され、
g)前記２つのサイド・トレンチ内部に第２の金属層を形成し、
h)多層金属封止構造において開放されるべき部分を取り囲む前記第２の絶縁層の領域を除去し、
i)前記領域を前記リリース材料で充填し、
j)少なくとも前記第２の金属層および前記第２の絶縁層の中央部分上に、第３の絶縁層を形成し、
k)前記第１の金属層のパターンに対応して、前記第３の絶縁層の中に別のトレンチをパターニングし、前記別のトレンチは、第２の金属層に接触し、
l)前記第３の絶縁層の前記別のトレンチ内部に第３の金属層を形成し、
m)前記第３の絶縁層をパターニングして、前記リリース材料へのアクセスを準備し、
n)前記リリース材料を除去して、前記多層金属封止構造を準備し、その構造の一部は分離され、かつ前記第１の絶縁層の上に位置する、
工程を含むマイクロ電気機械装置（ＭＥＭＳ）のための多層金属封止構造の形成方法。
【請求項１５】
前記第１の金属層、前記第２金属層および前記第３の金属層の各々は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループからなるバリア金属を含む、請求項１４に記載のＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法。
【請求項１６】
少なくとも一つのスイッチ・コンタクトおよび少なくと一つの接地プレートを、前記第１の絶縁層の部分であって前記トレンチの底面を形成する部分上に形成することをさらに含む、請求項１４に記載のＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法。
【請求項１７】
前記リリース材料を除去することで、前記第１のトレンチ底面を覆って、片持ちビームが形成される、請求項１４に記載のＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法。
【請求項１８】
前記リリース材料を除去することで、前記第１のトレンチ底面を覆って、両端で支持されたビームが形成される、請求項１４に記載のＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法。
【請求項１９】
前記第１のトレンチは２つの端を有するコイル・パターンを形成し、前記第１の金属層、前記第２の金属層および前記第３の金属層の各々は、強磁性体材料を含む、請求項１４に記載のＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法。
【請求項２０】
前記リリース材料を除去することで、誘導コイルが絶縁層の下部を覆って形成され、前記誘導コイルは両端で支持される、請求項１４に記載のＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法。
【請求項２１】
a)半導体基板上に第１の絶縁層を形成し、
b)前記第１の絶縁層の上面をパターニングして、第１のトレンチを形成し、
c)前記第１のトレンチ内部にリリース材料を形成し、
d)前記リリース材料の上面をパターニングして、前記第１のトレンチの長軸に沿って少なくとも２つの分離された第２のトレンチを形成し、
e)前記少なくとも２つの分離された第２のトレンチ内部に第１の金属層を形成し、
f)少なくとも前記第１金属層上に第２の絶縁層を形成し、
g) 前記少なくとも２つの分離された第２のトレンチを覆う前記第２の絶縁層をパターニングして、２つのサイド・トレンチを形成し、前記２つのサイド・トレンチは前記第１の金属層に接触し、一方前記第２の絶縁層の中央部分が前記２つのサイド・トレンチの間に保持され、
h) 前記少なくとも２つの分離された第２のトレンチの各々に対して、前記２つのサイド・トレンチ内部に第２の金属層を形成し、
i)多層金属封止構造の開放されるべき部分を取り囲む前記第２の絶縁層の領域を除去し、
j)前記領域を前記リリース材料で充填し、
k)少なくとも前記第２の金属層および前記第２の絶縁層の中央部分上に、第３の絶縁層を形成し、
l)前記第１の金属層のパターンに対応して、前記第３の絶縁層において第３のトレンチをパターニングし、前記第３のトレンチは、第２の金属層に接触し、
m)前記第３のトレンチ内部に第３の金属層を形成し、
n)前記第３の絶縁層をパターニングして、前記リリース材料へのアクセスを準備し、
o)前記リリース材料を除去して、前記多層金属封止構造を準備し、その構造の一部は分離され、かつ前記第１の絶縁層の上に位置する、
工程を含むマイクロ電気機械装置（ＭＥＭＳ）のための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
【請求項２２】
前記第１の金属層、前記第２の金属層および前記第３の金属層の各々は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループからなるバリア金属を含む、請求項２１に記載のＭＥＭＳのための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
【請求項２３】
少なくとも１つのスイッチ・コンタクトおよび少なくと１つの接地プレートを、絶縁層の部分であって上前記少なくとも２つの分離された第２のトレンチの底面を形成する部分上に形成することをさらに含む、請求項２１に記載のＭＥＭＳのための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
【請求項２４】
、前記リリース材料を除去することで、少なくとも前記第１のトレンチ底面を覆って、片持ちビームが形成される、請求項２１に記載のＭＥＭＳのための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
【請求項２５】
、前記リリース材料を除去することで、前記第１のトレンチ底面を覆って、両端で支持されたビームが形成される、請求項２１に記載のＭＥＭＳのための電気的に分離された金属封止を含む多層金属封止構造の形成方法。
【請求項２６】
a)半導体基板上に形成された絶縁層であって、より薄い部分および少なくともより厚い一部分を有する、前記絶縁層と、
b)封止ビームであって、封止ビームの両端の少なくとも一端は、前記絶縁層のより薄い部分の上方で、対応する少なくとも前記絶縁層のより厚い部分によって支持される、前記封止ビームと、
c)前記封止ビームを封止する封止層と、
d)前記封止層内部に形成されたコア層とを具備する、
封止型ＭＥＭＳ。
【請求項２７】
前記封止層と前記コア層の間に形成された金属層と、
前記金属層と前記コア層の間に形成されたストップ層とをさらに具備する、
請求項２６に記載の封止型ＭＥＭＳ。
【請求項２８】
前記金属層と前記ストップ層は前記封止層に結合される側壁を有する、請求項２６に記載の封止型ＭＥＭＳ。
【請求項２９】
前記絶縁層のより薄い厚みを有する部分上に少なくとも１つのスイッチ・コンタクトおよび少なくとも１つの接地プレートをさらに含む、請求項２６に記載の封止型ＭＥＭＳ。
【請求項３０】
前記封止ビームは、前記封止層と前記コア層を有する封止された部分と、コア層を有し前記封止層が存在しない電気的に分離された部分とを具備する、請求項２６に記載の封止型ＭＥＭＳ。
【請求項３１】
前記封止ビームは、コイル・パターンを形成し、前記コア層もしくは前記封止層のどちらかは、強磁性体材料を含む、請求項２６に記載の封止型ＭＥＭＳ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止型マイクロ電気機械装置（ＭＥＭＳ）および該ＭＥＭＳを製造する方法に関する。特に、本発明は一般に、コア材料と異なる電気、機械および／もしく磁気特性をもつ材料の封止（encapsulating）層を有するＭＥＭＳ構造に関し、この封止型ＭＥＭＳ構造は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）と互換性のある方法で形成し得る。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ構造に使われる一般的な例の一つに高周波（ＲＦ）スイッチがあり、該ＲＦスイッチは、たとえば可変プリセレクタおよび周波数合成器のようなマイクロ波およびミリ波の各種応用に使われる。半導体ＲＦスイッチは、たとえば１６×１６アレイに対して４００ｉｎ３（６５５５ｃｍ３）とかなり大きくかつかさばり、そのようなアレイに対するパッケージ・サイズもかなり大きくなる。マイクロ・マシン型ＲＦスイッチは、そのようなＲＦスイッチ・アレイに対するパッケージ・サイズを著しく縮小でき、たとえば約１ｉｎ３（１６．４ｃｍ３）になる。
【０００３】
モノリシックに集積されたＭＥＭＳスイッチとして形成され、基板１０２、サポート(支持体)１０４、およびサポート１０４に片側で付着されたフレキシブル片持ちビーム１０６を含む、一般に使われるＲＦスイッチ１００を図１に示す。片持ちビーム１０６は、支持されていない端に電気的コンタクト１１２を有し、これは基板１０２の表面上で下方に位置するコンタクト１１４に接する。電気的コンタクト１１４は、通常ＲＦ入力信号に接続されかつＲＦスイッチのＲＦ入力ポートを構成し、一方電気的コンタクト１１２はＲＦ出力ポートを構成する。
【０００４】
ＲＦスイッチ１００は、片持ちビーム１０６の上面の上に形成された電界プレート１２２と基板１０２の表面に位置する接地（グラウンド）プレート１２４との間の静電気力によって作動する。電界プレートは、直流（ＤＣ）電源に接続され、一方接地プレート１２４はグラウンド（アース電位）に接続される。図１に示すように、電界プレート１２２に電圧が印加されないと、電気的コンタクト１１２は、電気的コンタクト１１４から離され、オープン・コンタクトあるいはオフ状態を確定する。一方、電界プレート１２２に適当なＤＣ電圧が印加されると、フレキシブル片持ちビーム１０６が静電気力で下向きに湾曲させられ、電気的コンタクト１１２が電気的コンタクト１１４に接触し、クローズド・コンタクトあるいはオン状態を確定する。クローズド・コンタクトあるいはオン状態は、ＲＦ入力信号が電気的にＲＦ出力ポートへ接続されることを許容する。電界プレート１２２から印加電圧が取り去られると、フレキシブル片持ちビーム１０６は、フレキシブル片持ちビーム１０６の材料固有の静電気力によって、オープン・コンタクトあるいはオフ状態に戻る。
【０００５】
しかしながら、該片持ちビームは、オンとオフにスイッチングを多数繰り返すと、機械的疲労およびストレスにさらされる。長期の機械的ストレスのために、時には片持ちビームは変形し、ひいては不完全な電気的コンタクトを生じ得る。
【０００６】
加えて、ビーム材料として二酸化シリコン、ポリシリコン、もしくはシリコン合金混合物さえも用いられる通常のＲＦスイッチは、かなり挿入損失が大きく、そのことでＲＦスイッチの感度を下げる結果となる。
【０００７】
さらに、通常のＭＥＭＳによるＲＦスイッチは、しばしば無電解メッキの金または銅を有するポリシリコン・ビームを使用する。しかしながら、銅メッキのような後工程が一旦開始すると、ポリシリコンあるいは他の同様な材料を堆積するための準備ができないので、無電解金メッキの使用は、通常のＣＭＯＳ形成プロセス中に問題をもたらす。前工程に続く準備ができ無いので、無電解メッキは、かなり粗い銅表面構造を形成するため、酸化、エレクトロマイグレーションおよび拡散を防ぐためのパッシベーションがうまくできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述および他の問題と従来方法の欠点という観点で、本発明の目的（利点）は、たとえば長期にわたる動作中の金属疲労およびストレスを減らし、不完全な接触を避け、かつ挿入損失を減らすために、相補的な電気的および機械的特性を有する複数の材料から作成することができるＲＦスイッチを構成する封止型ＭＥＭＳを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、たとえば封止型片持ちビーム、一つ以上の電気的に分離した長さを持つ封止型片持ちビーム、両端で固定された封止型ビームおよび一つ以上の電気的に分離した長さを持つ両端で固定された封止型ビームのような各種のスイッチ構造を備える封止型ＭＥＭＳ構造を提供することである。加えて、封止型ＭＥＭＳは、各種のスイッチ・コンタクトと接地プレートおよびたとえば封止ビームの下に位置する絶縁層の上に各種のスイッチ・コンタクトと接地プレート構造を収容することができる。
【００１０】
本発明の更なる目的は、誘導コイルを構成する封止型ＭＥＭＳ構造を提供することであり、ここではコア材料もしくは封止材料が誘導性能を上げるために強磁性体を含み得る。
【００１１】
本発明のまた別の目的は、ＣＭＯＳの方法と互換性のある封止型ＭＥＭＳ構造を製造する方法を提供することである。
【００１２】
本発明の更なる目的は、ＭＥＭＳ構造を封止するために、たとえば金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルの各種バリア金属を使用できる封止型ＭＥＭＳ構造を製造する方法を提供することであり、この構造により、封止された内部の銅層のパッシベーションが可能で、引き続くプロセス中で銅の酸化、エレクトロマイグレーションおよび拡散を防ぐことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記およびその他の目的を達成するために、本発明の例示的な実施形態に従って、半導体基板の上に絶縁層を形成し、絶縁層の上表面をパターニングして第１のトレンチを形成し、第１のトレンチの中にリリース材料（層）を形成し、リリース材料の上表面をパターニングして第２のトレンチを形成し、第２のトレンチの中に側壁を有する第１の封止層を形成し、第１の封止層の中にコア層を形成し、第２の封止層が第１の封止層の側壁に結合されるコア層の上に第２の封止層を形成することを含む封止型ＭＥＭＳを形成する方法をここに開示する。
【００１４】
本発明の別の例示的な実施形態によると、第１の封止層と第２の封止層は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループから選択されたバリア金属からできており、一方コア層は半導体誘電材料からできている。
【００１５】
本発明の別の例示的な実施形態によると、封止型ＭＥＭＳの形成方法は、第１の封止層とコア層の間に金属層を形成することをさらに含む。
【００１６】
本発明の別の例示的な実施形態によると、金属層は、第２の封止層に結合される側壁を含む。
【００１７】
本発明の別の例示的な実施形態によると、金属層の形成は、第１の封止層の上に側壁を有する初期金属層を堆積し、少なくとも第１の封止層および初期金属層の側壁の露出表面の上にストップ層を堆積し、初期金属層の側壁の上に位置するストップ層を除去し、初期金属層およびストップ層であって初期金属層の側壁に付着する部分の側壁にくぼみ（凹部）を形成することを含む。
【００１８】
本発明の別の例示的な実施形態によると、金属層は、銅、金およびアルミニウムのグループから選択される高導電率の金属を含む。
【００１９】
本発明の別の例示的な実施形態によると、コア層の形成は、少なくとも第１の封止層および金属層の露出表面上にストップ層を堆積し、ストップ層上に半導体誘電材料を堆積し、半導体誘電材料をストップ層のレベルまで平坦化し、リリース層の上表面の真下レベルまで半導体誘電材料にくぼみをつけてコア層を形成することを含む。
【００２０】
本発明の別の例示的な実施形態によると、封止型ＭＥＭＳの形成方法は、少なくとも一つのスイッチ・コンタクトおよび少なくとも一つの接地プレートを絶縁層の第１のトレンチの底面を形成する部分の上に形成することをさらに含む。
【００２１】
本発明の別の例示的な実施形態によると、リリース材料を除去することで、少なくとも第１の封止層、コア層、および第２の封止層を含む片持ち（cantilever）ビームが、第１のトレンチの底面を覆って形成される。
【００２２】
本発明の別の例示的な実施形態によると、リリース材料を除去することで、両端で支持されたビームが、第１のトレンチの底表面を覆って、形成される。
【００２３】
本発明の別の例示的な実施形態によると、第１のトレンチと第２のトレンチは、２つの端を有するコイル・パターンを形成し、そこに封止された誘導コイルが形成され、かつリリース材料を除去することで、封止された誘導コイルが絶縁層下部を覆って位置し、かつ絶縁層のより上部によって両端で支持される。
【００２４】
本発明の別の例示的な実施形態によると、第１の封止層と第２の封止層は強磁性体材料を含み、かつコア層は半導体誘電材料もしくは金属を含む。
【００２５】
本発明の別の例示的な実施形態によると、第１の封止層と第２の封止層は半導体誘電材料もしくは金属を含み、かつコア層は強磁性体材料を含む。
【００２６】
本発明の別の例示的な実施形態によると、ＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法は、半導体基板上にベース絶縁層を形成し、ベース絶縁層の上表面をパターニングしてトレンチを形成し、トレンチの中にリリース材料を形成し、リリース材料の中に第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層をパターニングして当該第１のトレンチの長軸に沿って少なくとも２つの分離トレンチを形成し、少なくとも２つの分離トレンチにおいて第１の金属層を形成し、少なくとも当該第１の金属層上に第２の絶縁層を形成し、第２の絶縁層をパターニング（一方２つのサイド・トレンチ間の第２の絶縁層の中心部分は保持したまま）して第１の金属層に接する２つのサイド・トレンチを形成し、２つのサイド・トレンチの中に第２の金属層を形成し、多層金属封止構造の部分を取り囲む第２の絶縁層の領域を除去し、当該領域をリリース材料で充填し、第３の絶縁層を少なくとも第２の金属層および第２の絶縁層の中央部分に形成し、第１の金属層のパターンに対応しかつ第２の金属層に接する第３の絶縁層の中の別のトレンチをパターニングし、第３の絶縁層の別のトレンチ内部に第３の金属層を形成し、第３の絶縁層をパターニングしてリリース材料へのアクセス（経路）を準備し、リリース材料を除去して多層金属封止構造（構造の一部は分離され、第１の絶縁層の上に位置する）を提供することを含む。
【００２７】
本発明の別の例示的な実施形態によると、第１の金属層、第２の金属層、および第３の金属層の各々は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループから選択されるバリア金属を含む。
【００２８】
本発明の別の例示的な実施形態によると、ＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法は、少なくとも一つのスイッチ・コンタクトおよび少なくとも一つの接地プレートを、第１の絶縁層のトレンチ底面を形成する部分に形成することをさらに含む。  
【００２９】
本発明の別の例示的な実施形態によると、リリース材料を除去することで、第１のトレンチの底面を覆って片持ちビームが形成される。
【００３０】
本発明の別の例示的な実施形態によると、当該リリース材料を除去することで、両端を支持されたビームが当該第１のトレンチの底面を覆って形成される。
【００３１】
本発明の別の例示的な実施形態によると、第１のトレンチは、２つの端を有するコイル・パターンを形成し、かつ第１の金属層、第２の金属層、および第３の金属層の各々は、強磁性体材料を含む。
【００３２】
本発明の別の例示的な実施形態によると、リリース材料を除去することで、絶縁層の下部を覆って誘導コイルが形成され、誘導コイルは、両端で支持される。
【００３３】
本発明の別の例示的な実施形態によると、電気的に分離された金属封止を含むＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法は、半導体基板上に第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層の上表面をパターニングして第１のトレンチを形成し、第１のトレンチの中にリリース材料を形成し、リリース材料の上表面をパターニングして第１のトレンチの長軸に沿って少なくとも２つの分離トレンチを形成し、少なくとも２つの分離トレンチの中に第１の金属層を形成し、少なくとも当該第１の金属層上に第２の絶縁層を形成し、少なくとも２つの第２分離トレンチの各々を覆って第２の絶縁層をパターニング（一方２つのサイド・トレンチ間の第２の絶縁層の中心部分は保持したまま）して第１の金属層と接する２つのサイド・トレンチを形成し、少なくとも２つの分離トレンチの各々に対して２つのサイド・トレンチ内部に第２の金属層を形成し、多層金属封止構造の部分を取り囲む第２の絶縁層の領域を除去し、当該領域をリリース材料で充填し、第３の絶縁層を少なくとも第２の金属層および第２の絶縁層の中央部分に形成し、第１の金属層のパターンと対応し、かつ第２の金属層に接する第３の絶縁層中の第３のトレンチをパターニングし、第３のトレンチ内部に第３の金属層を形成し、第３の絶縁層をパターニングしてリリース材料へのアクセスを準備し、リリース材料を除去して多層金属封止構造（構造の一部は分離され、第１の絶縁層の上に位置する）を提供することを含む。
【００３４】
本発明の別の例示的な実施形態によると、第１の金属層、第２の金属層、および第３の金属層の各々は、金、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルのグループから選択されたバリア金属を含む。
【００３５】
本発明の別の例示的な実施形態によると、電気的に分離された金属封止を含むＭＥＭＳのための多層金属封止構造の形成方法は、少なくとも一つのスイッチ・コンタクトおよび少なくとも一つの接地プレートを第１の絶縁層の少なくとも２つの分離された第２のトレンチの底面を形成する部分の上に形成することをさらに含む。  
【００３６】
本発明の別の例示的な実施形態によると、リリース材料を除去することで、第１のトレンチの少なくとも底面を覆って片持ちビームが形成される。
【００３７】
本発明の別の例示的な実施形態によると、当該リリース材料を除去することで、両端を支持されたビームが、第１のトレンチの底面を覆って形成される。
【００３８】
本発明の別の例示的な実施形態によると、封止型ＭＥＭＳは、基板上に形成された絶縁層であって、より薄い厚みの部分およびすくなくとも一つのより厚い部分を有する絶縁層と、両端の少なくとも一つは絶縁層のより薄い厚みを有する部分の上で、対応するより厚い絶縁層の少なくとも一つの部分によって支持される封止ビームと、封止ビームを封止する封止層と、封止層の内部に形成されたコア層とを含む。
【００３９】
本発明の別の例示的な実施形態によると、封止型ＭＥＭＳは封止層とコア層の間に形成された金属層と、金属層とコア層の間に形成されたストップ層とをさらに含む。
【００４０】
本発明の別の例示的な実施形態によると、金属層とストップ層は、封止層に結合される側壁を含む。
【００４１】
本発明の別の例示的な実施形態によると、封止型ＭＥＭＳは、絶縁層のより薄い厚みを有する部分の上に、すくなくとも一つのスイッチ・コンタクトと少なくとも一つの接地プレートをさらに含む。
【００４２】
本発明の別の例示的な実施形態によると、封止ビームは、封止層とコア層を含む封止された部分と、コア層を含みかつ封止層が存在しない電気的に分離された部分とを含む。
【００４３】
本発明の別の例示的な実施形態によると、封止ビームは、コイル・パターンを形成し、かつコア層もしくは封止層のどちらかは、強磁性体材料を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
前述の内容とその他の目的および本発明の側面については、本発明の好適な実施形態の詳細な記述と図面を参照することでより理解できる。
【００４５】
本発明に基づく図２乃至図７を参照しながら、本発明の各種の例示的な実施形態における、封止型マイクロ電気機械装置（ＭＥＭＳ）および該ＭＥＭＳを製造する方法を以下に述べる。
【００４６】
一般に、本発明は、封止（エンキャップ）材料がコア材料に対して相補的な電気的、機械的および／もしくは磁気的特性を有することを利用して、封止型ＭＥＭＳ構造を形成する。たとえば、該方法により、金属封止によって取り囲まれた二酸化シリコンのコアを有する片持ち（cantilever）ビームを使用するＭＥＭＳの高周波（ＲＦ）スイッチの形成が可能となる。該構造は、導電金属封止とＭＥＭＳのＲＦスイッチの他のスイッチ・コンタクトとの間での電気的接触が可能となるように、下向きに湾曲し得る機械的強度の耐久性のあるビームを提供する。加えて、両端が固定されたビームを用いるＭＥＭＳのＲＦスイッチは、互いに電気的に分離されたビームに沿って金属封止の長さ（たとえば制御電圧に接触するための金属封止の第１の長さとＲＦ入力信号に接触するための金属封止の第２の長さが許容され）を含むことができる。さらに、封止型ＭＥＭＳ構造は、誘導コイルを形成でき、ここでコア材料もしくは封止材料は性能向上のために強磁性体材料を含み得る。
【００４７】
図２のＡを参照すると、絶縁層２０４は、好ましくは二酸化シリコンでできており、半導体基板２０２の上に形成できる。多くの例示的な実施形態において、技術的によく知られた他の誘電材料であって、たとえば窒化シリコン、石英、チタン酸バリウム・ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムとチタン酸ストロンチウム、およびポリイミドのような有機化合物であっても、通常のＣＭＯＳ形成プロセスでパターニングできさえすれば使用することができる。絶縁層２０４の厚みは、たとえば約数百オングストロームから約数ミクロンまでの範囲が可能である。
【００４８】
多くの例示的な実施形態において、絶縁層２０４は、たとえばプラズマ・エッチング、イオン・ミリングもしくは反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）のような技術的によく知られたプロセスでパターニングされて、たとえば図２のＡに示すように絶縁層２０４の上表面にトレンチが形成される。多くの例示的な実施形態において、絶縁層２０４中のトレンチは、深さ約０.５μｍ乃至約３μｍ、幅約１５μｍ乃至約１００μｍ、長さ約２０μｍ乃至約２００μｍの範囲が可能である。このトレンチ内部で、ＭＥＭＳ構造の封止部分が続いて形成され得る。
【００４９】
絶縁層２０４の上表面に対応するトレンチの底部において、少なくとも１つのスイッチ・コンタクトと少なくとも１つの接地プレートが、形成可能であり、これらは数多くのスイッチ・コンタクトと接地プレートおよび接触スイッチの各種構成が許容される。
【００５０】
多くの例示的な実施形態において、トレンチの一方または両方の端を取り囲む絶縁層２０４は、下に位置する絶縁層２０４から分離されるべき封止型ＭＥＭＳ構造に対して一つ以上のサポートを形成するために除去されない。
【００５１】
図２のＡを参照すると、リリース材料２１２はパターン化された絶縁層２０４のトレンチの中に堆積され得る。このために、たとえばフォトレジスト、ポリイミド、アモルファス炭素、ポリメチルメタクリレート、ポリパラキシレン（パリレン）、たとえばＢＦグッドリッチ単一犠牲ポリマー（Goodrich's Unity Sacrificial Polymer)のようなノルベレン・ベースの材料、ダイヤモンド・ライク・カーボン、およびポリマー樹脂で構成される半導体誘電材料でDow  Chemicals社によって製造されるＳｉＬＫのように数多くのリリース材料が使用できる。多くの例示的な実施形態において、リリース材料は、リリース（開放）プロセスの要求に従って選択できるリリース材料であれば、技術的によく知られた他のリリース材料も使用できる。
【００５２】
リリース材料２１２は、次にたとえばＣＭＯＳと互換性のあるフォトリソグラフィー、ＲＩＥ、化学機械的研磨（ＣＭＰ）のような方法でパターン化でき、その結果続いて形成されるＭＥＭＳ構造の封止部分が下に位置する絶縁層２０４から開放され得る。
【００５３】
多くの例示的な実施形態において、第１の封止層２２２は、図２のＡに示すようにパターン化されたリリース材料２１２のトレンチ内部に、たとえば化学的気相堆積法（ＣＶＤ）、スパッター、その他の技術的に知られたプロセスによって、堆積され得る。第１の封止層２２２の厚みは、約５０Å乃至約１０００Åの範囲が可能である。第１の封止層２２２は、封止型ＭＥＭＳ構造の外部封止表面の部分を形成できる。多くの例示的な実施形態において、第１の封止層２２２は、続いて堆積される金属層２３２の酸化、エレクトロマイグレーション、および／もしくは拡散を防ぐバリア材料を含み得る。多くの例示的な実施形態において、第１の封止層２２２は、たとえば金、白金、パラジウムおよびイリジウムのような貴金属もしくはたとえばタングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、ニッケルのような超硬合金、および技術的に知られた他の金属と合金とから構成できる。
【００５４】
図２のＡを参照すると、金属層２３２が、次に第１の封止層２２２内部に堆積される。多くの例示的な実施形態において、金属層２３２の金属は、たとえば銅もしくは金のような高導電率であり、かつ、たとえばアルミニウムもしくは技術的に知られた合金のような他の金属も含むことができる。金属層２３２の厚みは、約４００Å乃至約１５００Åの範囲が可能である。金属層２３２は、シード（種）に加えてメッキ金属、もしくはたとえば化学的気相堆積法（ＣＶＤ）、プラズマ強化ＣＶＤおよび蒸着のような技術的によく知られた他のプロセスによって形成され得る。
【００５５】
多くの例示的な実施形態および図２のＡに示すように、第１の封止層２２２と金属層２３２は、絶縁層２０４およびリリース材料２１２の露出された上表面の高さとほぼ等しい側壁を含み得る。第１の封止層２２２と金属層２３２の側壁の高さは、たとえば各々の堆積および／もしくは各層のパターニング・プロセスもしくはたとえばＣＭＰのような技術的によく知られた他の方法によって、確定され得る。代わって、多くの例示的な実施形態において、金属層２３２は、断面が長方形であり得る、これはつまり図２のＡに示された金属層２３２の側壁を処理しないことになる。
【００５６】
図２のＢを参照すると、多くの例示的な実施形態において、1つ以上の絶縁層は、たとえば金属層２３２および第１の封止層２２２の露出表面を覆って堆積され、かつリリース層２１２および絶縁層２０４を覆って、たとえば化学的気相堆積法あるいは技術的に知られた他のプロセスによって、堆積され得る。多くの例示的な実施形態において、図２のＢに示すように、これらの絶縁層の第１層は、エッチング・プロセスを止めることができるストップ層２５２を形成し得る。ストップ層２５２は、たとえば約５００Åの厚みでできる。好ましくは、ストップ層２５２は、窒化シリコンで形成し得るが、技術的によく知られたエッチング止めを提供する他の誘電材料も使用できる。
【００５７】
多くの例示的な実施形態において、これらの絶縁層の第２層は、第１の封止層２２２とは異なる機械的および／もしくは電気的特性を有し、コア層２４２を形成する。コア層は、図２のＢに示すように、ストップ層２５２を覆って堆積され得る。コア層２４２の厚みは、たとえば約５００Å乃至約１ミクロンかそれ以上の範囲が可能である。多くの例示的な実施形態において、当該コア層２４２は、二酸化シリコンもしくはたとえば窒化シリコンのような技術的に知られた他の誘電材料で形成できる。
【００５８】
図２のＣを参照すると、多くの例示的な実施形態において、コア層２４２は、たとえばＣＭＰによって、絶縁層２０４およびリリース層２１２の上表面の上に位置するストップ層の深さまで平坦化され得る。別の例示的な実施形態において、コア層２４２自体は、長方形の断面を有するコア層２４２を形成するために、絶縁層２０４およびリリース層２１２の上表面の高さより低い高さまで、たとえばＣＭＰ、ＲＩＥおよびその他の技術的によく知られたプロセスによって平坦化され得る。
【００５９】
図２のＤを参照すると、コア層２４２の側壁を構成するコア層２４２の一部は、たとえばＲＩＥもしくはその他の技術的によく知られたプロセスによって、くぼみ（凹部）を形成され得る。多くの例示的な実施形態において、コア層２４２から除去された側壁は、たとえば図２のＤに示すように、約２５０Å乃至約７００Åの深さまでくぼみを形成され得る。このくぼみの深さは、続いて堆積される第２の封止層２６２のスペースを提供し、封止（エンキャップ）構造の最上層部を形成する。
【００６０】
図２のＥを参照すると、多くの例示的な実施形態において、ストップ層２５２は、絶縁層２０４、リリース材料２１２、第１の封止層２２２、金属層２３２の上表面よりおよび金属層２３２の内部側壁（くぼみのついたコア層２４２の高さの上で露出された）より除去され得る。ストップ層２５２は、ＲＩＥおよびその他の技術的によく知られたプロセスによって除去され得る。
【００６１】
図２のＦを参照すると、多くの例示的な実施形態において、第１の封止層２２２内部に金属層２３２の側壁を形成する金属層２３２の一部は、たとえばＲＩＥ、ウエット・エッチングおよびその他の技術的によく知られたエッチング・プロセスによって除去され得る。金属層２３２の側壁を除去すると、たとえばくぼみのつけられたコア層２４２の深さに一致する、約２５０Å乃至約７００Åのくぼみ（凹部）深さが形成され得る。この金属層２３２の凹部深さは、また続いて堆積される第２の封止層２６２のスペースを提供し、封止（エンキャップ）構造の最上層部を形成する。
【００６２】
別の例示的な実施形態において、金属層２３２自体は、平坦化され、長方形の断面（図示せず）を有し、第１の封止層２２２の上に形成され、かつコア層２４２の下に位置する金属層２３２が形成される。該金属層は、続いて堆積される第２の封止層２６２には物理的に結合され得ない。  
【００６３】
図２のＧを参照すると、多くの例示的な実施形態において、第２の封止層２６２は、第１の封止層２２２およびコア層２４２（もし存在すれば、金属層２３２およびストップ層２５２）の露出表面の上に堆積され得る。多くの例示的な実施形態において、第２の封止層２６２は、第１の封止層２２２と同じ材料で形成され、もしくは貴金属に限らず、タングステン、窒化タングステン、タンタル、窒化タンタル、チタニウム、窒化チタニウムおよびニッケルを含む別のバリア材料で形成され得る。多くの例示的な実施形態において、第２の封止層２６２は、たとえばくぼみのついたコア層２４２の上の深さ部分を充填しかつくぼみのついたストップ層２５２およびくぼみのついた金属層２３２をリリース材料２１２および絶縁層２０４の上表面の高さと等しくあるいはより高い所まで覆うことができる。
【００６４】
図２のＨを参照すると、第２の封止層２６２は、たとえばＣＭＰを用いて、絶縁層２０４およびリリース材料２１２の上表面と一致する深さまで平坦化され得る。上述の当該例示的な実施形態によって、封止型ＭＥＭＳ構造の封止された部分が形成され得る。
【００６５】
図２のＩを参照すると、リリース材料２１２は、次に、たとえば上に位置しかつ絶縁層２０４の下に位置する部分から分離された封止ビームを形成するために除去される。たとえば、リリース材料２１２は、酸化材料が封止型ＭＥＭＳ構造上に暴露されない場合、酸素プラズマに暴露されることによって除去される。代わって、Ｈ２／ＣＯ２／ＣＯ／Ｎ２タイプのプラズマは、たとえば酸化材料材が封止型ＭＥＭＳ構造上に暴露される場合、有機リリース材料を除去するために使用できる。このようなガス混合物は、ＲＩＥ技術においてよく知られている。
【００６６】
多くの例示的な実施形態において、絶縁層２０４は、図３のＡに示すように、封止されたビームの一端を除いて取り囲むように形成され、封止された片持ちビームが準備される。該封止された片持ちビームにおいて、第１および第２の封止層２２２、２６２は、たとえば金属で構成され、一方コア層２４２は、誘電材料で構成される。金属封止の片持ちビームは、たとえば金属封止の電気的に分離された長さを準備するために形成することができ、一方誘電体コア層は、図３のＢとＣに示すように、片持ちビームの全長にわたって延長されている。
【００６７】
図６のＡ−Ｈに示すように、封止型ＭＥＭＳ構造の例示的な実施形態は、ＣＭＯＳと互換性のある方法によって、多層金属封止型ＭＥＭＳ構造としても形成できる。
【００６８】
多くの例示的な実施形態において、トレンチが半導体基板上に形成された絶縁層の中にパターン化される。リリース材料は、単層としてトレンチ内部に堆積され、その上に封止型ＭＥＭＳ構造が形成され得る。リリース材料がトレンチから除去されると、封止型ＭＥＭＳ構造は下方の絶縁層から分離される。多くの例示的な実施形態において、図６のＢに示すように第１の金属層６１２は、堆積され、たとえばＲＩＥおよび技術的によく知られた方法でパターン化され、ＭＥＭＳ構造の封止された部分の第１の金属層が形成される。
【００６９】
図６のＤ−Ｅを参照すると、多くの例示的な実施形態において、第２の絶縁層６２４および第２の金属層６２２を含む第２の層が通常のフォトマスク・プロセスを用いて形成され得る。第２の絶縁層６２４は第１の金属層６１２を覆って形成され得る。多くの例示的な実施形態において、第２の絶縁層６２４は、第１の金属層６１２に接触する２つのサイド・トレンチを形成するためにパターン化され、一方２つのサイド・トレンチ間の第２の絶縁層６２４の中央部分は保持されたままである。第２の金属層６２２は、次に２つのサイド・トレンチ内部に形成され得る。
【００７０】
多くの例示的な実施形態において、多層金属封止構造の部分を取り囲む第２の絶縁層６２４の領域は、あとで開放されるが、技術的によく知られた多くのプロセスによって除去される。これらの領域は、次にリリース材料で充填される。
【００７１】
図６のＦ−Ｈを参照すると、多くの例示的な実施形態において、第３の金属層６３２が、通常のフォトマスク・プロセスを用いて形成され得る。第３の絶縁層は、少なくとも第２の金属層６２２および第２の絶縁層６２４の中央部分の上に形成され得る。多くの例示的な実施形態において、第３の絶縁層は、第１の金属層６１２のパターンに対応する別のトレンチを形成するためにパターン化され、第３の絶縁層の別のトレンチは第２の金属層６２４に接触する。第３の金属層６３２は、次に第３の絶縁層のパターン化されたトレンチ内部に形成され得る。
【００７２】
多くの例示的な実施形態において、第３の絶縁層は、次に多層金属封止ＭＥＭＳ構造を取り囲む追加のリリース材料に対するアクセス(経路）を提供するために、さらにパターン化される。リリース材料は多層金属封止ＭＥＭＳ構造を開放するために除去でき、図３のＡに示すように、リリース材料の一部は分離されかつ第１の絶縁層の上に位置する。
【００７３】
図６のＡ−Ｈに示すように、金属封止の電気的に分離された長さを有する封止型ＭＥＭＳ構造の例示的な実施形態において、ＣＭＯＳと互換性のある方法によって多層金属封止ＭＥＭＳ構造としても形成できる。
【００７４】
多くの例示的な実施形態において、第１のトレンチが、半導体基板上に形成されたベース絶縁層の中にパターン化される。リリース材料は、第１のトレンチ内部に堆積され、その上に封止型ＭＥＭＳ構造が後に形成される。多くの例示的な実施形態において、リリース材料の上表面は、第１のトレンチの長軸に沿って少なくとも２つの分離トレンチを形成するために、パターン化される。代わって、絶縁層がリリース材料の上に形成され、かつ第１のトレンチの長軸に沿って少なくとも２つの分離トレンチを形成するためにパターン化される。
【００７５】
図６のＣに示すように、第１の金属層６１２は、第１の絶縁層６１４と接触するように２つの分離トレンチ内部に形成され得る。
【００７６】
図６のＤ−Ｅを参照すると、多くの例示的な実施形態において、第２の絶縁層６２４および第２の金属層６２２を含む第２の層が通常のフォトマスク・プロセスを用いて形成され得る。第２の絶縁層６２４は、第１の金属層６１２および第１の絶縁層の金属封止構造分離された部分に接触するように形成される部分を覆って形成され得る。多くの例示的な実施形態において、第２の絶縁層６２４は、第１の金属層６１２を含む２つの分離トレンチの各々の上にパターン化され、第１の金属層６１２に接触する２つのサイド・トレンチが形成され、一方２つのサイド・トレンチ間の第２の絶縁層６２４の中央部分はそのまま残る。第２の金属層６２２は、２つの分離トレンチの各々に対して、２つのサイド・トレンチ内部に形成され得る。
【００７７】
多くの例示的な実施形態において、多層金属封止構造の部分を取り囲む第２の絶縁層６２４の領域は、あとで開放されるが、技術的によく知られた多くのプロセスによって除去される。これらの領域は、次にリリース材料で充填される。
【００７８】
図６のＦ−Ｈを参照すると、多くの例示的な実施形態において、第３の金属層６３２が、通常のフォトマスク・プロセスを用いて形成され得る。第３の絶縁層は、少なくとも第２の金属層６２２および第２の絶縁層６２４の中央部分の上に形成され得る。多くの例示的な実施形態において、第３の絶縁層は、第１の金属層６１２のパターンに対応するもう一つの分離トレンチを形成するために、パターン化され、ここで第３の絶縁層のもう一つの分離トレンチは第２の金属層６２４に接触する。第３の金属層６３２は、次に第３の絶縁層のパターン化された分離トレンチ内部に形成され得る。
【００７９】
多くの例示的な実施形態において、第３の絶縁層は、続いて多層金属封止ＭＥＭＳ構造を取り囲む追加のリリース材料のためのアクセスを提供するために、さらにパターン化され得る。リリース材料は多層金属封止ＭＥＭＳ構造を開放するために除去でき、図３のＢおよびＣに示すように、リリース材料の一部は分離され、かつ第１の絶縁層の上に位置する。
【００８０】
多くの例示的な実施形態において、一つ以上のスイッチ・コンタクト４０２もしくは各種ＲＦスイッチ構造の接地プレート４０４が、図４のＡに示すように絶縁層２０４上の封止された片持ちビーム４１０の下に位置する、つまり一つ以上のスイッチ・コンタクト４０２もしくは接地プレート４０４の位置が、封止された片持ちビーム４１２の電気的に分離された長さに対応する。
【００８１】
多くの例示的な実施形態において、片持ちビームは、一つ以上の電気的に分離された封止部分を含むことができ、この封止部分は図４のＢに示すように接地プレート４０４およびスイッチ・コンタクト４０２の各々の上に配置される。
【００８２】
多くの例示的な実施形態において、全長に沿って封止されたビーム５１０は、図５のＡに示すように絶縁層２０４によって両端を支持され得る。ビーム５１０は、一つ以上のスイッチ・コンタクト４０２もしくは絶縁層上に位置する接地プレート４０４の上に配置されることで、各種ＲＦスイッチ構造を形成する。
【００８３】
多くの例示的な実施形態において、封止部分５１２の電気的に分離された長さを数多く有するビームが、図５のＢに示すように絶縁層２０４によって両端を支持され得る。一つ以上のスイッチ・コンタクト４０２もしくは接地プレート４０４の位置は、一つ以上の封止されたビームの電気的に分離された長さに対応し、各種ＲＦスイッチ構造を形成する。たとえば、封止ＭＥＭＳ構造の電気的に分離された金属封止部分の第１の長さが制御電圧に接触することができ、一方電気的に分離された金属封止部分の第２の長さがＲＦ入力信号に接触することができる。
【００８４】
図７は、当業者に明らかなように、上述および図２のＡ-Ｉもしくは図６のＡ-Ｈにおいて開示された形成方法およびこれらの方法の変形に従って、誘導コイル７００を形成する封止ＭＥＭＳ構造の例示的な実施形態を平面図において図７に示す。多くの例示的な実施形態において、ＭＥＭＳ構造の封止部分のための絶縁層２０４によって形成されるサポート(支持体)が、図７のＡに示すように誘導コイルの外端７０１および誘導コイル７００の内端７０３に位置することができる。図７のＢは、封止層７０５が、封止ＭＥＭＳ誘導コイル７００の外端７０１および内端７０３の間で内部コア層７０７を封止していることを示す。
【００８５】
誘電特性を高めるために、封止層７０５あるいは内部コア層７０３のどちらか一つは、強磁性体で構成することができ、一方他の層は、たとえば機械強度および／もしくは高導電度というような相補的な物理特性を有する材料で構成できる。使用される強磁性体は、パーマロイ（ニッケル８０／鉄２０の合金）、ニッケル、コバルト、およびアルニコ（アルミニウム−ニッケル−コバルト合金）を含むがこれらに限定されず、これらは通常のＣＭＯＳ形成プロセスを用いて堆積し、パターン化できる。ポリシリコンと、たとえば銅、タンタル、金およびアルミニウムのような各種金属と、たとえば窒化タンタルおよび窒化チタニウムのような金属窒化物とが、ＭＥＭＳ誘導コイルの封止部分に対して相補的な物理特性を提供すために使用できる。
【００８６】
多くの例示的な実施形態において、強磁性体で形成された一つ以上のプレートあるいは誘導コイルは、ＭＥＭＳ誘導コイルの封止部分の下に位置する絶縁層２０４の表面上に位置でき、それによってＭＥＭＳ誘導コイルの封止部分の機械的変形が、閾値電流がＭＥＭＳ誘導コイルの封止部分を通って流れる時、生じる。そのような機械的変形は、誘電的に活性化されるスイッチに使用できる。
【００８７】
本発明を好適な実施形態に基づいて記述したが、発明の精神および特許請求の範囲内において、本発明を変形して実施し得ることを当業者であれば理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】従来のＭＥＭＳによる高周波（ＲＦ）スイッチを示す。
【図２】（Ａ）本発明の例示的な実施形態において、トレンチが形成されたパターン化された絶縁層２０４、トレンチ内部に形成されたリリース材料２１２、リリース材料２１２内部に形成された第１の封止層２２２、および第１の封止層２２２の内部に形成された金属層２３２を示す。（Ｂ）本発明の例示的な実施形態において、金属層２３２を覆って堆積されたストップ層２５２とコア層２４２、第１の封止層２２２、リリース材料２１２、および絶縁層２０４を示す。（Ｃ）本発明の例示的な実施形態において、ストップ層２５２の深さまでコア層を研磨する工程を示す。（Ｄ）本発明の例示的な実施形態において、コア層２４２にくぼみを設ける工程を示す。（Ｅ）本発明の例示的な実施形態において、ストップ層２５２にくぼみを設ける工程を示す。（Ｆ）本発明の例示的な実施形態において、金属層２３２にくぼみを設ける工程を示す。（Ｇ）本発明の例示的な実施形態において、リリース材料２１２、第１の封止層２２２、金属層２３２、ストップ層２５２およびコア層２４２を覆って第２の封止層を堆積する工程を示す。（Ｈ）本発明の例示的な実施形態において、第２の封止層を研磨する工程を示す。（Ｉ）本発明の例示的な実施形態において、リリース材料を除去する工程を示す。
【図３】（Ａ）本発明の例示的な実施形態において、導電封止された片持ちビームを示す。（Ｂ）本発明の例示的な実施形態において、２つの封止された長さを電気的に分離するコア層２４２の長さによって分離された導電封止の２つの長さを示す。（Ｃ）本発明の例示的な実施形態において、２つの封止された長さを電気的に分離しコア層２４２に接する誘電材料の長さによって分離された導電封止の２つの長さを示す。
【図４】（Ａ）本発明の例示的な実施形態において、接地プレート４０４およびスイッチ・コンタクト４０２の上に位置する封止された片持ちビーム４１０を示す。（Ｂ）本発明の例示的な実施形態において、誘電材料の長さによって分離された導電封止の２つの長さ（一つの封止された長さは接地プレート４０４の上に位置し、かつもう一方の封止された長さはスイッチ・コンタクト４０２の上に位置する）を提供する封止された片持ちビームを示す。
【図５】（Ａ）本発明の例示的な実施形態において、２つの接地プレート４０４および１つのスイッチ・コンタクト４０２の上に位置する両端が支持された封止されたビームを示す。（Ｂ）本発明の例示的な実施形態において、誘電材料の２つの長さによって分離された導電封止の３つの長さを提供し、かつ２つの接地プレート４０４と２つのスイッチ・コンタクト４０２の上に位置する封止されたビームを示す。
【図６】（Ａ）本発明の例示的な実施形態において、ＣＭＯＳと互換性のある方法によって形成された多層金属封止ＭＥＭＳ構造を示す。（Ｂ）本発明の例示的な実施形態において、図（Ａ）の多層金属封止ＭＥＭＳ構造の第１層の平面図を示す。（Ｃ）本発明の例示的な実施形態において、図（Ａ）の多層金属封止ＭＥＭＳ構造の第１層の側面図を示す。（Ｄ）本発明の例示的な実施形態において、図（Ａ）の多層金属封止ＭＥＭＳ構造の第２層の平面図を示す。（Ｅ）本発明の例示的な実施形態において、図（Ａ）の多層金属封止ＭＥＭＳ構造の第１および第２層の側面図を示す。（Ｆ）本発明の例示的な実施形態において、図（Ａ）の多層金属封止ＭＥＭＳ構造の第３層の平面図を示す。（Ｇ）本発明の例示的な実施形態において、図（Ａ）の多層金属封止ＭＥＭＳ構造の第１、第２および第３層の側面図を示す。（Ｈ）本発明の例示的な実施形態において、図（Ａ）の多層金属封止ＭＥＭＳ構造の断面図を示す。
【図７】（Ａ）本発明の例示的な実施形態において、誘導コイルを形成する封止ＭＥＭＳ構造の平面図を示す。（Ｂ）本発明の例示的な実施形態において、誘導コイルを形成する封止ＭＥＭＳ構造の一部の断面図を示す。
【符号の説明】
【００８９】
１００  高周波（ＲＦ）スイッチ
１０２  （半導体）基板
１０４  サポート（支持体）
１０６  片持ちビーム
１１２  １１４  電気的コンタクト
１２２  電界プレート
１２４  接地プレート
２０２  半導体基板
２０４  絶縁層
２１２  リリース材料
２２２  （第１の）封止層
２３２  金属層
２４２  コア層
２５２  ストップ層
２６２  第２の封止層
４０２  スイッチ・コンタクト
４０４  接地プレート
４１０  片持ちビーム
５１０  ビーム
６１２  第１の金属層
６１４  第１の絶縁層
６２２  第２の金属層
６２４  第２の絶縁層
６３２  第３の金属層
７００  誘導コイル
７０１  誘導コイルの外端
７０３  誘導コイルの内端（内部コア層）
７０５  封止層
７０７  コア層
【図１】
2004167671.tif 000003
【図２】
2004167671.tif 000004
【図３】
2004167671.tif 000005
【図４】
2004167671.tif 000006
【図５】
2004167671.tif 000007
【図６】
2004167671.tif 000008
【図７】
2004167671.tif 000009