(57)【要約】  ＭＥＭＳ固定コンデンサー（１）は、基板（Ｓ）の上に形成された下部金属電極（３）、下部金属電極の上に金属支柱（５）によって支持された上部金属電極（２）、及び前記上部金属電極（２）と前記下部金属電極（３）の間に非固体誘電体層を形成するガス含有間隙（４）を含み、前記上部金属電極（２）と前記下部金属電極（３）の間の距離（Ｄ）が１μｍ以下であり、前記上部金属電極（２）の厚さ（Ｅ）が１μｍ以上である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（Ｓ）の上に形成された下部金属電極（３）、下部金属電極の上に金属支柱（５；５’）によって支持された上部金属電極（２）、及び前記上部金属電極（２）と前記下部金属電極（３）の間に非固体誘電体層を形成するガス含有間隙（４）を含むＭＥＭＳ固定コンデンサー（１；１’）であって、前記上部金属電極（２）と前記下部金属電極（３）の間の距離（Ｄ）が１μｍ以下であり、前記上部金属電極（２）の厚さ（Ｅ）が１μｍ以上である、ＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項２】
上部金属電極（２）の厚さ（Ｅ）が１．５μｍ以上である、請求項１に記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項３】
上部金属電極（２）の厚さ（Ｅ）が２μｍ以上である、請求項１に記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項４】
上部金属電極（２）と下部金属電極（３）の間の距離（Ｄ）が０．４μｍ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項５】
上部金属電極（２）と下部金属電極（３）の間の距離（Ｄ）が０．１５μｍ以上である、請求項１〜４のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項６】
少なくとも４５Ｖまで、より好ましくは少なくとも１００Ｖまでの電圧Ｖに対して１０‐４以下の変形性パラメーターＤＥＦを具備し、変形性パラメータＤＥＦが以下の式によって規定される、請求項１〜５のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー：
ＤＥＦ＝ΔＣ／（Ｖ２・Ｃ０）
式中、Ｖは、上部金属電極と下部金属電極の間に付与される電圧の値であり、Ｃ０は、上部金属電極（２）と下部金属電極（３）の間に付与される電圧が全くないＭＥＭＳ固定コンデンサーの容量値であり、ΔＣは、電圧Ｖが上部金属電極（２）と下部金属電極（３）の間に付与されるときの容量値の変動量である。
【請求項７】
上部金属電極（２）と下部金属電極（３）が同じ金属から作られる、請求項１〜６のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項８】
上部金属電極（２）と下部金属電極（３）が異なる金属から作られる、請求項１〜６のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項９】
上部金属電極（２）が金中にある、請求項１〜８のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項１０】
前記ガス含有間隙（４）が、誘電体ガスを含有する間隙である、請求項１〜９のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項１１】
前記ガス含有間隙（４）が、空気を含有する間隙である、請求項１〜９のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項１２】
前記ガス含有間隙（４）が、不完全真空下でガスを含有する間隙である、請求項１〜９のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項１３】
金属支柱（５，５’）が、上部金属電極の湾曲を回避するために上部金属電極（１２）の全面積に分布されている、請求項１〜１２のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサーを少なくとも一つ埋め込んだ少なくとも一つの電気相互接続線（ＩＬ１）を含む集積回路（ＩＣ）。
【請求項１５】
ＭＥＭＳ固定コンデンサー、特に請求項１〜１３のいずれかに記載のＭＥＭＳ固定コンデンサー（１；１’）の製造方法であって、以下の工程を含む方法：
（ａ）基板（Ｓ）の上に下部金属層（Ｌ１）を付着する；
（ｂ）下部金属層（Ｌ１）に少なくとも一つの下部金属電極（３）を作製するように下部金属層（Ｌ１）をパターニングする；
（ｃ）下部金属層（Ｌ１）及び基板（Ｓ）の上に犠牲層（ＳＬ）を付着する；
（ｄ）犠牲層（ＳＬ）の全厚さを通してウェル（Ｗ）を作製するように犠牲層（ＳＬ）をパタ−ニングする；
（ｅ）支持支柱（５；５’）を形成するために犠牲層（ＳＬ）のウェル（Ｗ）に金属を充填する；
（ｆ）犠牲層（ＳＬ）の上に少なくとも一つの上部金属層（Ｌ３／Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ）を付着する；
（ｇ）少なくとも一つの上部金属電極（２）を形成するために上部金属層（Ｌ３／Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ）をパターニングする；
（ｈ）犠牲層（ＳＬ）全体を除去し、上部金属電極（２）と下部金属電極（３）の間に空気間隙（４）を作製するために犠牲層（ＳＬ）をエッチングする。
【請求項１６】
工程（ｅ）及び（ｆ）が別個にかつ連続して実施される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ｅ）及び（ｆ）が、犠牲層（ＳＬ）に前もって形成されたウェル（Ｗ）を充填するように犠牲層（ＳＬ）の上に少なくとも一つの上部金属層（Ｌ３／Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ）を付着することによって同時に実施される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
上部金属電極（２）の厚さ（Ｅ）が１．５μｍ以上、好ましくは２μｍ以上である、請求項１５〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
上部金属電極（２）と下部金属電極（３）の間の距離（Ｄ）が０．４μｍ以下である、請求項１５〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
上部金属電極（２）と下部金属電極（３）の間の距離（Ｄ）が０．１５μｍ以上である、請求項１５〜１９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体層を形成するガス含有間隙を有する新規なＭＥＭＳ固定コンデンサー、かかる新規なＭＥＭＳ固定コンデンサーを埋め込んだ少なくとも一つの電気相互接続線を含む集積回路（ＩＣ）、及び前記ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサーは、従来技術で良く知られており、二つの金属電極の間に誘電絶縁体材料を挿入することによって実施される。誘電体材料の品質は、コンデンサーの品質係数（Ｑ）に極めて強い影響を持つ。１００以上の高い品質係数をも持つマイクロ波操作のために好適な別個のコンデンサー製品を見い出すことは普通である。しかしながら、かかる高い値は、極めて高い品質の誘電体膜の使用を要求し、それは、特別に良く制御された製造方法を要求する。
【０００３】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）コンデンサーもまた、良く知られており、例えばＰＣＴ出願ＷＯ２００６／０６３２５７及び米国特許第６４３７９６５号に記載されている。
【０００４】
特に、実質的に固定された容量値を有し、「ＭＥＭＳ固定コンデンサー」として言及されるＭＥＭＳコンデンサーは、ＰＣＴ出願ＷＯ２００６／０６３２５７に開示されている。前記ＭＥＭＳ固定コンデンサー（特に図８Ａ参照）は、三つの金属電極、即ち上部電極（容量板ＣＰ１）、下部電極（容量板ＣＰ２）、及び前記上部電極と前記下部電極の間に介在される中間電極（容量板ＣＰ３）を含む。上部電極ＣＰ１は、下部電極ＣＰ２に電気的に接続される。下部電極ＣＰ２は、誘電体層（ＤＥ）の上に形成され、それは基板（Ｓ）の上に付着される。中間電極ＣＰ３は、中間電極ＣＰ３と下部電極ＣＰ２の間の小さな厚さ（一般的に約０．５μｍ）の空気間隙で下部電極ＣＰ２の上に形成される。前記空気間隙は、誘電絶縁体層を形成し、二つの電極ＣＰ２，ＣＰ３の間に前もって形成された犠牲層をエッチングすることによって得られる。上部電極ＣＰ１は、上部電極ＣＰ１と中間電極ＣＰ３の間に介在される厚いビーム酸化物層ＢＯＬの上に形成される。従って、前記上部電極ＣＰ１は、静電力の引力下で実質的に変形可能ではない。この厚いビーム酸化物層ＢＯＬは、一般的には約２μｍの厚さを有し、これらの電極ＣＰ１，ＣＰ３に対して必要な機械強度を与える。ＰＣＴ出願ＷＯ２００６／０６３２５７の変形例では、厚いビーム酸化物層ＢＯＬは、二つの容量板ＣＰ２及びＣＰ３の間の間隙を維持するために必要な構造層である。しかしながら、この厚いビーム酸化物層ＢＯＬは、製造工程を複雑化する。さらに、この厚いビーム酸化物層ＢＯＬは、コンデンサーの品質係数を低下する誘電損失を伴ない、下部電極ＣＰ２と中間電極ＣＰ３の間に形成された空気コンデンサーの利益を損ない、高い頻度で前記ＭＥＭＳ固定コンデンサーの使用を有害に制限する場合がある。
【０００５】
可変容量値を有するＭＥＭＳコンデンサーもまた知られ、例えばＰＣＴ出願ＷＯ２００９／５７９８８及び米国特許ＵＳ６４３７９６５に記載されている。ＵＳ６４３７９６５に開示されたコンデンサーは、基板上の下部容量電極、及び下部容量電極の上に浮かせられた上部容量電極を形成する可動ブリッジを含む。前記ブリッジは、変形可能であり、高低選択可能容量値を与えるために、電気作動力下で下方位置と上方位置の間で移動可能である。
【０００６】
可変容量値を有するかかるＭＥＭＳコンデンサーは、静止時の下部と上部容量電極の間の厚い空気間隙、及び電気作動力下で容易に湾曲可能であるために小さい厚さの上部容量電極を含む。可変容量値を有するＭＥＭＳコンデンサーは、本質的に以下の欠点を持つ：
−  誘電体の静止摩擦、
−  ＭＥＭＳの機械的挙動を変更する誘電体充電、
−  機械的疲労、
−  自己作動（又は自己バイアス）及び自己保持（又はラッチング）、
−  低いＣｏｎ／Ｃｏｆｆ比（一般的には３〜１０）、
−  表面粗さによるＣｏｎ値について低い精度
−  大きい接触面積。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、新規なＭＥＭＳ固定コンデンサー、即ちＭＥＭＳ法を使用することによって製造され、実質的に固定された容量値を持ち（即ち、静電力の引力下で実質的に変形可能でない上部金属電極を持ち）、高い容量密度及び高い品質係数を持つことができるコンデンサーを提案することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、犠牲層を利用するＭＥＭＳ法で製造されることができる新規なＭＥＭＳ固定コンデンサーを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１に記載のＭＥＭＳ固定コンデンサーによって達成され、そのＭＥＭＳ固定コンデンサーは、基板の上に形成された下部金属電極、下部金属電極の上に金属支柱によって支持された上部金属電極、及び前記上部金属電極と前記下部金属電極の間に非固体誘電体層を形成するガス含有間隙を含み、前記上部金属電極と前記下部金属電極の間の距離（Ｄ）（即ち、ガス含有間隙の厚さ）が１μｍ以下であり、上部金属電極の厚さ（Ｅ）が１μｍ以上である。
【００１０】
上部電極と下部電極の間に強い電位差が存在するとき、大きい静電力の引力下で上部電極が湾曲し、それによってＭＥＭＳコンデンサーの容量値を損うように変更するという危険がある。この現象は、電極の表面が拡大されるとき、また、上部電極と下部電極の間の距離が減少されるときに明らかに増大する。
【００１１】
出願人は、上部電極と下部電極の間の距離の増加が容量密度を有害に減少すること、しかし上部電極と下部電極の間の距離が小さいほど、上部電極の変形性を有害に増加することを示した。逆に、出願人は、上部電極の厚さがコンデンサーの容量密度に実質的に影響しないこと、そして上部電極が厚いほど、上部電極の変形性を低下するために良好であることを示した。本発明の範囲では、上部と下部金属電極の間の小さい距離（即ち、１μｍ以下）と組み合わせた厚い上部金属電極（１μｍ以上）の使用は、有利に高い容量密度を持ち、かつ有利に上部金属電極が静電力の引力下であまり容易に変形しないＭＥＭＳ固定コンデンサーを達成することを可能にする。
【００１２】
さらに、固体誘電体層の代わりに上部と下部電極の間のガス含有間隙の発明における使用、及び厚い上部金属電極の使用は、幅広い周波数範囲内で、一般的には低周波数用途からマルチギガヘルツ周波数用途までで高い品質係数を持つコンデンサーをより容易にかつより低い製造コストで達成することを可能にする。
【００１３】
本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーの上部電極の変形性は、以下の変形性パラメーターＤＥＦによって規定されることができる：
ＤＥＦ＝ΔＣ／（Ｖ２・Ｃ０）、但し：
−  Ｖは、上部金属電極と下部金属電極の間に付与される電圧の値であり、
−  Ｃ０は、上部金属電極と下部金属電極の間に付与される電圧が全くないＭＥＭＳ固定コンデンサーの容量値であり、
−  ΔＣは、電圧Ｖが上部金属電極と下部金属電極の間に付与されるときの容量値の変動量である。
ΔＣ＝Ｃ１−Ｃ０，Ｃ１は電圧Ｖが上部金属電極と下部金属電極の間に付与されるときのＭＥＭＳ固定コンデンサーの容量値である。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態では、ＭＥＭＳ固定コンデンサーは、少なくとも４５Ｖまで、より好ましくは少なくとも１００Ｖまでの電圧Ｖに対して１０−４以下（即ち、ΔＣ／（Ｖ２・Ｃ０）≦１０−４）である変形性パラメーターＤＥＦを具備する。
【００１５】
本発明はまた、上記のＭＥＭＳ固定コンデンサーを少なくとも一つ埋め込んだ少なくとも一つの電気相互接続線を含む集積回路（ＩＣ）に関する。
【００１６】
本発明はさらに、ＭＥＭＳ固定コンデンサーの新規な製造方法に関し、その方法は以下の工程を含む：
（ａ）基板の上に下部金属層を付着する；
（ｂ）下部金属層に少なくとも一つの下部金属電極を作製するように下部金属層をパターニングする；
（ｃ）下部金属層及び基板の上に犠牲層を付着する；
（ｄ）犠牲層の全厚さを通してウェルを作製するように犠牲層をパタ−ニングする；
（ｅ）支持支柱を形成するために犠牲層のウェルに金属を充填する；
（ｆ）犠牲層の上に少なくとも一つの上部金属層を付着する；
（ｇ）少なくとも一つの上部金属電極を形成するために上部金属層をパターニングする；
（ｈ）犠牲層全体を除去し、上部金属電極と下部金属電極の間に空気間隙を作製するために犠牲層をエッチングする。
【００１７】
第一変形例では、前記工程（ｅ）及び（ｆ）は別個にかつ連続して実施される。別の変形例では、前記工程（ｅ）及び（ｆ）は、犠牲層に前もって形成されたウェルを充填するように犠牲層の上に少なくとも一つの上部金属層を付着することによって同時に実施される
【００１８】
最終の乾燥工程（ｉ）は、それ自体既に知られているが、例えば超臨界ＣＯ２のような乾燥ガスを吹き付けることによって、又はマランゴニ効果を実施することによって、又はアルコール昇華によってエッチング工程（ｈ）の後に実施されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の特徴及び利点は、非網羅的で非限定的な方法で作られた以下の詳細な説明を読み、添付図面を参照すると、より明確になるだろう。
【図１】図１は、本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサー（第一変形例）の平面図である。
【図２】図２は、図１のＭＥＭＳ固定コンデンサーのＩＩ−ＩＩ面の垂直断面図である。
【図３】図３は、図１のＭＥＭＳ固定コンデンサーのＩＩＩ−ＩＩＩ面の垂直断面図である。
【図４】図４は、ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための主な異なる連続工程を示す垂直断面図である。
【図５】図５は、ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための主な異なる連続工程を示す垂直断面図である。
【図６】図６は、ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための主な異なる連続工程を示す垂直断面図である。
【図７】図７は、ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための主な異なる連続工程を示す垂直断面図である。
【図８】図８は、ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための主な異なる連続工程を示す垂直断面図である。
【図９】図９は、ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための主な異なる連続工程を示す垂直断面図である。
【図１０】図１０は、ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための主な異なる連続工程を示す垂直断面図である。
【図１１】図１１は、ＭＥＭＳ固定コンデンサーを製造するための主な異なる連続工程を示す垂直断面図である。
【図１２】図１２は、本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーの第二変形例の平面図である。
【図１３】図１３は、図１２のＭＥＭＳ固定コンデンサーのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ面の垂直断面図である。
【図１４】図１４は、図１のＭＥＭＳ固定コンデンサーのＸＩＶ−ＸＩＶ面の垂直断面図である。
【図１５】図１５は、本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーの第三変形例の垂直断面図である。
【図１６】図１６は、本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーの第四変形例の垂直断面図である。
【図１７】図１７は、本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーの第五変形例の垂直断面図である。
【図１８】図１８は、上部金属電極厚さの関数としてＭＥＭＳ固定コンデンサーの容量密度を示すグラフである。
【図１９】図１９は、上部金属電極と下部金属電極の間の距離の関数としてＭＥＭＳ固定コンデンサーの容量密度を示すグラフである。
【図２０】図２０は、支持金属支柱間の距離の関数としてＭＥＭＳ固定コンデンサーの容量密度を示すグラフである。
【図２１】図２１は、上部電極の厚さの関数としてＭＥＭＳ固定コンデンサーの変形性（ＤＥＦ）を示すグラフである。
【図２２】図２２は、上部金属電極と下部金属電極の間の距離の関数としてＭＥＭＳ固定コンデンサーの変形性（ＤＥＦ）を示すグラフである。
【図２３】図２３は、支持金属支柱間の距離の関数としてＭＥＭＳ固定コンデンサーの変形性（ＤＥＦ）を示すグラフである。
【図２４】図２４は、本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーを複数含むデジタルコンデンサーバンクの平面図である。
【図２５】図２５は、図２４のデジタルコンデンサーバンクのＸＸＶ−ＸＸＶ面の垂直断面図である。
【図２６】図２６は、図２４のデジタルコンデンサーバンクの電気的等価図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜３の変形例
図１〜３の変形例を参照すると、ＭＥＭＳ固定コンデンサー１は、基板Ｓの上に付着された三つの金属層Ｌ１，Ｌ２及びＬ３（即ち、基板Ｓの上に直接付着された下部金属層Ｌ１、下部金属層Ｌ１の上に直接付着された中間金属層Ｌ２、及び上部金属層Ｌ３）から作られる。基板Ｓは、例えばケイ素、シリコン・オン・インシュレーター、シリコン・オン・サファイア、ガリウムヒ素、窒化ガリウム、ガラス、溶融シリカ、溶融石英、アルミナ、又は半導体及びマイクロエレクトロニクスデバイスの製造のために使用される他の基板材料から作られることができる。
【００２１】
ＭＥＭＳ固定コンデンサー１は、上部金属層Ｌ３に形成された一定厚さＥの上部金属電極２、及び下部金属層Ｌ１に形成された下部金属電極３を含む。上部電極２は、下部金属電極３と接触していない金属支柱５によってのみ下部電極３の上に支持される。この特定の変形例では、金属支柱５は、中間金属層Ｌ２に形成される。
【００２２】
空気間隙４は、上部電極２と下部電極３の間に与えられる。この特定の変形例では、上部電極２と下部電極３の間の距離Ｄ（即ち、空気間隙４の厚さ）は、電極の全表面にわたって一定である。
【００２３】
図２及び３を参照すると、下部電極３を金属支持支柱５から分離するために下部金属層Ｌ１に中断７が作られる。
【００２４】
図３を参照すると、下部電極３は、中間金属層Ｌ２及び上部金属層Ｌ３のそれぞれの二つの部分８ａ及び８ｂから作られた金属接続８に接続される。上部電極３をこの金属接続８から分離するために上部金属層Ｌ３に中断９が与えられる。
【００２５】
金属層Ｌ１，Ｌ２及びＬ３は、例えば金、アルミニウム、銅、又は導電性合金のような高い導電性を有する金属から作られることができる。
【００２６】
図１２〜１４の変形例
図１２〜１４の変形例では、ＭＥＭＳ固定コンデンサーは、上部電極２を支持するための追加の円柱形支柱５’を含む。支持支柱５及び５’は、静電力の引力下で上部金属電極２の湾曲を避けるために上部金属電極の全領域に分布される。これらの追加の支柱５’は、大きな表面を有する上部電極２のために有用である。図１２の特定の変形例では、追加の支柱５’の横断面は円形である。しかしながら、追加の支柱５’の横断面は他の異なる形状を持つことができ、特に多角形形状（長方形、正方形、・・・）を持つことができる。この変形例では、各支柱５’は、二つの次の支柱５’と正三角形を形成する。別の変形例では、支柱５’は、異なるように配置されることができる。
【００２７】
シミュレーションの結果−図１８〜２３
容量密度（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ＿Ｄｅｎｓｉｔｙ）及び変形性（ＤＥＦ）のシミュレーションが、金層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から作られた本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーの異なる構造に対して行なわれた。
【００２８】
上部電極２の変形性を特徴づけるためのパラメーターＤＥＦは既に前に規定された。容量密度（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ＿Ｄｅｎｓｉｔｙ）は以下の式によって与えられる：
Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ＿Ｄｅｎｓｉｔｙ＝Ｃ／Ｓｔｏｔ
−  Ｃはコンデンサーの容量である；
−  Ｓｔｏｔは、特に支柱を含むコンデンサーの全表面積である。
【００２９】
明確のため、図１〜１２を参照すると、コンデンサーの全表面積Ｓｔｏｔは、Ｓｔｏｔ＝ａ×ｂの式によって与えられる。
【００３０】
特に、図１２〜１４の構造について実施されたシミュレーションの結果は図１８〜２３に示される。
−  図１８及び２１：上部電極２の厚さＥは１μｍから５μｍまで変動される；
−  図１９及び２２：上部電極２と下部電極３の間の空気間隙４の厚さＤは０．１μｍから０．４μｍまで変動される；
−  図２０及び２３：追加の支柱５’間の距離ｄは２５μｍから５０μｍまで変動される。
パラメーターの各組について容量密度（図１８〜２０）及び上部電極の変形性（図２１〜２３）が１５Ｖに等しい電圧Ｖに対して計算される。
【００３１】
図１８及び２１のグラフについて、空気間隙４の距離Ｄは２００ｎｍに設定され、支柱５間の距離ｄは３５μｍに設定された。図１９及び２２のグラフについて、上部電極２の厚さは２μｍに設定され、支柱５間の距離ｄは３５μｍに設定された。図２０及び２３のグラフに対して、空気間隙４の距離Ｄは２００ｎｍに設定され、上部電極２の厚さは２μｍに設定された。
【００３２】
図１９及び２２は、上部と下部電極２，３の間の距離Ｄの増加が容量密度を有害に減少するが、上部と下部電極２，３の間の距離が大きいほど、上部電極の変形性を有害に減少することを示す。逆に、図１８は、上部電極２の厚さＥがコンデンサーの容量密度に実際に影響しないことを示し、図２１は、上部電極２が厚いほど、上部電極の変形性を減少するために良好であることを示す。
【００３３】
本発明の範囲では、静電力の引力下で有利に実質的に変形できない上部電極２を有するＭＥＭＳ固定コンデンサーを達成するために、パラメーターＤＥＦは、少なくとも４５Ｖまで、さらにより好ましくは少なくとも１００Ｖまでの電圧に対して１０−４以下であることが好ましい。
【００３４】
特に、静電力引力下で有利には実質的に変形できない上部電極２を有し、かつ高い容量密度を持つＭＥＭＳ固定コンデンサーを達成するために、上部電極２の厚さＥは１μｍ以上、好ましくは１．５μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上であり、上部と下部電極２．３の間の距離Ｄは好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以下であり、かつ好ましくは０．１５μｍ以上である。
【００３５】
図２０及び２３は、図１２の変形例における支柱５’の間の距離ｄの増加が容量密度を増加する（図２０）が、逆に上部電極２の変形性を強く増加する（図２３）ことを示す。好ましくは、追加の支柱５’を有する図１２の変形例では、追加の支柱５間の距離ｄは２５μｍ〜５０μｍの値に設定されるだろう。
【００３６】
本発明では、固体誘電体層の代わりに上部と下部電極の間のガス含有間隙４の使用は、幅広い周波数範囲内で、一般的には低周波数用途からマルチギガヘルツ周波数用途までで高い品質係数を有するコンデンサーをより簡単にかつより低い製造コストで達成することを可能にする。特に、本発明によれば、例えば極めて高い周波数で、一般的に７００ＭＨｚより高い周波数で、さらに好ましくは２ＧＨｚより高い周波数で、１００より高い、さらには１０００より高い品質係数を有する固定ＭＥＭＳコンデンサーを作ることを可能にする。
【００３７】
本発明の範囲では、前記ガス含有間隙４は、誘電体ガスを含有する間隙であることができる。製造の容易のため誘電体ガスとして空気が好ましいが、本発明は空気間隙に限定されず、間隙４は、例えば窒素、アルゴンを含む他の誘電体ガスを充填されることができる。一変形例では、間隙４はまた、ガス、特に空気を不完全真空下で含有することができる。
【００３８】
製造方法−図４〜１１
本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサー１は、図４〜１１を参照して以下に記載される連続製造工程を実施することによって容易にかつ低コストで製造されることができる。
【００３９】
工程１／８−図４
金属の第一層（下部層）が基板Ｓの上に付着される。層Ｌ１の金属は例えば金であり、基板Ｓは例えばケイ素から作られる。
【００４０】
工程２／８−図５
層Ｌ１は、下部層Ｌ１に中断７及び少なくとも一つの下部電極３を作製するような方法でパターニングされる。
【００４１】
工程３／８−図６
犠牲層ＳＬが下部層Ｌ１及び基板Ｓの上に付着される。この犠牲層ＳＬは単一層又は複数層であることができ、特に例えばクロム及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からそれぞれ作られる二つの重ね合わせられた層から作られた二層であることができる。犠牲層ＳＬはまた、例えば銅、クロムなどの金属から作られることができる。犠牲層ＳＬはまた、例えばＰＭＧＩ（ポリジメチルグルタルイミド）、ＡＺ１５１８などのマイクロエレクトロニクスに使用される感光性樹脂から作られることができる。
【００４２】
工程４／８−図７
犠牲層ＳＬは、犠牲層ＳＬの全厚さを通してウェルを作るような方法でパターニングされる。前記ウェルは、支柱５の構築のため（及び図１２の変形例における追加の支柱５’の構築のため）後で使用されるだろう。
【００４３】
工程５／８−図８
第二金属付着工程（中間層Ｌ２）は、例えば金のような金属でウェルＷを充填するために電気めっきによって実施される。
【００４４】
工程６／８−図９
第三金属層（例えば金層）は、犠牲層ＳＬの上部表面を覆う上部金属層Ｌ３を形成するために犠牲層ＳＬの上に付着される。
【００４５】
工程７／８−図１０
上部金属層Ｌ３は、中断９及び上部金属電極２を形成するためにパターニングされる。
【００４６】
工程８／８−図１１
最終解放工程は、犠牲層ＳＬ全体を除去し、特に上部電極と下部電極３の間の空気間隙４を作製するために犠牲層ＳＬをエッチングすることによって実施される。
【００４７】
最終乾燥工程は、それ自体既によく知られているが、例えば超臨界ＣＯ２のような乾燥ガスを吹き付けることによって、又はマランゴニ効果を実施することによって、又はアルコール昇華によってエッチング工程８／８の後に実施されることができる。
【００４８】
図１５の変形例
図１５の変形例では、上部電極は、二つの別個の金属層Ｌ３ａ及びＬ３ｂから作られる。上部層Ｌ３ｂは、機械的特性に依存して下部層Ｌ３ａの全て又は一部を覆うことができる。
【００４９】
図１６の変形例
図１６の変形例では、上部電極２と下部電極３の間の空気間隙の厚さＤを減少するために上部層Ｌ３にブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）工程が実施された。
【００５０】
図１７の変形例
この変形例では、二つの金属層Ｌ１及びＬ３だけが使用され、支柱５は上部電極２と同時に同じ金属層Ｌ１から加工されかつ形成される。
【００５１】
標準的な集積回路（ＩＣ）は、例えば容量性又は抵抗スイッチ、インダクタンス、オーム抵抗を含む二つの電気的機能回路又は要素を接続するための電気相互接続線を常に含む。前記相互接続線は、例えば簡単な金属ストリップ、マイクロストリップ、共平面導波路（ＣＰＷ）、ストリップラインであることができる。有利には、本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサー１又は１’は、集積回路（ＩＣ）の面積を増加させずに標準的なＩＣの電気相互接続線に容易に埋め込まれることができる。ＩＣにおけるＭＥＭＳ固定コンデンサーのモノリシック集積化のためのＩＣの相互接続線のこの賢い使用は、例えばコンデンサーバンクを標準的なＩＣに埋め込ませるため又は容量性機能をＩＣに加えるために有用でありうる。
【００５２】
図２４及び２５は、集積回路（ＩＣ）の相互接続線において複数の本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーを埋め込んだ集積回路（ＩＣ）の例を示す。図２４及び２５において、参照符号ＧはＩＣのアース端子を示す。
【００５３】
図２４を参照すると、集積回路（ＩＣ）は、この特定のケースでは、電気相互接続線ＩＬ１及びＩＬ２（信号線）によって並列に接続される四つのＭＥＭＳスイッチ（又はＭＥＭＳリレー）ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を含むデジタルコンデンサーバンク（図２６）である。この例では、相互接続線ＩＬ１は、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４について本発明のＭＥＭＳ固定コンデンサーＣａｐ１，Ｃａｐ２，Ｃａｐ３，Ｃａｐ４を埋め込んでいる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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