ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ МИКРОПРИВОД

Полезная модель относится к коммутационной и радиочастотной технике, а именно к интегральным микромеханическим ключам и интегральным микромеханическим переменным конденсаторам, и может быть использована как в интегральных переключателях, коммутаторах, фазосдвигателях и фильтрах, так и в радиотехнических и коммутационных приборах, изготовленных на основе гибридной и микромодульной технологии.
Известна конструкция интегрального электростатического микропривода [1], содержащая основание, нижний электрод, лежащий на основании, верхний электрод, закрепленный на основании и находящийся над нижним электродом на некотором расстоянии. Действие микропривода заключается в совершении работы верхним электродом при подаче разности потенциалов на электроды. Недостатком такой конструкции микропривода является возможность замыкания электродов из-за отсутствия слоя диэлектрика между ними.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является конструкция интегрального электростатического микропривода [2], содержащая основание, нижний электрод, лежащий на основании, верхний электрод, закрепленный на основании и находящийся над нижним электродом на некотором расстоянии и диэлектрический слой, закрепленный на нижней поверхности верхнего электрода. Действие микропривода заключается в совершении работы верхним электродом при подаче разности потенциалов на электроды. Такая конструкция интегрального микромеханического ключа имеет изолированные друг от друга электроды, однако обладает низкой надежностью из-за заряжания слоя диэлектрика на нижней поверхности верхнего электрода вследствие инжекции носителей заряда при подаче разности потенциалов на электроды.
Целью данной полезной модели является получение интегрального электростатического микропривода, имеющего изолированные друг от друга электроды и обладающего высокой надежностью за счет уменьшения площади диэлектрического слоя на нижней поверхности верхнего электрода.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Интегральный электростатический микропривод содержит основание и нижний электрод, лежащий на основании. На основании закреплен верхний электрод. Верхний электрод находится над нижним электродом на некотором расстоянии и на нижней поверхности верхнего электрода или на верхней поверхности нижнего электрода размещены диэлектрические области.
Предлагаемая конструкция позволяет достичь более низкой величины заряда, инжектированного в диэлектрик и, соответственно, более высокой надежности интегрального электростатического микропривода. Это обусловлено меньшей площадью диэлектрика на нижней поверхности верхнего электрода. В силу наличия на нижней поверхности верхнего электрода отдельных диэлектрических областей, суммарная площадь которых меньше, чем площадь сплошного диэлектрического слоя, величина заряда, инжектированного в диэлектрик, меньше, чем в случае сплошного слоя диэлектрика на нижней поверхности верхнего электрода. Уменьшение величины заряда пропорционально уменьшению площади диэлектрика. В результате, сила электростатического притяжения между электродами, возникающая из-за накопления заряда в диэлектрике, уменьшается, за счет чего увеличивается время инжекции, необходимой для достижения критической величины заряда и, следовательно, достигается более высокая надежность интегрального электростатического микропривода.
На фиг.1 показана конструкция интегрального электростатического микропривода, где цифрами обозначены: 1 - основание, 2 - нижний электрод, 3 - верхний электрод, 4 - диэлектрические области.
На фиг.2 (а-г) показаны основные этапы способа формирования интегрального электростатического микропривода. На основании 1, в качестве которого может быть взята пластины из монокристаллического кремния, с помощью осаждения нитрида кремния формируют изолирующий слой 5, далее из проводящего материала, получаемого с помощью осаждения, например, поликристаллического кремния, формируют нижнюю электрод 2, затем из оксида кремния, получаемого с помощью осаждения, формируют жертвенный слой 6, в котором формируют углубления 7, затем на пластину осаждают слой нитрида кремния, из которого в углублениях в жертвенном слое формируют диэлектрические области 4, далее из проводящего материала, получаемого с помощью осаждения, например,
поликристаллического кремния, формируют верхний электрод 3, затем с помощью селективного травления удаляют жертвенный слой 6.
Источники, использованные при составлении заявки:
1. P.M.Zavracky, N.E.McGruer, R-H.Morrison, and D.Potter, Microswitches and microrelays with a view toward microwave application, Int. J. RF Microwave CAE, Vol.9, No4, pp.338-347, 1999.
2. R.E.Mihailovich и др., MEM Relay for Reconfigurable RF Circuits, Microwave and Wireless Components Letters, vol.11, no.2, p.53, Feb. 2001 - прототип.