СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЭМС КОММУТАТОРА
METHOD OF PRODUCING MEMS SWITCH

Изобретение относится к микросистемной технике, а именно к способу изготовления МЭМС коммутаторов, имеющих контактную систему.
В настоящее время существуют МЭМС коммутаторы различных конструкций (консольного типа, мембранные, мосты) с металлическими контактами, имеющие разные механизмы срабатывания (электростатический, тепловой, пьезоэлектрический, электромагнитный).
Несмотря на различия в конструкции коммутаторов с металлическими контактами, процесс формировании верхнего контакта сводится к процессу травления жертвенного слоя на глубину, которая определяет высоту верхнего контакта [l].
Поскольку процесс травления является трудно контролируемым и зависит от многих обстоятельств (флуктуации температурного режима и состава травителя, разброса характеристик жертвенного слоя и пр.), размер углубления под верхний контакт колеблется, приводя к отклонению высоты верхнего контакта и, соответственно, к изменению его омического сопротивления и величины межконтактного зазора, что, в свою очередь, ведет к отклонению характеристик коммутатора от расчетных.
Техническим результатом изобретения является получение стабильных характеристик МЭМС коммутаторов, таких как омическое сопротивление, управляющее напряжение, время срабатывания, переходное сопротивление контактов, за счет формирования металлического контакта и получения межконтактного зазора строго фиксированной величины с высокой воспроизводимостью.
Для достижения указанного выше технического результата предлагается выполнять два жертвенных слоя, причем толщина первого слоя выбирается равной расчетному значению суммы высот верхнего и нижнего контактов, а толщина второго жертвенного слоя равна расчетному значению межконтактного зазора. В первом жертвенном слое вытравливается сквозное, до поверхности нижнего контакта, отверстие. Затем выполняется второй жертвенный слой, толщина которого равна расчетному значению межконтактного зазора. Таким образом, углубление под верхний контакт и межконтактный зазор имеют контролируемый размер. Далее формируют верхний контакт, подвижную часть необходимой конструкции и вытравливают весь жертвенный слой.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен этап формирования нижнего управляющего электрода, нижнего контакта и первого жертвенного слоя.
На фиг.2 изображен этап травления первого жертвенного слоя в области нижнего контакта.
На фиг.3 изображен этап формирования второго жертвенного слоя.
На фиг.4 изображен этап формирования верхнего контакта, верхнего управляющего электрода и подвижной части.
При этом на чертежах и далее по тексту:
поз.1 - подложка;
поз.2 - нижний контакт;
поз.3 - нижний управляющий электрод;
поз.4 - первый жертвенный слой;
поз.5 - второй жертвенный слой;
поз.6 - верхний контакт;
поз.7 - подвижная часть;
поз.8 - верхний управляющий электрод;
1
h - толщина первого жертвенного слоя;
2
h - толщина второго жертвенного слоя;
3
h- высота углубления под верхний контакт.
1
2
3
Изобретение осуществляется следующим образом: на подложку поз.1 поэтапно наносят электродный слой, в котором формируют нижний управляющий электрод поз.3 и нижний контакт поз.2. Поверх электродного слоя наносят первый жертвенный слой поз.4, причем толщина первого слоя h выбирается равной расчетному значению суммы высот верхнего и нижнего контактов (фиг.1), вытравливают в жертвенном слое рельеф с образованием отверстия до поверхности нижнего контакта поз.2 (фиг.2). Затем выполняют второй жертвенный слой поз.5, толщина которого h равна расчетному значению величины межконтактного зазора (фиг.3). Таким образом, высота углубления под верхний контакт h и межконтактный зазор имеют контролируемый размер. Далее формируют верхний контакт поз.6, подвижную часть поз.7 необходимой конструкции и верхний управляющий электрод поз.8. Затем вытравливают весь жертвенный слой (фиг.4).
Литература
1. 3аявка RU 2008101689 «Устройства МЭМС, имеющие поддерживающие структуры, и способы их изготовления». Дата приоритета 20.07.2006 г.