СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЭМС КОММУТАТОРА Российский патент 2011 года по МПК B81C3/00 

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;

h₁ - толщина первого жертвенного слоя;

h₂ - толщина второго жертвенного слоя;

h₃ - высота углубления под верхний контакт.

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 h₁ 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 h₂ равна расчетному значению величины межконтактного зазора (фиг.3). Таким образом, высота углубления под верхний контакт h₃ 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.

Изобретение относится к микросистемной технике, а именно к способу изготовления МЭМС коммутаторов, имеющих контактную систему. 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. Сущность изобретения: в способе изготовления МЭМС коммутатора на подложку поэтапно наносят электродный слой, в котором формируют нижний управляющий электрод и нижний контакт. Поверх электродного слоя наносят первый жертвенный слой, толщина которого - сумма высот верхнего и нижнего контактов, вытравливают в жертвенном слое рельеф с образованием отверстия до поверхности нижнего контакта. Затем выполняют второй жертвенный слой, толщина которого равна расчетному значению межконтактного зазора. Далее формируют верхний контакт, подвижную часть необходимой конструкции, верхний управляющий электрод и вытравливают весь жертвенный слой. 4 ил.

Способ изготовления МЭМС коммутатора, согласно которому на подложку поэтапно наносят электродный слой, в котором формируют нижний управляющий электрод и нижний контакт, поверх электродного слоя наносят жертвенный слой, формируют верхний контакт, подвижную часть необходимой конструкции, верхний управляющий электрод и вытравливают весь жертвенный слой, отличающийся тем, что поверх электродного слоя наносят два жертвенных слоя, причем толщина первого жертвенного слоя равна расчетному значению суммы высот верхнего и нижнего контактов, а толщина второго жертвенного слоя равна расчетному значению межконтактного зазора, при этом в первом жертвенном слое вытравливают сквозное, до поверхности нижнего контакта, отверстие, затем выполняют второй жертвенный слой, далее формируют верхний контакт, подвижную часть необходимой конструкции, верхний управляющий электрод и вытравливают весь жертвенный слой.