微型繼電器的製作方法

2023-06-02 02:21:16

專利名稱：微型繼電器的製作方法
技術領域：
本發明總地來說涉及微型結構，並具體地說涉及由微型結構形成的繼電器及開關或閥。
背景技術：
電子繼電器廣泛用於各種應用中。這些應用包括例如選擇不同的導電路徑或開啟或關閉電路。
一般地是，繼電器包括線圈和用於接合或分離一對觸點的機械元件。在給線圈供能時，產生電磁場以接合觸點，形成電連接。
目前存在對消費品(例如，電子和通信產品)小型化的要求，這就產生了減小繼電器尺寸的相應需求。然而，傳統的電子機械繼電器不適於輕易小型化。例如，對於可以減小的線圈的尺寸存在限制，這種限制減少了利用繼電器產品的小型化程度。
上述討論證明了需要提供一種允許進一步小型化的繼電器結構。

發明內容
本發明涉及一種微結構繼電器。該繼電器包括一具有上和下部分的主體。提供了具有固定在主體上以形成懸臂的第一端的支撐元件。支撐元件的上表面和主體上部的下表面形成空腔。第一接觸區位於支撐元件第二端部的上表面上。第一接觸區包括第一觸點，當支撐元件被向上朝該下表面移動時，該觸點被電連接到第二觸點上。
根據本發明的一實施例，主體的上部被形成在主體下部上。這只要求一單獨的基板以製造該繼電器，避免了對將繼電器上和下部結合到一起的需要。
根據本發明的另一實施例，繼電器包括一S形支撐元件以提供多餘行程(over-travel)。第一和第二應力層被用於形成S形支撐元件。第一應力層引發壓應力以使支撐元件彎曲而遠離繼電器的上部，而第二層被設置以使第一接觸區在相反方向上朝著繼電器上部彎曲。第一應力層可以被構圖以位於支撐體上除了第一接觸區之外。在一實施例中，應力層包括用半導體加工技術形成的高溫材料。
提供了一種生產微結構的方法。該方法包括利用電化學蝕刻以形成微結構。電化學蝕刻依靠刻蝕阻擋層(etch stop layer)，例如，此層可以是一p-n節。例如，電化學蝕刻刻蝕p型摻雜部分或區域，而在n型摻雜區終止。在一實施例中，使用了一重摻雜的p型區。重摻雜p型區的使用使蝕刻能夠形成具有小於250μm的橫向尺寸的孔或槽。


圖1A至圖1B是根據本發明實施例的繼電器的橫截面圖和平面圖；圖2A至圖2B是根據本發明另一實施例繼電器的橫截面圖和平面圖；圖3至圖8是示出根據本發明實施例的繼電器生產方法的三維視圖；圖9至圖10是示出生產繼電器的替換方法的三維視圖；以及圖11至圖12是示出生產繼電器的另一方法的三維視圖。
具體實施例方式
本發明涉及微結構的製造。具體地，本發明涉及由微結構形成的繼電器。使用微結構能夠生產小型化繼電器。
圖1A至圖1B分別是根據本發明一實施例的微型繼電器的橫截面圖和平面圖。如圖所示，該繼電器包括一主體110。主體包括支撐元件160。該支撐元件在第一端部163被主體支撐，形成一懸臂。第一接觸區133被設置在支撐元件第二端部165附近。第一接觸區包括第一觸點131。
一間隙將支撐元件的頂面168與主體的表面109分開，形成空腔121。空腔允許支撐元件繞第一端部163轉動。表面109包括接觸區134，其上設置了第二觸點130。第二觸點通常被稱作相對觸點(counter contact)。第一和第二觸點被定位以使得當支撐元件向上朝表面109轉動時它們相互接觸。觸點的尺寸依賴於設計參數，並且可隨要求變化。典型地，觸點的高度為約2-10微米(μm)。
靜電力被用於將支撐元件朝表面109移動或轉動以使第一和第二觸點接合。繼電器結合了具有加載其上的相反電荷或相反偶極層的電極的使用以產生靜電力。
根據本發明的一實施例，第一電極141位於支撐元件的表面168上，而第二電極140位於主體的表面109上。電極與觸點絕緣。如圖所示，第一和第二電極相互對齊以在相反電荷加載到電極上時產生靜電力。介電層145被設置在第一或第二電極上，以防止當支撐元件朝表面109向上移動時短路。在所有電極上設置介電層也是有用的。
實際上，電極和介電層形成電容以用於產生靜電力。所產生的靜電力的大小依賴於例如電極表面積、加在電極上的電壓(接入電壓)和電極間距離。產生足夠靜電力需要的所加電壓依賴於設計參數，諸如支撐元件的剛度和所需接觸力。
在一實施例中，主體包括上和下部105和106。下部106優選地包括矽。其它晶體材料諸如砷化鎵也是有用的。諸如石英、陶瓷、玻璃、諸如硼矽酸鹽玻璃、菲利克斯(Pyrex)的矽酸鹽玻璃、或其它可以為繼電器元件提供支撐的材料也可以被使用。在一實施例中，上部105包括鎳或諸如鎳鐵的鎳合金。也可以使用其它包括金、合金、塑料、環氧樹脂和可按需要充分支撐繼電器元件的材料。
根據本發明一實施例，上部被形成或沉積在下部上。這有利地避免了傳統兩片晶片方法所需的將上部和下部粘結到一起，提高了可靠性並降低了生產成本。
在上部中，設置了表面109，第二觸點130位於其上。第二觸點形成在表面109上第二接觸區134內。如圖所示，在第二接觸區內的表面108從表面109凹進以產生用於觸點的分離接觸區。也可以使用未從表面109凹進的第二接觸區。觸點包括導電材料。觸點材料應當具有低的接觸電阻、良好的熱導係數，以及硬度以在繼電器的整個壽命期間內抵抗中擊(sticking)。觸點材料的其它所需特性包括高的抗電弧能力、高的起弧電壓、低應力，以及低的或沒有冷焊效應。在一實施例中，觸點包括金。例如，包含諸如金鈀、金鎳和金鈷等的金，或包含銀的合金也是有用的。其它提供良好接觸特性的導電材料對形成觸點也是有用的。
支撐元件160在第一端部163處被主體支撐。包括第一觸點131的第一接觸區133位於支撐元件的第二端部165附近。沒有必要使用相同的材料以形成第一和第二觸點。當支撐元件被向上移動時，觸點相互接觸。
在一實施例中，支撐元件是主體下部的一部分。這種支撐元件包括與主體下部相同的材料。在優選實施例中，支撐元件包括單晶矽。其它單晶材料對形成下部和支撐元件也是有用的。包括諸如低疲勞和低蠕變的良好彈性性能的材料也是有用的。
提供不是主體下部的一部分的支撐元件也是有用的。通過這種結構，那些與包括主體下部的材料不同的材料可以被用於支撐元件。具有良好彈性性能的材料對形成支撐元件是有用的。在一實施例中，支撐元件包括多晶矽。多晶矽可以被沉積為多晶或非晶矽，並重結晶而形成多晶矽。形成支撐元件的外延生長的單晶材料的使用也是有用的。顯現良好彈性性能的鎳、諸如鎳鐵的鎳合金、金屬、或金屬合金也可以被用於形成支撐元件。
第二電極140被設置在主體上部的表面109上，而第一電極141被設置在支撐元件的表面168上。電極包括導電材料。各種導體或半導體材料都可被用於形成電極。為簡化工藝，電極可用被用以形成觸點的相同材料形成。電極的厚度不是關鍵。然而，第一電極應當相對薄，以減少由支撐元件上的電極導致的機械應力的影響(impact)。在一實施例中，第一電極應當儘可能薄以使支撐元件上的應力最小。電極與觸點隔離或分開。觸點和電極間的分隔依賴於設計要求，諸如供電電路和負載電路之間的絕緣電壓和最大連續驅動電壓。
在一實施例中，介電層145被設置在整個第二電極上以提供電極和其它元件之間的所需絕緣。在整個第一電極上或所有電極上提供介電層也是有用的。介電層的厚度依賴於材料的絕緣特性和設計要求，諸如，例如，供電和負載電路間的絕緣電壓和最大連續驅動電壓。
電極和觸點分別設置有到接觸焊盤179的連接部或引線178。焊盤和引線的準確結構和位置不重要。到電極的接觸焊盤被連接到相對極性的電壓源上，形成了驅動電路。到觸點的接觸焊盤被連接到負載電路部分上。當觸點未接合時，負載電路斷開。向電極上加載相反極性電荷的電壓產生了靜電力，導致支撐元件向上移動。這將第一和第二觸點接合，使負載電路閉合。
示意性地，第一和第二觸點被連接到負載電路的相應部分上。將第一觸點連接到接觸焊盤上的引線被設置在第一電極上。為了將電極與引線隔開，第一電極被分隔為兩部分141a和141b。這樣，設置引線以將電極連接到公共焊盤上。替換地，介電層可以被設置在引線下方，以提供電極和引線之間的絕緣。
在另一實施例中，第一觸點未連接到負載電路部分。取代的是，提供第一和第二相對觸點，連接到負載電路的相應部分。當支撐元件被向上移動以形成與第一和第二相對觸點的接觸時，負載電路的相應部分被電連接。這種設計不要求用於第一觸點的引線和焊盤，消除了將第一電極分割為兩部分，或在引線和形成橋式觸點的電極間提供介電層的需要。附加觸點或替換的觸點結構也是有用的。例如，也可設置多組觸點以用於驅動多個負載電路。
需要在各觸點之間有足夠大的力，以獲得低的接觸電阻。考慮到接觸摩損，低接觸電阻應當在繼電器的整個壽命期間內得以維持。在一實施例中，繼電器包括一多餘行程，以在觸點間產生高的接觸力。多餘行程是當支撐元件被向上移動以接合觸點時，一觸點在另一觸點不在時可行進而超出另一觸點表面的距離。理想地是，多餘行程充分保持高的接觸力，以在繼電器的整個壽命期中產生低的穩定接觸電阻。例如，被設置的多餘行程的量依賴於觸點的磨損和接觸特性。例如，多餘行程約為5μm。其它的多餘行程距離也是有用的。
在一實施例中，多餘行程被合併入支撐元件中。多餘行程來自於S形支撐元件(如虛線所顯示的)。S形是通過使支撐元件的主要部分在第一方向繞軸偏移或彎曲，且使端部165在相反方向上彎曲而獲得。為了形成S形，支撐元件的主要部分被引導向下偏移而遠離表面109，而端部165被引致向上朝表面109偏移。
在一實施例中，通過使支撐元件的主要部分向下偏移而遠離表面，同時使第一接觸區在主要部分的相反方向上偏移，而提供多餘行程。在優選實施例中，第一接觸區被從支撐元件的餘下端165a和165b隔離開。隔離第一接觸區形成了支撐元件中的懸臂。這種設計是有利的，是因為它增加了加載在觸點之間的接觸力。
在一實施例中，第一應力層180被設置在支撐元件的表面168上。第一應力層導致支撐元件上的壓應力，使它向下彎曲或拱起而遠離第一電極。優選地，第一應力層導致支撐元件的內在壓應力。第二應力層被設置在支撐元件第二端附近第一接觸區內，導致拉應力而使第一接觸區朝表面109向上拱起。優選地， 第二應力層在支撐元件第一接觸區上導致內在拉應力。這種拉應力和壓應力的結合形成S形支撐元件。彎曲量依賴於材料及其厚度。應力引發層的材料和厚度被選擇以形成產生所需多餘行程量的形狀。
在一替換實施例中，第一應力層被設置在除了第一接觸區之外的支撐元件的表面168上。第一層在支撐元件上導致壓應力，使它向下彎曲或翹曲而遠離第一電極。第二層被設置在第一接觸區內支撐元件第二端附近，引發拉應力而導致第一接觸區朝表面109向上翹曲。
應力引發層優選地包括相對高溫形成的材料，例如那些用在半導體加工中的材料。例如，這種材料包括氧化矽、氮化矽、多晶矽和外延生長矽。材料可以是摻雜的或非摻雜的。
高溫形成的材料包括穩定的機械性能(例如，本徵應力、低的疲勞或蠕變)，且不會被用於形成繼電器的其它低溫工藝所影響。高溫形成的材料的穩定性和可重複性提供了優異的應力引發層，使得支撐元件在整個期間內在各種操作溫度下能夠維持其形狀。這提高了繼電器的可靠性。進一步，這種材料的使用減少了生產成本。
在一實施例中，支撐元件包括矽。第一應力引發層包括氧化矽，以在支撐元件上引發壓應力。在支撐元件上引發壓應力的其它材料，例如摻雜或非摻雜多晶矽，也是有用的。為了在支撐元件上引發拉應力，第二應力引發層包括氮化矽(Si3N4)。在支撐元件上導致拉應力的其它材料也是有用的。
替換地，在支撐元件上引發壓或拉應力的由低溫工藝形成的金屬或其它材料也可以被用於應力引發層。
如所述，在彎曲軸附近具有不同應力的非對稱材料組合被用於引發複合結構的彎曲。被引發的應力包括不同分量，例如內在應力和熱膨脹導致的應力。不同應力分量可以受應力引發層的厚度影響。增加或減少厚度增加或減少支撐元件上內在應力分量的大小。依賴於材料的熱膨脹係數(TCE)應力的熱分量還受溫度的影響。熱膨脹導致的應力隨應力引發層由溫度變化導致的膨脹或收縮而變化。
在一些應用中，尤其是在較寬操作溫度範圍內運行的裝置，理想地是具有在所期望的操作溫度範圍內保持穩定形狀的支撐元件。通過有效減少或最小化應力熱分量，穩定的支撐元件能夠在較寬的溫度範圍內得以保持。可以採用不同技術以減少由TCE導致的應力變化。
在本發明的一實施例中，由TCE導致的應力變化通過採用包括與支撐元件的熱膨脹係數相似的TCE的應力引發層而被減小或最小化。不同材料TCE的相近匹配使得支撐元件在繼電器的所需操作溫度的整個範圍內維持穩定形狀。
替換地，由熱膨脹造成的應力層引發的應力的變化可以通過使用薄應力引發層而避免。減小應力層的厚度就減小它們的熱應力分量。使用薄應力層可以要求材料具有更高的內在應力分量以在支撐元件上產生理想彎曲。
在另一實施例中，補償層被用於減少或最小化不同層的TCE之間的失配效應。在一實施例中，補償層被設置成與應力引發層相接觸。在一實施例中，補償層被設置在支撐元件和應力引發層之間。補償層具有與應力層的熱膨脹係數相近但相反(壓代替張，反之亦然)的TCE。提供具有與應力引發層的TCE相反的TCE的補償層消除了TCE的失配效應。
在支撐元件不是主體下面部件的一部分的情況下，補償層可以被設置在相反表面上，此表面上設置有應力引發層。在一實施例中，補償層被設置在支撐元件的下表面上，而應力引發層在支撐元件的上表面上。補償層包括與應力引發層相似的TCE。在支撐元件相反表面上設置具有與應力引發層的TCE接近匹配的TCE的補償層，消除了應力引發層和支撐元件之間的TCE失配效應。
補償層的內在應力應當遠小於應力層的內在應力，以減少或最小化補償層對支撐元件的影響。
為了確保支撐元件的多餘行程不被阻礙，多餘行程區170可以被設置在表面109上。多餘行程區通過從表面109下凹表面171而形成。多餘行程區使得支撐元件的上彎不會被表面109所抑制。多餘行程區的大小應當足以容納支撐元件的多餘行程。多餘行程區的表面積應當大於支撐元件的多餘行程部分的表面積。例如，多餘行程區的深度或高度等於第一和第二觸點的高度之和。
如圖1b的平面圖所示，支撐元件包括一定程度上呈正方形的懸臂。也可以用其它的形狀，例如圓形或橢圓形。支撐元件的尺寸和表面積可以參考電極的尺寸要求而設計，以產生移動支撐元件所需的力。例如，支撐元件表面積可以是1500μm×1200μm。
圖2a至圖2b是本發明替換實施例的橫截面圖和平面圖。如圖所示，繼電器結合了包括第一和第二支撐元件260和270的雙支撐元件結構。雙支撐元件的使用有利地避免了對以產生多餘行程的第二應力層(拉應力引發層)的需要。繼電器包括主體210。第一支撐元件260在第一端262被主體支撐，形成懸臂。相似地，第二支撐元件包括具有被主體支撐的第二端272的懸臂。支撐元件在大致同一平面內起作用。一間隙將支撐元件和主體表面209分開，形成空腔221。
在一實施例中，主體包括下部和上部205和206。下部包括矽。其它晶體材料諸如砷化鎵也是有用的。諸如石英、陶瓷、玻璃、諸如硼矽酸鹽玻璃、菲利克斯(Pyrex)的矽酸鹽玻璃、或其它可以為繼電器組件提供支持的材料也可以被使用。在一實施例中，上部105包含鎳。而包含金、塑料、環氧樹脂及按需要可充分支撐繼電器元件的材料的其它材料也可以被使用。
提供不是主體下部的一部分的支撐元件也是有用的。通過這種結構，那些與包括主體下部的材料不同的材料可以被用於支撐元件。具有良好彈性性能的材料(例如，低疲勞和蠕變)對支撐元件是有用的。例如，一包含多晶矽的支撐元件可以是有用的。多晶矽可以被沉積為多晶或非晶矽，並重結晶而形成多晶矽。用於形成支撐元件的外延生長的單晶材料的使用也是有用的。具有所需性能的鎳、諸如鎳鐵的鎳合金、金屬、或其它合金也可以被用於形成支撐元件。
第一觸點231位於第一支撐元件的第二端265附近，第二觸點230位於第二支撐元件的第二端275附近。這些觸點被定位成當第一支撐元件朝表面209向上移動時，它們相互接觸。
根據本發明的一實施例，第二觸點是相對觸點，且第一觸點向上移動以接觸第二觸點。為了在觸點接合時，在第一觸點上產生所需的反向力，第二支撐元件的長度相對短，以提供足夠的剛度。
第一觸點延伸而超出第一支撐元件，以確保當第二部件朝表面209向上移動時與第二觸點形成接觸。在一實施例中，觸點的延伸超出第一支撐元件的部分相對於支撐元件上的部分在不同平面內。在一實施例中，觸點的延伸超出支撐元件的部分在高於支撐元件上觸點的部分的平面的平面內。這為在觸點未接合時它們分離而提供條件。
第一電極241位於第一支撐元件的表面268上，而第二電極240位於表面209上。介電層245被設置在整個第一或第二電極上。在所有電極上提供介電層也是有用的。在一實施例中，介電層被設置在整個第二電極上。在相反極性電荷施加於第一和第二電極上時，第一支撐元件朝第二電極向上移動以形成觸點之間的電連接。
多餘行程可以被結合到繼電器設計中。在一實施例中，多餘行程通過向下翹曲第一和第二部件而遠離表面209(如虛線所描繪的)而提供。通過在支撐元件上誘發壓應力，向下彎曲予以結合。如上所述，壓應力由壓應力引發層281的使用而導致。
提供S形第一支撐元件以產生多餘行程也是有用的。S形支撐元件利用如圖1A至圖1B所述的壓和拉應力引發層而被形成。
在一實施例中，設置了多餘行程區290。多餘行程區確保在相對觸點230和端部265之間有足夠的間隙以防止阻礙支撐元件260的多餘行程。
圖3至圖8示出了製造根據本發明實施例的繼電器的方法。附圖提供該方法的三維橫截面視圖。橫截面沿位於支撐元件大致一半處的軸截取。支撐元件的另一半一般是與所示一半對稱，但並非必須如此。
根據本發明一實施例，電化學蝕刻(ECE)技術被用以形成支撐元件。ECE技術採用了對反型摻雜區的使用和電荷的應用。在一實施例中，ECE刻蝕p型摻雜區，並在n型摻雜區鈍化。這樣，n型摻雜區有效地用作蝕刻阻擋區。取代p型摻雜區，使用ECE去刻蝕n型摻雜區也能是有用的。
參照圖3，提供了基板301。基板優選地包括矽，諸如矽晶片。其它諸如砷化鎵的晶體基板也是有用的。包括諸如石英、陶瓷、玻璃、諸如硼矽酸鹽玻璃的矽酸鹽玻璃(例如菲利克斯)或可以為繼電器元件提供支持的材料的基板也可以被使用。
在一實施例中，採用了對基板的晶體取向有選擇性的ECE刻蝕劑。在一定晶面內優先刻蝕的刻蝕劑的使用能夠應用溼法刻蝕化學原理以確定支撐元件。
在一實施例中，KOH被用作ECE刻蝕劑以刻蝕矽。優先於111晶面，KOH優選地刻蝕在100晶面刻蝕矽(也即，相對於其它晶面，在100晶面上刻蝕速率高得多)。為了適應刻蝕劑的刻蝕特性，基板以100晶面取向。其它晶體取向也可以是有用的。
基板包括第一摻雜區305，它包括第一類型摻雜劑。在一實施例中，第一摻雜區包括p型摻雜劑，例如硼(B)。包括第二類型摻雜劑的第二摻雜區307形成在基板表面上。在一實施例中，為了形成n型摻雜區，第二摻雜區包括n型摻雜劑，例如砷(As)或磷(P)。使用n型摻雜劑以形成第一摻雜區其使用p型摻雜劑以形成第二摻雜區也是有用的。
第二摻雜區的圖形或結構確定了支撐元件360的形狀。如圖所示，n型摻雜區為懸臂形以用作支撐元件。在一實施例中，懸臂包括相互垂直的邊緣。其它懸臂形狀也是有用的。例如，具有相互間非90°角的邊緣或彎曲的邊緣也是有用的。第二摻雜區的深度確定了支撐元件的厚度。一後續ECE工藝選擇性地除去第一摻雜區305以形成支撐元件。
支撐元件的大小決定其剛度。支撐元件的剛度應當使當加載到電極上的電壓下降到特定脫離電壓時觸點能夠脫離或放開，當加載到電極上的電壓超過特定吸引電壓時能夠接合觸點。例如，支撐元件的尺寸為約1200μm寬、1500μm長及10μm厚。其它尺寸也是有用的，這依賴於設計規範，諸如吸引和脫離電壓。
根據本發明的一實施例，第一摻雜區包括重摻雜區，例如，重p型(P+)摻雜區。在一實施例中，P+區包括導致約50mΩ·cm電阻率的摻雜濃度。
被重度摻雜的第一摻雜區的使用提供了一優於使用輕度摻雜區的傳統ECE技術的改善。輕度摻雜區導致具有約6-9mΩ·cm的電阻率的基板。在這種電阻率下，ECE只能形成大於250μm的孔或槽。增加摻雜濃度以將電阻率降低至小於6mΩ·cm能夠形成小於250μm的孔或槽。增加摻雜濃度以得到具有約50mΩ·cm電阻率的基板能夠形成明顯更小特徵，例如，小於60μm，優選地約30μm。更小的特徵有利地允許更小的繼電器結構。
在一實施例中，具有所需摻雜濃度的p型摻雜基板被用以提供p型摻雜區。替換地，p型摻雜劑被注入和/或擴散進基板內，以形成p型摻雜區305。
N型摻雜區307形成在基板表面上。例如，n型摻雜區通過將諸如As或P的摻雜劑注入到基板的所選區域中而形成。N型摻雜區的摻雜濃度應當足以與p型摻雜區形成適當的p-n結。典型地，n型摻雜區的雜質濃度約1018-1020atoms/cm3。在一實施例中，POCl3源被用於選擇性地沉積P摻雜劑到基板中以形成n型摻雜區307。包括，例如，氧化矽(SiO2)的擴散掩膜被用於保護基板上的某些區域以免被擴散摻雜劑，同時允許摻雜劑進入基板的未受保護區。替換地，摻雜劑能夠被選擇性地注入到基板中。
在一實施例中，其中形成第一觸點的第一接觸區368在支撐元件的一端365附近被確定。在一實施例中，第一觸點在支撐元件內形成懸臂。懸臂通過在用於確定支撐元件的注入掩膜內包含槽309而形成。槽形成懸臂，它可被引致向上彎曲，且具有足夠的剛度以增加觸點之間的接觸力。槽的長度，例如是支撐元件長度的約1/3-1/2。在一實施例中，槽的長度約為500μm。
在通過注入和/或擴散摻雜劑到基板中而形成第一摻雜區的位置，第二摻雜區的深度應當小於第一摻雜區的深度，以確保支撐元件通過ECE正確形成。
在第二摻雜區形成後，優先於矽，注入掩膜通過溼法刻蝕氧化物而除去。
在本發明一實施例中，S型支撐元件被用於提供多餘行程。為了形成S型支撐元件，導致張和壓應力的第一和第二應力層被沉積在基板表面上。應力層優選地包括高溫形成的材料。高溫材料通過半導體工藝而形成，例如在幹或溼環境中的熱氧化、以及諸如低壓CVD(LPCVD)、高密度CVD、或等離子強化CVD(PECVD)等不同類型的化學氣相沉積(CVD)工藝。這種材料因為它們具有非常穩定的電學和力學性能而是理想的。例如，高溫形成的材料的本徵應力特性非常穩定，且不受用於形成繼電器其它特徵的相對低溫工藝的影響。這導致具有穩定彎曲或形狀的支撐元件。也可使用足夠穩定的低溫形成的材料。
參照圖4，第一應力層沉積在基板表面上。第一應力層在支撐元件上引發壓應力。壓應力導致支撐元件向下翹曲。
在一實施例中，第一應力層包括氧化矽(SiO2)。第一應力層的厚度導致支撐元件按所需彎曲。典型地，SiO2的厚度約為4000-5000。應力層的厚度可以被改變，這依賴於諸如支撐元件的多餘行程和剛度的設計規範。在一實施例中，SiO2通過熱氧化而生長。熱氧化可以在氧化氣氛中進行。CVD技術也可以用於形成第一應力層。
替換地，第一應力層可以包括多晶矽。多晶矽可以摻雜或不摻雜。多晶矽可以沉積成多晶或非晶矽，它隨後續重結晶二形成多晶矽。多種CVD技術可以被用於沉積多晶矽。在低溫下形成的相對穩定的材料也可以被使用。足夠穩定並在支撐元件上導致拉應力的其它材料也是有用的。
第二應力層472形成在整個第一應力層上。第二應力層在支撐元件上導致壓應力。在一實施例中，第二應力層包括Si3N4。例如，Si3N4通過LPCVD沉積。形成第二應力層的其它技術也是有用的。第二應力層的厚度致使支撐元件按所需向上彎曲。典型地，第二應力層的厚度約為1000-2000。應力層的厚度可以變化，這依賴於諸如支撐元件的多餘行程和剛度的設計規範。在低溫下形成的且相對穩定的材料也可以被用於形成第二應力層。足夠穩定且在支撐元件上引發拉應力的其它材料也是有用的。
選擇性刻蝕除去第二應力引發層的非需要部分，留下在第一接觸區內的剩餘部分。第二應力引發層的剩餘部分導致第一接觸區在與支撐元件的餘下部分相反的方向上翹曲。在一實施例中，蝕刻也留下第二應力引發層的部分以完全覆蓋p型摻雜區和第一接觸區。覆蓋p型摻雜區的第二應力層作為後續ECE工藝的刻蝕阻擋層，以確保繼電器的其它部件得以保護而與ECE蝕刻劑隔離。
參照圖5，導電層通過傳統工藝被形成在基板上，例如，濺鍍、物理氣相沉積或電鍍。例如，導電層包括金或諸如金鎳(AuNi5)、金鈀，或金鈷的金合金。其它導電材料，如銀或銀合金，也有用。
為了確保導電層對基板表面的附著，粘結層可以先於導電層的形成而沉積在基板表面上。在一實施例中，粘接層包括鈦。鈦層也可以被用作減小內擴散的屏蔽層。促進導電材料和支撐元件粘接的其它材料，例如鉻，也有用於作用為粘接層。例如，粘接層通過濺鍍或蒸發而沉積。其它沉積技術也是有用的。
在導電和粘接層形成後，它們被構圖以形成支撐元件上的第一電極541。在一實施例中，導電層被構圖，在支撐元件上留下了除第一接觸區外的導電層。為了減少由支撐元件上電極導致的應力，它應當薄。在一實施例中，電極的厚度約為75nm。
第一觸點531形成在第一接觸區內。觸點包括諸如金的導電材料。包括諸如金鈀、金鎳和金鈷的金的合金，或包括銀的合金也是有用的。也可以使用提供良好接觸特性的其它材料。諸如鈦或鉻的粘接層可被用於確保接觸材料與支撐元件的粘接。觸點和粘接層通過傳統技術形成，例如濺鍍、物理氣相沉積、電鍍，或其它技術。
在一實施例中，提供了焊盤和將焊盤連接至觸點的引線。例如，焊盤和引線用與形成觸點相同的工藝形成。引線區在第一電極形成過程中被提供以容納引線。例如，引線區將第一電極分割成第一和第二子部分。
在一實施例中，第一觸點用電鍍技術形成。這種技術使用接觸材料鍍在其上的種子層(seed layer)。種子層包括用於形成觸點的導電材料。利於接觸材料電鍍的其它類型的材料也可使用。多種技術，例如濺鍍或蒸鍍，可被用於沉積種子層。例如鈦或鉻的粘接層可以被提供以促進種子層的粘接。
在一實施例中，粘接和種子層(粘接/種子層)也用作第一電極。為了減小粘接和種子層對支撐元件的應力效應，它們應當相對薄。為了最小化對支撐元件的應力效應，粘接/種子層應當儘可能薄。在一實施例中，粘接層約25nm厚，而種子層約50nm厚，產生約75nm厚的粘接/種子層。
在一實施例中，掩膜被設置，以在第一接觸區內選擇性地電鍍導電材料以形成第一觸點。包含抗蝕劑的掩膜在第一觸點將要形成的區域內顯露種子層。導電材料被鍍在種子層的暴露區中以形成第一觸點。觸點的大小應當足夠應付額定負載電流。例如，高度約為2.5μm。
在觸點形成後，去除掩膜以顯露出種子/粘接層。蝕刻選擇性地去除種子/粘接層以形成第一電極541。例如，蝕刻包括各向異性蝕刻，如反應離子刻蝕(RIE)。蝕刻掩膜被用於保護種子/粘接層中留以用作第一電極的部分。
在一實施例中，用以形成第一電極的蝕刻掩膜無需保護觸點。在種子/粘接層被構圖時，這導致觸點和引線表面的小部分被除去。然而，因為觸點比種子/粘接層厚得多，應保留下足夠的量以用作觸點。
第一電極與觸點電絕緣。如所示，第一電極佔據了除第一接觸區的支撐元件的表面。這種設計使電極表面積最大化。用以形成電極和觸點的掩膜也可容易地被改變，以包括焊盤和連接觸點和焊盤的引線。
介電層可以被設置在用於觸點的引線之下。介電層提供了引線和電極之間的電絕緣，消除了將電極構圖成兩個子部分的需要。
在替換實施例中，導電層被電鍍到種子/粘接層上。導電層還可被沉積在一粘接層上，例如，通過濺鍍、或物理氣相沉積、或不要求使用種子層的其它沉積工藝。導電層後續地被掩隔並刻蝕，以形成觸點，如果應用的話，還可形成引線和焊盤。用掩隔和刻蝕形成觸點需要沉積附加導電層以用作電相。
參照圖6，形成多餘行程區以確保S形支撐元件的多餘行程不被阻擋。為了形成多餘行程區，第一犧牲層630被沉積在基板上。犧牲層的厚度決定了多餘行程區的深度。該厚度足夠容納支撐元件的多餘行程。例如，對於2.5μm的觸點高度，犧牲層的厚度約為3-3.5μm。
犧牲層包括可以被相對於其它繼電器材料優先刻蝕的材料。優選地，犧牲層包括可以被快速和容易地刻蝕而不會顯著除去其它繼電器材料的材料。在一實施例中，第一犧牲層包括銅。鋁、鈦、鋯、鐵、聚醯亞胺或可以相對於其它繼電器材料而被優先刻蝕的其它材料也有用，具體地在使用Si3N4和多晶矽為應力層的鎳彈簧(spring)的情形下，用作犧牲層的SiO2也是有用的。例如，銅通過物理氣相沉積或濺鍍而被沉積。依賴於犧牲層材料的其它沉積技術也有用。
傳統掩膜和蝕刻工藝被用以構圖犧牲層，以確定多餘行程區面積並為觸點提供開口640。多餘行程區的大小應當足以確保支撐元件的多餘行程不被阻擋。開口640確定第二觸點的部分，當觸點接合時，其與第一觸點接觸。
在導電和犧牲材料通過互擴散而相互作用以降低導電層的接觸特性的情況下，屏蔽層可以被設置在該兩層之間。優選地，屏蔽層包括防止導電和犧牲材料間互擴散，且能相對於其它繼電器材料而優先被去除的材料。例如，該屏蔽層包括鈦、鉻、鎢或鈀。
第二犧牲層631被沉積在整個表面上。第二犧牲層包括可相對於其它繼電器材料而被優先刻蝕的材料。優選地，第二犧牲層包括可被迅速而容易地刻蝕而不去除其它繼電器材料的材料。在一實施例中，第二犧牲層包括銅。可以相對於其它繼電器材料而被優先刻蝕的其它材料也有用。例如，銅通過物理氣相沉積或濺鍍而沉積。依賴於犧牲層材料的其它沉積技術也有用。雖然不是必要的，第一和第二犧牲層可包括同種材料。
第二犧牲層確定第一和第二電極間的間隙。在一實施例中，第二犧牲層的厚度約為0.5μm，以在電極間產生0.5μm的間隔。第二犧牲層通過傳統掩隔和刻蝕技術被構圖，以確定空腔區。
參照圖7，介電層745設置在基板上，以在支撐元件向上移動時，將第一電極與第二電極絕緣。介電層的厚度應當足以提供設計參數所規定的電絕緣。典型地，介電層的厚度約為1μm厚。當然，依賴設計規範和材料的介電特性，其它厚度值可以使用。
介電層應當在由其上不同特徵產生的基板外形提供良好的多極覆蓋(stepcoverage)。氧化矽或諸如氮化矽的其它介電材料可被用於形成介電層。
在一實施例中，介電層包括富矽的氮化矽(Si3N4)介電層。Si3N4通過PECVD沉積。其它沉積技術，例如LPCVD，也有用。介電層被構圖，形成對第一觸點的觸點開口。傳統掩隔和刻蝕工藝去除介電材料的部分以顯露接觸孔640。
繼電器的第二電極和第二觸點被形成。如果需要，屏蔽層可以在觸點和電極形成前被設置在第二犧牲層的表面上，以防止觸點和犧牲材料之間的互擴散。優選地，屏蔽層包括可以相對於其它繼電器材料而被優先除去的材料。例如，屏蔽層包括鈦、鉻、鎢或鈀。防止觸點和犧牲材料間互擴散的其它屏蔽材料也有用。
在一實施例中，電極和觸點通過如上所述的電鍍技術形成。促進用於形成觸點和電極的導電材料的電鍍的種子層，例如，通過在基板表面上濺鍍或其它技術而形成，覆蓋了介電層。在一實施例中，種子層包括金。促進觸點和電極材料電鍍的其它材料也有用。
導電材料被電鍍在種子層上。導電材料用作電極和觸點。在一實施例中，導電材料包括金，或諸如金鈀、金鎳(AuNi5)、或金鈷的金合金。其它金屬或合金，例如銀或銀合金，也有用。提供良好接觸特性的其它材料也可使用。例如，導電材料和種子層的厚度約為2.5μm。
設置粘接層以促進觸點和電極在繼電器主體上部的粘接。在一實施例中，粘接層包括鈦。包括鉻或促進導體材料在繼電器上部的粘貼的材料的粘接層也有用。粘接層可以通過濺鍍、蒸發沉積、電鍍或其它技術沉積。種子層、導電層、和粘接層用傳統的掩膜和蝕刻工藝構圖，以形成第二電極740和第二觸點730。掩膜和刻蝕工藝也形成引線和焊盤。
在一替換實施例中，導電層通過濺鍍、物理氣相沉積或其它不要求種子層的沉積工藝沉積。
在另一替換實施例中，掩膜層被用於選擇性地在種子層上電鍍導電材料，以形成第二電極和第二觸點。在電極和觸點形成後，掩膜被去除。粘接層被沉積和構圖，以在第二觸點和第二電極上形成粘接層。
參照圖8，蓋805(cap)被形成。蓋形成繼電器的上部，支撐第二電極和第二觸點。蓋包括足以支撐觸點和電極的材料。在一實施例中，蓋包括鎳或諸如NiFe的鎳合金。諸如金、塑料、環氧樹脂或可以足夠支撐繼電器元件的其它材料的材料可以被使用。
如果導電材料被用於形成蓋，介電層880在蓋形成前在基板表面上形成。介電層用於將蓋與觸點和電極絕緣，以防止繼電器元件短路。多種介電體可以被使用以形成介電層。在一實施例中，介電層包括用PECVD形成的SiO2。用以形成介電層的其它技術也有用。介電層的厚度足以滿足設計規範。例如，介電層約1μm厚。當然，根據設計規範和使用的介電材料，厚度可以被改變。
介電層用傳統技術構圖，以覆蓋基板上的蓋所形成的區域。觸點和電極的焊盤被顯露以對其接近。
在一實施例中，鎳蓋通過電鍍形成。粘接層在基板上形成，以促進蓋材料和基板之間的粘接。例如，粘接層包括鈦。諸如鉻或促進粘接的材料的其它材料也有用。粘接層約為25nm。種子層形成在基板上，以利於電鍍蓋材料。例如，種子層包括約50μm厚的鎳。於是，鎳蓋層被電鍍在種子層上。例如，蓋的厚度約為5-10μm。蓋層與粘接和種子層一起被構圖以形成蓋805。觸點和電極的焊盤被顯露以對其接近。
替換地，掩膜層被形成，以在蓋的區域內選擇性電鍍蓋層。掩膜被去除，顯露種子和粘接層。顯露的種子和粘接層被除去。
基板的背側被掩隔，顯露將要被除去以形成懸臂支撐元件的基板區域。基板使用ECE技術得以刻蝕。刻蝕除去基板的p型摻雜區，包括被n型摻雜區環繞的區域。ECE在n型摻雜區和氮化物上停止或鈍化。於是，刻蝕除去氮化物層，顯露犧牲層。例如，包括幹法刻蝕的蝕刻利用了相對於矽優先刻蝕氮化物的化學原理。於是溼法刻蝕被使用，以刻蝕犧牲層和屏蔽層，將支撐元件與繼電器主體的上部隔開。
在另一實施例中，第一觸點未設置引線。相反地，第一觸點用作橋式觸點，以電連接位於繼電器主體的上部中第二接觸區內的第一和第二觸點。
參照圖9，顯示了基板301，它已被加工以包括構圖後的第一犧牲層930。第一和第二觸點開口940和941得以形成，顯露出下面第一觸點表面。工藝繼續，提供如上所述的第二犧牲層和介電層。
參照圖10，電極140及第二和第三觸點150和151得以形成。接觸焊盤和引線也提供給電極和觸點。觸點和電極通過電鍍技術形成。諸如沉積導電層和構圖之以形成觸點和電極的其他技術也有用。工藝如上所述地延續以完成繼電器。
在本發明的替換實施例中，支撐元件通過除去基板的部分而確定。參照圖11，基板101被設置。例如，基板是矽晶片。其它類型的基板也有用。基板包括第一摻雜區，例如p型摻雜區。第一摻雜區可以是基板的一部分，也可以另外形成。第二摻雜區107，如n型摻雜區，被設置在基板的表面上。第二摻雜區的深度確定支撐元件的厚度。
因為支撐元件通過刻蝕基板的表面而確定，沒有必要設置重摻雜區。刻蝕掩膜形成在基板表面上，並被構圖以顯露基板的部分。掩膜的圖形確定支撐元件的形狀。
基板顯露的部分通過諸如RIE的各向異性刻蝕而被去除，形成基板表面上的溝道180。溝道的深度180比n型摻雜區更深，以確保支撐元件通過如圖8中所示的後續ECE刻蝕的正確形成。
用於圖8所示的後續ECE刻蝕的屏蔽層190形成在基板上，覆蓋表面並加固(lining)溝道。在一實施例中，ECE刻蝕屏蔽層包括Si3N4。不被ECE刻蝕化學反應刻蝕的其它材料也可使用。
參照圖12，插頭196被設置在溝道180上，以使後續加工成為可能。在一實施例中，插頭包括鋁。插頭通過在基板上濺鍍鋁而形成。其它沉積技術也有用。
替換地，插頭材料包括矽酸鹽玻璃。在一實施例中，插頭材料包括摻雜矽酸鹽玻璃。例如，摻雜矽酸鹽玻璃為硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG)。能夠填充溝道的材料也有用。其它摻雜矽酸鹽玻璃，諸如磷矽酸鹽玻璃(PSG)和硼矽酸鹽玻璃(BSG)，或未摻雜矽酸鹽玻璃也可使用。如果所用插頭材料不受刻蝕ECE化學反應的影響，隔離ECE屏蔽層是不需要的，因為插頭可以用作ECE屏蔽層。
形成繼電器的工藝如圖4所述地延續。
在另一實施例中，雙支撐元件設置在繼電器中，如圖2所述。生產雙支撐元件繼電器相似於已經得以描述的工藝，除了在確定支撐元件的過程中確定第二支撐元件以外。
為了形成多餘行程區，額外的犧牲層得以使用。在一實施例中，雙支撐元件繼電器採取使用三層犧牲層。例如，第一犧牲層確定第一和第二觸點間的間隔，第二犧牲層確定多餘行程區，而第三犧牲層確定第一和第二電極間的間隔。
雖然本發明參照多個實施例已經得以具體圖示和描述，但是本領域的技術人員將意識到，在不偏離其範圍的情況下，可以對本發明進行修改和改變。因而，本發明的範圍不應當參照以上描述確定，而應當參照與其等價物的全部範圍一起的所附權利要求書確定。
權利要求
1.一種微結構繼電器，包括主體，其包括上部和下部，其中下部由基板形成，而上部形成在基板上以避免將下部粘接到上部；支撐元件，其具有固定在主體上以形成懸臂的第一端部，其中，支撐元件的上表面和主體上部的下表面形成空腔；以及第一接觸區，其位於支撐元件第二端部的上表面，第一接觸區包括第一觸點，其中，將支撐元件向下表面轉動導致第一觸點電連接至相對觸點。
2.如權利要求1所述的微結構繼電器，其中，支撐元件被靜電力向下表面轉動，靜電力通過加載電勢到第一和第二電極上產生，第一電極位於上表面，而第二電極位於下表面。
3.如權利要求2所述的微結構繼電器，還包括在下表面上的第二接觸區，第二接觸區包括第二觸點。
4.如權利要求3所述的微結構繼電器，其中，支撐元件具有S形，以在支撐元件向下表面旋轉時提供了多餘行程。
5.如權利要求4所述的微結構繼電器，其中，S形支撐元件包括第一和第二應力層，第一應力層在支撐元件上引發壓應力以使之彎曲而遠離下表面，第二應力層在第一接觸區上引發拉應力以導致第一接觸區向下表面彎曲。
6.如權利要求5所述的微結構繼電器，其中，第一接觸區向下表面的彎曲確定了多餘行程。
7.如權利要求6所述的微結構繼電器，還包括在下表面內的多餘行程區，該多餘行程區容納第一接觸區的彎曲，以防止多餘行程被阻礙。
8.如權利要求7所述的微結構繼電器，其中，支撐元件包括矽。
9.如權利要求8所述的微結構繼電器，其中，第一應力層包括氧化矽。
10.如權利要求9所述的微結構繼電器，其中，第二應力層包括氮化矽。
11.如權利要求10所述的微結構繼電器，其中，主體的下部包括矽。
12.如權利要求11所述的微結構繼電器，其中，上部包括鎳。
13.如權利要求12所述的微結構繼電器，還包括將主體上部與第二觸點和第二電極絕緣的介電層。
14.如權利要求7所述的微結構繼電器，其中，支撐元件包括鎳。
15.如權利要求14所述的微結構繼電器，其中，第一應力引發層包括氧化矽，而第二應力引發層包括多晶矽。
16.如權利要求15所述的微結構繼電器，其中，多晶矽包括摻雜多晶矽。
17.如權利要求16所述的微結構繼電器，還包括在支撐元件的與上表面相對的表面上的補償層，補償層具有大小上與第一應力引發層的TCE相近的熱膨脹係數(TCE)。
18.如權利要求17所述的微結構繼電器，其中，所述補償層的本徵應力小於第一應力層的本徵應力，以減小補償層對支撐元件的影響。
19.如權利要求2所述的微結構繼電器，還包括第二支撐元件，所述第二支撐元件具有固定在主體上的第一端部，且第二觸點被支撐在第二支撐元件上表面的第二端部上。
20.如權利要求19所述的微結構繼電器，還包括在第一和第二支撐元件的上表面上的應力引發層，應力引發層在支撐元件上引發壓應力，以導致支撐元件彎曲而離開主體上部的下表面。
21.如權利要求20所述的微結構繼電器，其中，支撐元件包括矽。
22.如權利要求21所述的微結構繼電器，其中，應力引發層包括氧化矽。
23.如權利要求22所述的微結構繼電器，其中，第二支撐元件比第一支撐元件短。
24.如權利要求23所述的微結構繼電器，其中，多餘行程由第二支撐元件確定。
25.如權利要求24所述的微結構繼電器，還包括在第二支撐元件上的多餘行程區，以確保當第一支撐元件向下表面轉動時多餘行程不被阻擋。
26.一種微型繼電器，包括主體，其包括上部和下部；支撐元件，其在第一端部被主體支撐以形成懸臂，其中，支撐元件的主要表面與主體上部的下表面形成空腔；以及第一接觸區，其位於支撐元件第二端部的主表面上，第一接觸區包括第一觸點；支撐元件具有S形，其中，支撐元件的主體在遠離主體上部表面的方向上彎曲，而第一接觸區在朝主體上部表面的方向彎曲；當S形支撐元件朝下表面旋轉時，其導致第一觸點電連接到相對觸點上。
27.如權利要求26所述的微結構繼電器，其中，支撐元件被靜電力朝下表面轉動，靜電力通過將電勢加載到第一和第二電極上產生，第一電極位於上表面上，而第二電極位於下表面上。
28.如權利要求27所述的微結構繼電器，還包括在下表面上的第二接觸區，第二接觸區包括第二觸點。
29.如權利要求28所述的微結構繼電器，其中，S形支撐元件包括第一和第二應力層，第一應力層在支撐元件上引發壓應力，以使之彎曲而遠離下表面，而第二應力層在第一接觸區上引發拉應力，以導致第一接觸區朝下表面彎曲。
30.如權利要求29所述的微結構繼電器，其中，第一接觸區向下表面的彎曲確定多餘行程。
31.如權利要求30所述的微結構繼電器，還包括在下表面內的多餘行程區，所述多餘行程區容納第一接觸區的彎曲以防止多餘行程被阻擋。
32.如權利要求31所述的微結構繼電器，其中，支撐元件包括矽。
33.如權利要求32所述的微結構繼電器，其中，第一應力層包括氧化矽。
34.如權利要求33所述的微結構繼電器，其中，第二應力層包括氮化矽。
35.如權利要求34所述的微結構繼電器，其中，主體的下部包括矽。
36.如權利要求35所述的微結構繼電器，其中，上部包括鎳。
37.如權利要求36所述的微結構繼電器，還包括將主體上部與第二觸點和第二電極絕緣的介電層。
38.如權利要求31所述的微結構繼電器，其中，支撐元件包括鎳。
39.如權利要求38所述的微結構繼電器，其中，第一應力引發層包括氧化矽，而第二應力引發層包括多晶矽。
40.如權利要求39所述的微結構繼電器，其中，多晶矽包括摻雜多晶矽。
41.如權利要求40所述的微結構繼電器，還包括在支撐元件相對上表面的表面上的補償層，所述補償層具有大小相近於第一應力引發層的TCE的熱膨脹係數(TCE)。
42.如權利要求41所述的微結構繼電器，其中，補償層的本徵應力小於第一應力層的本徵應力，以減少補償層對支撐元件的影響。
43.如權利要求27所述的微結構繼電器，還包括第二支撐元件，第二支撐元件具有固定在主體上的第一端，以及支撐在第二支撐元件上表面第二端的第二觸點，其中，支撐元件被靜電力向下表面轉動，靜電力通過加載電勢到第一和第二電極上產生，第一電極位於上表面，而第二電極位於下表面。
44.如權利要求43所述的微結構繼電器，還包括在第一和第二支撐元件上表面上的應力引發層，所述應力層在支撐元件上引起壓應力，以使它遠離主體的上部下表面而彎曲。
45.如權利要求44所述的微結構繼電器，其中，支撐元件包括矽。
46.如權利要求45所述的微結構繼電器，其中，應力引發層包括氧化矽。
47.如權利要求46所述的微結構繼電器，其中，第二支撐元件比第一支撐元件短。
48.如權利要求47所述的微結構繼電器，其中，多餘行程由第二支撐元件確定。
49.如權利要求48所述的微結構繼電器，還包括在第二支撐元件上的多餘行程區，以確保多餘行程在第一支撐元件向下表面轉動時不被阻擋。
50.一種製造微結構的方法，包括提供具有第一摻雜區的基板，該摻雜區包括第一類型的摻雜劑；提供包括第二類型摻雜劑的第二摻雜區，其中，第一和第二摻雜區在基板表面上形成與部件對應的圖形；以及刻蝕處理以從基板表面上去除第一或第二摻雜區以形成部件，其中，被去除的摻雜區包括高摻雜劑濃度，以使得刻蝕劑形成具有小於250μm的橫向尺寸的開口。
51.如權利要求50所述的方法，其中，被去除的摻雜區內的高摻雜劑濃度包括導致小於6mΩ·cm的電阻率的摻雜劑濃度。
52.如權利要求50所述的方法，其中，被去除的摻雜區內的高摻雜劑濃度包括導致約50mΩ·cm的電阻率的摻雜劑濃度。
53.如權利要求52所述的方法，其中，所述開口小於60μm。
54.如權利要求50所述的方法，其中，第一區包括p型摻雜劑以形成p型摻雜區，而第二摻雜區包括n型摻雜劑以形成n型摻雜區。
55.如權利要求54所述的方法，其中，p型摻雜區通過p型基板提供，而n型摻雜區通過用離子注入而選擇性摻雜基板以形成圖形而提供。
56.如權利要求54所述的方法，其中，p型摻雜區通過注入p型摻雜劑到基板內而提供，n型摻雜區通過選擇性注入n型摻雜劑到基板中以形成圖形而提供。
57.如權利要求55或56所述的方法，其中，p型區通過電化學刻蝕除去。
58.如權利要求57所述的方法，其中，p型摻雜區的摻雜劑濃度導致具有小於6mΩ·cm的電阻率的p型區。
59.如權利要求57所述的方法，其中，p型摻雜區的摻雜劑濃度導致具有約50mΩ·cm的電阻率的p型區。
60.如權利要求59所述的方法，其中，所述開口小於60μm。
全文摘要
提供了一種包括S形支撐元件的微結構繼電器。S形支撐元件在繼電器中產生了多餘行程,用以在繼電器的整個壽命期限中產生高的接觸力和低的接觸電阻。在支撐元件上適當部位的壓應力和拉應力引發層使之按所需彎曲。
文檔編號B81C3/00GK1338116SQ99816420
公開日2002年2月27日 申請日期1999年2月4日 優先權日1999年2月4日
發明者厄皮利·斯裡達, 維克託·D·桑珀, 符芳濤, 德克·華格納, 凱·克魯普卡, 赫爾穆特·施拉克 申請人:蒂科電子輸給系統股份公司