用於微機電結構的橋接器的製作方法
2023-04-29 11:08:31 3
專利名稱：用於微機電結構的橋接器的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及微機電結構(MEMS)。
背景技術：
微機電結構是可利用微電子製造技術製造的物理結構。在MEMS器件的製造中，經常需要將不同的結構彼此電絕緣。為此目的，可在電連接器下方設置空氣隙。這樣的結構可稱為橋接器，因為其允許具有位於空氣隙上方的電連接，並提供與下面的器件的絕緣。
例如，對於多模式的多頻帶蜂窩電話應用，天線切換多路復用器將天線切換到一不同的模式或頻帶，以及在發送和接收模式之間進行切換。多路復用器由許多單獨的開關組成。為使信號線、接地線和激勵控制線可相互交叉布線，需要兩個以上的金屬層。
例如，直列式(in-line)懸臂梁金屬接觸串聯開關一般需要兩條金屬線，以實現連接。第一信號線可以處在一第一層內，第二信號線也可以處在所述第一層內，一激勵元件可處於所述第一層內，但懸臂梁金屬接觸開關本身必須處在至少一第二層內。
因而，需要更好的方法來實現MEMS器件內的連接。
圖1是本發明的一個實施例的頂視平面圖；圖2是本發明的第二實施例的頂視平面圖；圖3是本發明的第三實施例的頂視平面圖；圖4是根據本發明一個實施例的技術的放大截面圖；圖5是根據本發明一個實施例的處於下一階段的圖4所示實施例的方法截面圖；圖6是根據本發明一個實施例的處於下一階段的放大截面圖；圖7是根據本發明一個實施例的處於下一階段的放大截面圖；圖8是根據本發明一個實施例的處於下一階段的放大截面圖；圖9是根據本發明一個實施例的下一階段的放大截面圖；圖10是根據本發明一個實施例的下一階段的放大截面圖；圖11是根據本發明一個實施例的下一階段的放大截面圖；
圖12是根據本發明一個實施例的圖8所示階段的下一階段的放大截面圖；圖13是根據本發明一個實施例的圖12所示階段的下一階段的放大截面圖。
具體實施例方式
參見圖1，根據本發明的一個實施例，一基本的切換/傳送線路共平面波導(CPW)10包括在橫跨接地線12a的橋接器16e下方布線的控制電壓線18，接地線12a包括兩個由間隙22分開的條。接地線12a、12b和12c可形成於第一導電層內。信號線16可以形成在分開的第二導電層內。控制電壓線18也可以形成在第一導電層內。
CPW10的寬度一般與信號線16的寬度成比例。信號線16的寬度可以通過採用第一和第二兩個導電層減小，以具有必要的導電性。因而，接地線12可以利用一個實施例中的薄的底金屬層製造。
橋接器16e的寬度「W」可以足夠小，以使橋接器16e下面的犧牲層(圖1中未示出)可以在釋放步驟中除去。在一個實施例中，橋接器16e的跨度可以小於第二上導電層厚度的約五倍，使得橋接器16e足夠結實，從而不會在兩個導電層之間的電壓下作用損壞。
圖2示出根據本發明的多路復用器10a，其包括接地線12、信號線16f和16g、以及信號線16a到16g。橋接器20a將接地線12c橋接起來，橋接器26將元件16f和16g橋接起來，橋接器20將接地線12a橋接起來。因此，控制電壓線18a沿路可跨過三個單獨的接地線12a、12b和12c，到達接地線12d。
參見圖3，根據本發明的另一個實施例，接地線12a、12b和12c可以被控制線18b和18c橫跨。電壓控制線18b在橋接器34下方通過，電壓控制線18c在橋接器35下方通過。信號線32和36被橋接器34連接起來。信號線36和38被橋接器35連接起來。使每個橋接器34和35的跨度保持較小，在某些實施例中可能需要多個橋接器。因此，中間信號線部分36可以提供允許橋接器34和35的長度限定為所需長度的島(island)。
根據本發明的一個實施例，橋接器(例如橋接器16e、16c、20、26、20a、16c、34或35)可以通過在半導體基底40上形成介電層42而形成。介電層可以是二氧化矽或氮化矽，它們是其中兩個例子。
然後，如圖5所示，第一或底導電層12可以澱積在介電層42上並被圖形化。層1 2的圖形化形成中央島46和間隙44。在一個實施例中，底導電層12可以是鈦、鎳和金的組合物。
參見圖6，所述結構接著可被塗覆一犧牲層48。在某些實施例中，該犧牲層48可以是被澱積或旋塗的。在一個實施例中，犧牲層48可以由聚合材料例如聚醯亞胺、抗蝕劑、或可流動玻璃製成，其在升高的溫度下會回流、收縮、熔化或汽化。
下面，參見圖7，在光刻和蝕刻之後，可以在犧牲層48內形成固定孔50。
然後可以將有利於進行鍍覆的籽層52塗覆在圖7所示的結構上，以實現圖8所示的結構。可將厚抗蝕劑54圖形化成用於如圖9那樣進行鍍覆的模型。接著，可利用籽層52和抗蝕劑54鍍覆橋接器16，籽層52有利於粘附橋接器16，抗蝕劑54被用作確定橋接器16的模型。在本發明的一個實施例中，形成橋接器16的第二或頂導電層可以是金。
在鍍覆橋接器16之後，可將抗蝕劑16除去。籽層52可以被蝕刻掉，並且材料48可以被釋放掉，從而形成橋接器16下方的空隙58。在一個實施例中，犧牲材料48可以通過加熱釋放掉。
在本發明的一個實施例中，在圖8所示的結構形成後，可以進行蝕刻以形成U形金屬結構52，如圖12所示。在該實施例中，不鍍覆一籽層，而是可以形成一加厚的金屬層52。然後，通過釋放材料48可以形成空氣橋接器，從而形成空隙60。
雖然已結合一定數量的實施例對本發明進行了說明，但本領域技術人員知道還可以對其做出許多改進和變型。所附權利要求書旨在覆蓋本發明的本質精神和範圍內的全部改進和變型。
權利要求
1.一種方法，包括在第一導電層內形成一對導電條，所述導電條被一間隙分開；使一導體在所述第一導電層內延伸通過所述間隙；以及在一第二導電層內形成一導電橋接器，該橋接器與所述導體絕緣地將所述第一和第二條電連接起來。
2.如權利要求1所述的方法，包括形成一共平面的波導。
3.如權利要求1所述的方法，包括形成一多路復用器。
4.如權利要求1所述的方法，包括在所述第一導電層上方形成所述第二導電層。
5.如權利要求4所述的方法，包括在所述導電橋接器下形成釋放材料，並釋放所述釋放材料。
6.如權利要求5所述的方法，包括通過加熱釋放所述釋放材料。
7.如權利要求1所述的方法，包括以小於所述第二導電層厚度的約五倍的跨度形成所述橋接器。
8.如權利要求1所述的方法，包括通過提供用於所述控制電壓線延伸通過所述接地線的間隙，使所述控制電壓線延伸通過由相同的第一導電層形成的多條接地線。
9.如權利要求8所述的方法，包括形成多個橋接器以橫跨每個間隙將每個接地線連接起來。
10.如權利要求1所述的方法，包括在半導體結構上澱積絕緣體，在所述絕緣體上形成釋放材料，以及在所述釋放層上形成一籽層。
11.如權利要求10所述的方法，包括在所述籽層上形成一模型層以確定所述橋接器的形狀。
12.一種集成電路，包括半導體結構；在所述半導體結構上形成的第一導電層，所述第一導電層包括一對由一間隙分開的導電條，所述第一導電層還包括與所述條絕緣地橫跨所述間隙延伸的線；所述第一導電層上方的第二導電層，所述第二導電層包括與所述線電絕緣地將所述第一條連接到所述第二條的橋接器。
13.如權利要求12所述的電路，其中所述電路包括一共平面的波導。
14.如權利要求12所述的電路，其中所述電路包括一多路復用器。
15.如權利要求12所述的電路，其中所述橋接器具有小於所述第二導電層厚度的約五倍的跨度。
16.如權利要求12所述的電路，其中所述線是一控制電壓線，其完全延伸通過多條接地線，每條所述接地線包括一允許所述控制線通過的間隙，所述電路包括在所述控制電壓線上方橫跨所述間隙連接每條所述接地線的多個橋接器。
全文摘要
一種處在一第二導電層內的導電橋接器(16)，可用於將一第一導電層內的一對分隔開的導電條(12)連接起來。第一和第二條(12)之間的間隙(44)可通過所述橋接器(16)橋接起來，同時使所述第一和第二條(12)以及橋接器(16)本身與延伸通過第一和第二條(12)之間的間隙(44)的另一導體(18)絕緣。
文檔編號H01L21/768GK1472133SQ0314904
公開日2004年2月4日 申請日期2003年6月19日 優先權日2002年6月19日
發明者Q·馬, T·K·A·曹, A 曹, Q 馬 申請人:英特爾公司