專利名稱：包括承受彎曲變形的梁的微電子機(jī)械系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括設(shè)計(jì)成承受彎曲變形的梁的微電子機(jī)械系統(tǒng)或MEMS。它還涉及用于產(chǎn)生這種微電子機(jī)械系統(tǒng)的工藝過程。
要結(jié)合到電子裝置內(nèi)的各種微電子機(jī)械系統(tǒng)是眾所周知的。例如，T.-C.Nguyen的題為“Vibrating RF MEMS for low-power wireless communications”(用于低功率無線通信的振動(dòng)RF MEMS)的在2001年7月4-6日新加坡召開的2001年國際MEMS專題討論會(huì)(iMEMS’01)的會(huì)議論文集第21-34頁的文章描述了各種配置的微電子機(jī)械系統(tǒng)。在這些微電子機(jī)械系統(tǒng)中，一些包括要承受彈性彎曲變形的梁，而另一些則包括要呈現(xiàn)稱為彈性輪廓變形的體積。承受體積輪廓變形的微電子機(jī)械系統(tǒng)展現(xiàn)特別高的變形頻率，它們適合于許多應(yīng)用。然而，它們難以制造，因此成本較高。
包括要承受彎曲變形的梁的微電子機(jī)械系統(tǒng)更易于制造且較便宜。但是，對某些應(yīng)用而言，梁的彎曲變形頻率太低。


圖1a和1b示出這種彎曲梁微電子機(jī)械系統(tǒng)。圖1a是該微電子機(jī)械系統(tǒng)的立體圖，而圖1b是梁的中間平面的橫截面圖。梁1在縱向D上有限定長度L，并且在垂直于方向D的平面上有至少在長度L的大部分上幾乎不變的橫截面。該梁被設(shè)計(jì)成承受彈性彎曲變形。
在所示的特定示例中，梁1具有小于寬度w的厚度t，因此橫截面是細(xì)長的長方形。由于較小的厚度t，梁1被設(shè)計(jì)成要承受彎曲變形，從而梁1的基本部分由于在N方向上振動(dòng)而平行于厚度t的方向移位。該梁1可通過位于梁兩端并由標(biāo)號(hào)2和3示出的兩個(gè)接頭來機(jī)械連接到微電子機(jī)械系統(tǒng)的襯底100上。圖1b中的虛線V示出當(dāng)梁1承受彎曲振動(dòng)時(shí)其縱向線上的一種可能變形。
這種梁可承受各種模式的彎曲變形是眾所周知的，每一種模式由位于梁的縱向上的眾多振動(dòng)點(diǎn)來表征。該梁可具有各種橫截面也是眾所周知的，例如改變其厚度和寬度。最后，存在各種微電子機(jī)械系統(tǒng)，其中梁承受各個(gè)方向上的彎曲變形，尤其是相對襯底100的方向上的彎曲變形。
該微電子機(jī)械系統(tǒng)還包括通過靜電作用耦合到梁上的至少一個(gè)電極10。為達(dá)此目的，梁1可由傳導(dǎo)材料形成或可具有傳導(dǎo)涂層，使得接近于面向電極10的P部分放置的該梁的一部分，與該電極10構(gòu)成了電容器。然后在梁1和電極10之間施加電壓U。電壓U產(chǎn)生由電極10施加在梁1上、與方向N平行的靜電力。然后梁1承受彎曲變形。已使用了許多種梁和電極配置，但它們對微電子機(jī)械系統(tǒng)的某些應(yīng)用而言梁變形速率相對過于緩慢。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種既便于制造又具有較高變形速率的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
為達(dá)此目的，本發(fā)明提出了一種微電子機(jī)械系統(tǒng)，它包括在縱向上有限定長度的一個(gè)梁，以及通過靜電作用與該梁耦合的至少一個(gè)電極，所述梁被設(shè)計(jì)成承受彈性彎曲變形，并在垂直于所述縱向的平面上具有至少在梁的大部分長度上幾乎不變的橫截面。該梁包括延伸經(jīng)過其大部分長度上的若干平面，它們沿著平行于縱向上的線連接在一起，每一個(gè)的厚度都小于梁的橫截面的至少一個(gè)外形尺寸。換言之，該微電子機(jī)械系統(tǒng)的梁是橫截面經(jīng)挖切的，或者是中空梁。
由于這種橫截面，梁可承受高速率的彎曲變形，從而微電子機(jī)械系統(tǒng)可用于需要快速轉(zhuǎn)換或較高振動(dòng)頻率的應(yīng)用場合。尤其是，該微型系統(tǒng)可被結(jié)合到開關(guān)或振動(dòng)器中，或者它可被用作加速度計(jì)或共振器。
至少一個(gè)平面的厚度可為例如比橫截面的外形尺寸小至少四倍。這種梁具有相對較輕的重量，從而在彎曲時(shí)它展現(xiàn)為幾乎沒有慣量，同時(shí)仍然保持較高的剛度。因此它的變形是快速的。
電極可任選地放置在微電子機(jī)械系統(tǒng)的襯底和梁之間。該微電子機(jī)械系統(tǒng)具有特別緊湊的配置。
根據(jù)本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)源于梁承受彎曲變形的事實(shí)。這是因?yàn)?，假設(shè)梁的彎曲變形可有較大幅度，則梁和電極就便于制造了，而不需要梁和電極的相應(yīng)尺寸和位置有較高精度。
本發(fā)明還提供用于制造以上類型彎曲梁的微電子機(jī)械系統(tǒng)的工藝過程。這種工藝過程包括以下步驟a)在剛性襯底上放置一個(gè)部分，該部分由能相對于第二種材料進(jìn)行選擇性蝕刻的第一種材料制成；b)在襯底上第一材料部分的另一側(cè)放置由第二種材料制成的梁，所述梁在第一材料部分上方沿縱向延伸限定長度；以及c)相對于第二種材料選擇性地蝕刻第一種材料，以便于在襯底和梁之間構(gòu)成第一個(gè)空隙。
該工藝過程還包括在襯底上放置至少一個(gè)電極的步驟，所述電極被設(shè)計(jì)成通過靜電作用與梁耦合。
根據(jù)本發(fā)明，該工藝過程的步驟b)包括制成若干平面，這些平面延伸經(jīng)過至少梁的主要長度部分，并在垂直于縱向的平面上制成在所述梁的主要長度上幾乎不變的橫截面，所述各平面沿與縱向平行的線連接在一起，并且每個(gè)平面的厚度都小于橫截面的至少一個(gè)外形尺寸。
當(dāng)梁的橫截面是由四個(gè)成對垂直平面構(gòu)成的、正方形或長方形外形的閉合橫截面時(shí)，或者當(dāng)橫截面為U型或H型時(shí)，這種工藝過程就特別便于實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)橥ㄟ^組合簡單和易于控制的用于遮蔽微電子機(jī)械系統(tǒng)的遮蔽步驟、材料淀積(deposition)步驟和蝕刻步驟可制造梁。這些步驟可借鑒例如用于制造集成電路的技術(shù)。尤其是，梁可有利地基于硅或硅鍺合金。這是因?yàn)橐汛嬖趯@些材料的極易控制的選擇性蝕刻工藝過程，就能精確地制造所規(guī)定的橫截面。
因此微電子機(jī)械系統(tǒng)可在集成電路生產(chǎn)線上制造。通過適當(dāng)?shù)剡x擇用于制造微電子機(jī)械系統(tǒng)的材料，它可在集成電路生產(chǎn)線的前端上具體實(shí)現(xiàn)。在該情形中，微電子機(jī)械系統(tǒng)可在還要承載電子電路的襯底上制造。然后可獲得一個(gè)特別緊湊的和便宜的裝置，其中組合了微電子機(jī)械系統(tǒng)和電子電路以便于實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的復(fù)雜功能，微電子機(jī)械系統(tǒng)和電子電路甚至可在同一生產(chǎn)線上制造。
梁的平面可使用各種方法來制造。
根據(jù)第一種方法，可將梁直接形成為初始時(shí)具有若干平面。然后它從剛形成起就擁有規(guī)定的橫截面。
根據(jù)第二種方法，首先可形成一細(xì)長結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行蝕刻，以使各平面由細(xì)長結(jié)構(gòu)的剩余部分組成。該工藝過程還可包括d)在梁的至少兩個(gè)平面之間構(gòu)成第二個(gè)空隙。在該情形中，步驟c)和d)最好同時(shí)實(shí)現(xiàn)，從而可特別地減少用于制造微電子機(jī)械系統(tǒng)的工藝過程中的步驟數(shù)。
根據(jù)實(shí)現(xiàn)制造梁的第二種方法的一種特定方法，該梁可在步驟b)中形成，以使橫截面至少部分地包圍延伸經(jīng)過梁的主要長度部分的臨時(shí)材料的內(nèi)芯。然后步驟d)包括內(nèi)芯的選擇性去除，以便于構(gòu)成所述第二個(gè)空隙。
可任選地，在步驟a)之前在襯底上形成電極。這樣，在微電子機(jī)械系統(tǒng)的終態(tài)中，它可置于襯底和梁之間。
參閱附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在非限制的說明性示例中變得顯而易見，在附圖中
如前所述，圖1a和圖1b示出了現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的微電子機(jī)械系統(tǒng)；圖2a-2f示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造彎曲梁的微電子機(jī)械系統(tǒng)的工藝過程中的各個(gè)步驟，該梁具有中空的正方形橫截面；以及圖3a-3d示出本發(fā)明的其它實(shí)施例。
為便于說明，在這些附圖中示出的各個(gè)實(shí)施例未按比例繪制。圖1和2a-2f是主要平面襯底的立體圖，在該襯底上制造根據(jù)本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)。襯底位于每個(gè)附圖的下面部分，而N表示垂直于襯底表面的方向，在附圖中方向向上。在以下描述中，術(shù)語“之上”、“之下”、“下面”和“上面”相關(guān)于該方向使用。此外，在全部附圖中，相同標(biāo)號(hào)對應(yīng)于相同元件。
現(xiàn)在將參照圖2a-2f示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)的工藝過程。在該描述中，將不再詳細(xì)說明在集成電路制造中眾所周知的基本工藝步驟。在此僅描述用于制造微電子機(jī)械系統(tǒng)的各個(gè)連續(xù)步驟。
根據(jù)圖2a，襯底包括襯底基層100，例如由涂有二氧化硅(SiO2)層101的單晶硅(Si)制成。該層101是電隔離的。長條10置于層101的中央部分上。長條10可由導(dǎo)電的硅鍺合金(Si-Ge)制成。長條10由硅體102覆蓋，該硅體的上表面通過CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)來平整。硅體102本身被硅鍺合金體103覆蓋，該合金體的上表面也是經(jīng)過平整的。最后，合金體103用硅層104覆蓋。對于集成電路的設(shè)計(jì)和制造專家而言，這種結(jié)構(gòu)通過組合硅或硅鍺合金的外延淀積、遮蔽和蝕刻步驟是易于制造的。尤其是，襯底底層100、層101和硅體102的至少一部分可從用于制造集成電路的SOI(硅上絕緣體)技術(shù)中使用的襯底中獲得，并可從市場購得。長條10、硅體102和103、以及層104的材料因此基本上是單晶體材料。
長條10、硅體102和103、以及層104在方向N上的相應(yīng)厚度被表示為h1、h2、h3和h4，其中h1比h2小，h2本身比h3小。以下近似值可取為例如h1等于0.02μm(微米)，h2等于1.0μm，h3等于1.1μm而h4等于0.8μm。在方向D上，長條10、硅體102和硅體103具有以該順序增加的相應(yīng)寬度。
然后用平行于方向D的長條形式的掩模(未示出)來覆蓋層104，其寬度v等于約0.8μm。隨后例如使用選擇性的蝕刻工藝過程在掩模外蝕刻層104，在該過程中最好在硅鍺合金上蝕刻硅。整個(gè)選擇性蝕刻過程對本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的，在此將不再贅述。該蝕刻在以下描述中被稱作第一蝕刻步驟。因而在硅體103(圖2b)上形成了與方向D平行的寬度為v厚度為h4的硅條11。然后移去掩模。
然后硅鍺合金通過外延生長而淀積在硅體103上和硅條11上。因而形成合金層103a，它與移去硅體103之上的硅條11是一致的。繼續(xù)淀積層103a，直到層103a的厚度y達(dá)0.1μm為止(圖2c)。
在層103a上形成在圖2d中標(biāo)號(hào)為M的第二個(gè)掩模，與硅條11垂直對齊。掩模M的寬度大于v(例如等于1.0μm)，其方向平行于襯底100的表面并垂直于方向D。此外，掩模M沿方向D上的長度L介于硅體102和103的相應(yīng)寬度之間。將掩模M放置在層103a上，使之在平行于襯底100的表面的平面上相對硅條11和硅體102位于中央。
然后使用沿N反方向加速的粒子束F來執(zhí)行第二個(gè)蝕刻步驟。粒子束F的方向正對層103a的上表面(圖2d)。繼續(xù)操作該第二個(gè)蝕刻直到層103a的外露部分被完全移去為止?？扇芜x地，可繼續(xù)該第二個(gè)蝕刻步驟，直到還移去硅體103和102的相應(yīng)上半部分為止(圖2e)。然后硅體102和103在N方向上具有基本相等的厚度，由圖2d和2e中的h3’所示。例如h3’等于約0.8μm。同時(shí)，各向異性蝕刻(anisotropic etching)步驟形成沿N方向位于硅條11的任一側(cè)兩個(gè)端面E1和E2。
移去掩模M，并執(zhí)行各向異性類型的第三個(gè)蝕刻步驟，以便有選擇地去除那些硅體部分，并使鍺基本上不會(huì)留在二氧化硅層101上。一選定的蝕刻劑可用于該第三蝕刻步驟，它與在第一蝕刻步驟中所采用的一樣。通過在各向異性蝕刻期間由粒子束F展露硅體102的表面，可去除硅體102的剩余部分。因而在層101和層103的剩余上部之間形成第一個(gè)空隙V1(圖2f)。該空隙V1沿N方向的厚度為梁1和長條10之間的h2-h1。
因而獲得一種橋接結(jié)構(gòu)，它通過位于該結(jié)構(gòu)兩端的兩個(gè)機(jī)械接頭2、3沿D方向與層101接合。接頭2、3由硅體103的剩余側(cè)部構(gòu)成。該橋接結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電的硅鍺合金制成。它呈水平地置于長條10之上同時(shí)與之電絕緣的梁的形狀。該梁由圖2f中的標(biāo)號(hào)1表示。該梁沿方向D上的長度與掩模M的長度相等，即等于L。L例如可等于10μm。而D是梁1的縱向。
在第三個(gè)蝕刻操作期間，硅條11與硅體102的剩余部分同時(shí)移除。它通過端面E1和E2移除，從而在層103和103a的剩余部分之間形成第二個(gè)空隙V2。在圖2f中，曲線箭頭示出蝕刻劑進(jìn)入要移除的不包含鍺的硅部件的方向。
因而，梁1變成了中空梁-空隙V2位于梁1的內(nèi)芯而非硅條11上。因此，硅條11稱為梁1的內(nèi)芯，它由臨時(shí)材料制成隨后就被去除。
梁1有外形寬度w(＝v+2y)為1.0μm的橫截面(圖3a)。該橫截面的四邊由成對的正交平面P1、P2、P3和P4形成，并通過平行于方向D的邊接合。平面P1由硅體103的上部形成，其厚度為e1＝h3-h2，在所述示例中為0.1μm。平面P2、P3和P4對應(yīng)于在第二個(gè)蝕刻步驟期間受掩模M保護(hù)的層103a的剩余部分。每個(gè)平面的厚度約等于y，即約為0.1μm，在圖3a中由e2、e3和e4標(biāo)示。厚度e1-e4小于外形寬度w。
梁1在方向D上的外形厚度(由t標(biāo)示)約等于h4、y和h3-h2的和。它等于約1.0μm。因此厚度e1-e4也小于t。因此，梁1有正方形的橫截面(圖3a)。
在剛才所述的梁制造過程中可引入許多調(diào)整。在這些調(diào)整中，可提出以下內(nèi)容-梁的尺寸，即其長度L、內(nèi)部寬度v、內(nèi)部高度h4、其外形寬度w及其外形厚度t可改變；-梁可具有長方形(圖3b)、U形(圖3c)、或H形(圖3d)的橫截面，其方向可相對于方向N改變；-梁可由硅制成。在該情形中，在制造微電子機(jī)械系統(tǒng)的過程期間選擇性蝕刻的層和硅體部分可由硅鍺合金制成。相對于不包含鍺的硅部分而選擇性蝕刻的合金的選擇性蝕刻步驟，對本領(lǐng)域技術(shù)人員也是眾所周知的，并可用與已詳細(xì)描述的方式相等同的方式來應(yīng)用。
-梁可用電絕緣材料制成，并且至少部分地用導(dǎo)電材料的層覆蓋；以及最后-支座2和3可位于在沿梁1的縱向上除梁在D方向的端部之外的點(diǎn)上。尤其是，通過沿梁的縱向上位于與梁的彎曲振動(dòng)特征模式的節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)的點(diǎn)上的至少一個(gè)接頭，梁可與襯底100機(jī)械連接。
以下表格將由以上詳述的制造過程所導(dǎo)致的梁的各個(gè)彎曲振動(dòng)頻率作比較。這些頻率是對梁的前5個(gè)特征模式振動(dòng)給出的，并與有相同長度(10μm)但其橫截面為邊長1.0μm的實(shí)心正方形的梁的頻率作比較。它們用兆赫(MHz)來表示。
這表明本發(fā)明使得梁的第一種特征模式的彎曲振動(dòng)頻率相對于具有相同外形尺寸的實(shí)心梁增加了約12％。類似地，第二種特征模式的彎曲振動(dòng)頻率增加了9％。對于后面的特征模式，本發(fā)明導(dǎo)致了振動(dòng)頻率的降低，從而使得振動(dòng)頻率能根據(jù)微電子機(jī)械系統(tǒng)的應(yīng)用場合而進(jìn)行調(diào)整。
作為本發(fā)明的一個(gè)補(bǔ)充說明性示例，發(fā)明者制造了第二個(gè)中空梁，其長度為500μm，正方形橫截面的外形尺寸為60μm×60μm，并由厚度為10μm的四個(gè)平面形成。這種梁的第一種彎曲振動(dòng)特征模式具有2.1MHz的頻率。用以比較，相同長度和相同外形尺寸的實(shí)心梁具有1.80～18.5MHz的第一彎曲振動(dòng)的特征模式頻率。
最后，制造了第三個(gè)中空梁，其長度為50μm，正方形橫截面的外形尺寸為8μm×8μm。該第三個(gè)梁由厚度為1.4μm的四個(gè)平面構(gòu)成。它的第一種彎曲振動(dòng)特征模式的頻率為24.5MHz，而相同外形尺寸的實(shí)心梁具有約為23MHz的相應(yīng)頻率。
長條10構(gòu)成微電子機(jī)械系統(tǒng)的電極，并通過靜電作用耦合到梁1。換言之，當(dāng)在梁1和長條10之間施加電壓時(shí)，在梁1和長條10之間的分隔空間中出現(xiàn)了電場。該電場對梁1施加了與方向N平行的力?；蛘?，電極可包括MOS晶體管的柵極。
可任選的是，微電子機(jī)械系統(tǒng)還可包括通過靜電作用耦合到梁1的第二個(gè)電極。該第二個(gè)電極對組合根據(jù)本發(fā)明的彎曲梁微電子機(jī)械系統(tǒng)的某些裝置是有必要的。在該情形中，兩個(gè)電極可以分別是用于引發(fā)梁1的振動(dòng)的一個(gè)電極、以及用于檢測所述振動(dòng)的一個(gè)電極。當(dāng)檢測電極由MOS晶體管的柵極組成時(shí)，檢測由梁的振動(dòng)引起的電信號(hào)，并以在晶體管的源極和漏極之間流動(dòng)的主電流的形式直接放大。該主電流由因梁1的彎曲而導(dǎo)致的柵極電勢變化來調(diào)節(jié)。
如上所述的彎曲梁微電子機(jī)械系統(tǒng)可被組合到各種微電子機(jī)械裝置中。當(dāng)該裝置是微動(dòng)開關(guān)時(shí)，梁的快速變形使得該電路特別快地?cái)嚅_。當(dāng)該裝置是加速度計(jì)時(shí)，它適于測量較大的加速，該較大加速將導(dǎo)致其彎曲梁具有薄形柔性板形式的加速度計(jì)飽和，甚至可能導(dǎo)致其破裂。
當(dāng)組合根據(jù)本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)的裝置是振蕩器或共振器時(shí)，振蕩器的特征頻率或第一共振頻率特別高，且適用于大量的應(yīng)用場合。此外，當(dāng)梁由水晶甚至單晶體材料制成時(shí)，這種共振器的品質(zhì)因數(shù)特別高。特別是當(dāng)梁由硅制成且不包含鍺時(shí)尤為如此，因?yàn)樵谶@種情形中它可能只有極少量的晶體缺陷。
最后，已詳細(xì)描述的微電子機(jī)械系統(tǒng)適合于在集成電路生產(chǎn)線的前端制造。這種根據(jù)本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)也可在集成電路生產(chǎn)線的后端制造。在該情形中，梁1可由氮類材料制成，電極10可由金制成，而硅體102可由樹脂或聚合體制成。假設(shè)梁1是電絕緣的，則它必須裝備也由金制成的反電極。該反電極置于面向電極10的梁1上，以便與后者接合。此外，在生產(chǎn)線后端制造的微電子機(jī)械系統(tǒng)可置于在襯底上制造的集成電路之上，從而電路/微型系統(tǒng)組裝件所獲得的集成度更大。這種安排被稱為“IC上的集成”(IC表示“集成電路”)。
權(quán)利要求
1.一種微電子機(jī)械系統(tǒng)，包括在縱向(D)上限定長度(L)的梁(1)，以及通過靜電作用耦合到所述梁的至少一個(gè)固定電極(10)，所述梁被設(shè)計(jì)成承受彈性彎曲變形，并且在與所述縱向垂直的平面上具有在所述梁的至少大部分長度上幾乎不變的橫截面，其特征在于，梁(1)包括延伸經(jīng)過所述梁的主要長度部分的若干平面(P1-P4)，所述平面沿著平行于縱向(D)的線連接在一起，每一個(gè)平面的厚度(e1-e4)都小于梁的橫截面的至少一個(gè)外部尺寸(w，t)。
2.如權(quán)利要求1所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于，所述梁的至少一個(gè)平面的厚度(e1-e4)比所述橫截面的所述外部尺寸(w，t)至少小四倍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于，所述橫截面是由四個(gè)成對垂直平面(P1-P4)構(gòu)成的、正方形或長方形的閉合橫截面。
4.如權(quán)利要求1或2所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于，所述橫截面是U形或H形的。
5.如權(quán)利要求1-4的任一個(gè)所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于，所述梁(1)主要基于硅或硅鍺合金。
6.如權(quán)利要求1-5的任一個(gè)所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于，所述梁(1)通過位于所述梁的一端上或沿梁的縱向上與梁的彎曲振動(dòng)特征模式的節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)的點(diǎn)上的至少一個(gè)接頭(2、3)，可與承載所述電極(10)的襯底(100)機(jī)械連接。
7.如權(quán)利要求1-6的任一個(gè)所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于，所述電極(10)組成MOS晶體管的柵極。
8.如權(quán)利要求1-7的任一個(gè)所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于，所述電極(10)包括一個(gè)引發(fā)電極和一個(gè)檢測電極，每個(gè)電極都通過靜電作用與所述梁(1)耦合。
9.一種開關(guān)，組成如權(quán)利要求1-6的任一個(gè)所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
10.一種加速度計(jì)，組成如權(quán)利要求1-7的任一個(gè)所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
11.一種振蕩器，組成如權(quán)利要求1-8的任一個(gè)所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
12.一種共振器，組成如權(quán)利要求1-8的任一個(gè)所述的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
13.一種用于制造微電子機(jī)械系統(tǒng)的過程，包括以下步驟a)在剛性襯底(100)上形成由第一種材料制成的一個(gè)部分(102)，所述第一材料能相對于第二材料進(jìn)行選擇性蝕刻；b)在所述襯底(100)上第一材料部分的另一側(cè)形成由所述第二材料制成的梁(1)，所述梁在第一材料部分(102)上方沿縱向(D)延伸限定長度(L)；以及c)相對于第二材料選擇性地蝕刻第一材料部分(102)，以便于在襯底(100)和梁(1)之間構(gòu)成第一個(gè)空隙空間(V1)，并且還包括在襯底(100)上形成至少一個(gè)電極(10)的步驟，所述電極被設(shè)計(jì)成通過靜電作用與梁(1)耦合，所述過程的特征為，步驟b)包括形成若干平面(P1-P4)，所述平面至少延伸經(jīng)過梁的主要部分的長度(L)，并在垂直于所述縱向(D)的平面上形成在所述梁的主要部分長度上幾乎不變的橫截面，所述各平面(P1-P4)沿與縱向(D)平行的線連接在一起，并且每個(gè)平面的厚度(e1-e4)都小于橫截面的至少一個(gè)外部尺寸(w，t)。
14.如權(quán)利要求13所述的過程，還包括在所述梁的平面(P1-P4)的至少兩個(gè)之間構(gòu)成第二空隙(V2)的步驟d)。
15.如權(quán)利要求14所述的過程，其特征在于，所述梁(1)在步驟b)中形成，從而橫截面至少部分地包圍延伸經(jīng)過梁的主要長度(L)部分的臨時(shí)材料的內(nèi)芯(11)，且其中步驟d)包括內(nèi)芯的選擇性去除，以便于構(gòu)成所述第二個(gè)空隙(V2)。
16.如權(quán)利要求14或15的過程，其特征在于，步驟c)或d)同時(shí)執(zhí)行。
全文摘要
一種微電子機(jī)械系統(tǒng)，包括梁(1)和通過靜電作用耦合到梁的電極(10)。該梁被設(shè)計(jì)成要承受彈性彎曲變形，并具有幾乎不變的橫截面。梁(1)包括延伸結(jié)果梁的長度(L)的若干平面(P
文檔編號(hào)B81C1/00GK1837026SQ20051013164
公開日2006年9月27日 申請日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者F·卡賽特, K·瑟古恩尼, A·德古拉弗, N·阿貝勒 申請人:圣微電子股份有限公司, 原子能專員署