專利名稱：微機(jī)電系統(tǒng)(mems)電容式歐姆開關(guān)和設(shè)計結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和制造方法，更具體而言，涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)電容式歐姆開關(guān)(capacitive ohmic switch)結(jié)構(gòu)、制造方法和設(shè)計結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在集成電路中使用的集成電路開關(guān)可以由固態(tài)結(jié)構(gòu)(例如晶體管)或無源布線(passive wire) (MEMS)來形成。MEMS開關(guān)由于其幾乎完美的隔離性(isolation)以及其在約IGHz和更高的頻率下的低插入損耗(即，電阻)而被典型地使用，隔離性是無線電應(yīng)用的重要要求，在無線電應(yīng)用中，MEMS開關(guān)被用于功率放大器(PA)的模式切換。MEMS開關(guān)可被用于多種應(yīng)用，主要是模擬和混合信號應(yīng)用。一個這樣的例子是蜂窩電話芯片，其包含功率放大器(PA)和針對每種廣播模式而被調(diào)諧(tune)的電路。芯片上的集成開關(guān)將PA連接到合適的電路，從而可以獲得用于每種模式的優(yōu)化性能?；谔囟ǖ膽?yīng)用和工程標(biāo)準(zhǔn)，MEMS結(jié)構(gòu)可以有許多不同的形式。例如，MEMS可以以懸臂梁(cantilever beam)結(jié)構(gòu)的形式來實(shí)現(xiàn)。在懸臂結(jié)構(gòu)中,通過施加致動電壓將懸臂(一端固定的懸置電極)拉向固定電極。通過靜電力將懸置電極拉向固定電極所需的電壓被稱為拉入電壓(pull-1nvoltage)，其依賴于若干個參數(shù)，這些參數(shù)包括懸置電極的長度、懸置電極與固定電極之間的間隔或間隙、以及懸置電極的彈簧常數(shù)，彈簧常數(shù)是材料及其厚度的函數(shù)。或者，MEMS梁可以是橋結(jié)構(gòu)，其中兩端都被固定。MEMS可以以多種方式使用多種不同工具來制造。但是，通常，方法和工具被用于形成具有微米級別尺寸的較小結(jié)構(gòu)，其中開關(guān)的尺寸約為5微米厚、100微米寬和200微米長。此外，用來制造MEMS的很多方法(S卩，技術(shù))是采自集成電路(IC)技術(shù)采用。例如，幾乎所有MEMS是在晶片上構(gòu)建并在通過對晶片頂部的光刻處理而構(gòu)圖(pattern)的材料薄膜中實(shí)現(xiàn)。特別地，MEMS的制造使用三個基本構(gòu)建塊:(i)材料薄膜在基底上的沉積；(ii)通過光刻成像在膜頂部上施加構(gòu)圖的掩模(patternmask);以及(iii)對該掩模選擇性地蝕刻膜。然而，MEMS的典型制造還包括傳輸線和MEMS開關(guān)被分開構(gòu)建，這可導(dǎo)致降低的隔離度和增大的寄生插入損耗。盡管通常使用的毫米波開關(guān)(例如由SiGe HBT或GaAs pHEMT構(gòu)成的開關(guān))具有典型地30-110GHZ下的 0.1到0.3dB的插入損耗以及典型地30-110GHZ下的 20-30dB的隔離度，毫米波開關(guān)消耗功率以操作集成電路。絕緣體上硅(SOI)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)場效應(yīng)晶體管(FET)在高頻率下典型地具有高插入損耗和差的隔離度。此外，金屬歐姆接觸MEMS開關(guān)是昂貴的并且由于在循環(huán)壽命期間的電阻劣化而尚未被大規(guī)模生產(chǎn)。因此，本領(lǐng)域中存在克服上述缺陷和限制的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面中，一種方法包括在基底上形成共面波導(dǎo)(coplanarwaveguide, CPW),所述共面波導(dǎo)包括信號電極和電極對。所述方法還包括在所述CPW之上形成第一犧牲材料。所述方法還包括在所述第一犧牲材料之上以及所述CPW上方形成布線層。所述方法還包括在所述布線層之上形成第二犧牲材料。所述方法還包括在所述第一犧牲材料和所述第二犧牲材料附近(about)形成絕緣體材料。所述方法還包括在所述絕緣體材料中形成至少一個通氣孔(vent hole)以暴露部分所述第二犧牲材料。所述方法還包括通過所述通氣孔去除所述第一犧牲材料和所述第二犧牲材料以在所述布線層附近形成腔結(jié)構(gòu)，所述腔結(jié)構(gòu)暴露位于所述布線層下方的所述信號電極和所述電極對。所述方法還包括用密封材料密封所述至少一個通氣孔。在本發(fā)明的另一方面中，一種方法包括在第一絕緣體層上形成共面波導(dǎo)，所述共面波導(dǎo)包括信號線和地線。所述方法還包括在第二絕緣體層上形成MEMS開關(guān)的固定板。所述固定板至少與所述共面波導(dǎo)的所述信號線電連接。所述方法還包括在所述固定板之上形成所述MEMS開關(guān)的可動板(movable plate)。所述可動板的至少一部分被腔結(jié)構(gòu)包圍,所述腔結(jié)構(gòu)是通過去除犧牲材料而形成的。在本發(fā)明的又一方面中，一種結(jié)構(gòu)包括形成在基底上的共面波導(dǎo)(CPW)，所述CPW包括信號線和地線。所述結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述CPW之上并面向所述CPW的可動板。所述可動板被構(gòu)造為在“開啟(on)”狀態(tài)下朝向固定板移動，且在“關(guān)閉(off)”狀態(tài)下保持在原始位置。在所述“開啟”狀態(tài)下，所述信號線上的輸入信號短接(short)到所述地線。在所述“關(guān)閉”狀態(tài)下，所述信號線上的所述輸入信號經(jīng)過所述可動板而作為輸出信號。在本發(fā)明的再一方面中，提供了用于設(shè)計、制造或測試集成電路的在機(jī)器可讀存儲介質(zhì)中有形地體現(xiàn)的設(shè)計結(jié)構(gòu)。所述設(shè)計結(jié)構(gòu)包括本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，在機(jī)器可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)上編碼的硬件描述語言(HDL)設(shè)計結(jié)構(gòu)包括這樣的要素:當(dāng)在計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)中被處理時，所述要素生成MEMS的機(jī)器可執(zhí)行表示，該表示包括本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。在又一實(shí)施例中，提供了計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)中用于生成MEMS的功能設(shè)計模型的方法。所述方法包括生成MEMS的結(jié)構(gòu)要素的功能表示。更具體而言，在本發(fā)明的方面中，提供了一種在計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)中用于生成MEMS結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計模型的方法。該方法包括:生成在基底上形成的共面波導(dǎo)(CPW)的功能表示，所述CPW包括信號線和地線；并且生成設(shè)置在所述CPW上方且面向所述CPW的可動板的功能表示，其中，所述可動板被構(gòu)造為在“開啟”狀態(tài)下朝向固定板移動，且在“關(guān)閉”狀態(tài)下保持在原始位置。在所述“開啟”狀態(tài)下，所述信號線上的輸入信號短接到所述地線。在所述“關(guān)閉”狀態(tài)下，所述信號線上的所述輸入信號經(jīng)過所述可動板而作為輸出信號。


通過本發(fā)明的示例性實(shí)施例的非限制性實(shí)例，參考給出的多個附圖，在下面的詳細(xì)說明中描述本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本附圖未按比例繪制，除非在本文中另外說明。圖1-13示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的各種結(jié)構(gòu)和相關(guān)處理步驟；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的MEMS開關(guān)的示例性實(shí)施例的透視圖；圖15a和15b示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的處于不同狀態(tài)下的圖13的結(jié)構(gòu)；圖16a和16b示出了根據(jù)本發(fā)明的方面示例出MEMS開關(guān)的“開啟”和“關(guān)閉”狀態(tài)的示例圖；圖17a和17b示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的各種替代結(jié)構(gòu)和相關(guān)處理步驟；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的與替代結(jié)構(gòu)相關(guān)的處理步驟；圖19a和19b示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的處于不同狀態(tài)下的圖18的結(jié)構(gòu)；以及圖20是在半導(dǎo)體設(shè)計、制造和/或測試中使用的設(shè)計過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和制造方法，更具體而言，涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)電容式歐姆開關(guān)結(jié)構(gòu)、制造方法和設(shè)計結(jié)構(gòu)。更具體而言，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了用于毫米波應(yīng)用的芯片上MEMS開關(guān)以及制造芯片上MEMS開關(guān)的方法，以便在較高頻率下存在較小的插入損耗和改善的隔離度。有利地，該MEMS開關(guān)和制造MEMS開關(guān)的方法消除了 MEMS歐姆開關(guān)或固態(tài)開關(guān)在循環(huán)期間的電阻增大的問題。在實(shí)施例中，包括在高頻率下作為歐姆開關(guān)的多個電極電容性開關(guān)的MEMS的配置可有利地被實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立的MEMS芯片或與高電壓CMOS集成。此外，有利地，該MEMS開關(guān)和制造MEMS的方法更為便宜，并且對于致動器的射頻偏置的誘導(dǎo)介電充電(radio frequency biased induced dielectric charging)不敏感。這是因?yàn)橹聞悠骱碗娙萜鞅浑姌O電容性開關(guān)配置解耦合。此外，有利地，該MEMS開關(guān)對于關(guān)閉電容(offcapacitance)不敏感，因?yàn)樗徽J(rèn)為是共面波導(dǎo)(CPW)線設(shè)計的一部分，而不再是對信號完整性具有負(fù)面影響的寄生物(parasitic)。圖1-13示出了用于構(gòu)建圖14中的結(jié)構(gòu)的制造過程。更具體而言，圖1-13示出了圖14中的橫截面A-A的構(gòu)建過程。根據(jù)本發(fā)明的方面，下面描述的實(shí)施例中的MEMS開關(guān)的結(jié)構(gòu)可被用于毫米波應(yīng)用的天線；然而，本發(fā)明不限于該應(yīng)用，且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可以被實(shí)施用于許多其他應(yīng)用。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的結(jié)構(gòu)和相關(guān)處理步驟。該結(jié)構(gòu)包括例如基底10。在實(shí)施例中，基底10可以是器件的任何層。在實(shí)施例中，基底10是硅晶片，其被絕緣體層12覆蓋，絕緣體層12例如為二氧化硅或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他絕緣體材料?？梢允褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的沉積技術(shù)(例如化學(xué)氣相沉積(CVD))將絕緣體層12形成在基底10上，以使該絕緣體層具有預(yù)定的厚度，例如約5 μ m。在基底10和絕緣體層12內(nèi)設(shè)置互連15?；ミB15可以是例如在常規(guī)形成的過孔(via)中形成的鎢或銅柱(stud)。例如，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于形成柱的任何常規(guī)光刻、蝕刻和沉積工藝(例如鑲嵌(damascene)工藝)來形成互連15?；ミB15可以接觸本領(lǐng)域所已知的其他布線層級(level)、CM0S晶體管或其他有源器件、無源器件等。如果MEMS器件被制造為集成無源器件而沒有CMOS或其他有源器件，則可能不需要互連15，這是因?yàn)榭梢允褂煤噶贤蛊?solder bump)、銅柱等從上面接觸MEMS器件。在圖2中，在絕緣體層12和互連15的暴露部分上形成絕緣體層(介電層)16。在實(shí)施例中，絕緣體層12和絕緣體層16可以在相同沉積工藝中形成。絕緣體層16可包括任何合適的介電材料，例如Si02、TE0S、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、高密度等離子體(HDP)氧化物等。在實(shí)施例中，絕緣體層16是沉積到約3μπι的氧化物；但本發(fā)明還可考慮其他的尺寸。絕緣體層16的沉積可選項(xiàng)可包括等離子體增強(qiáng)CVD (PECVD)、亞大氣壓CVD (SACVD)、大氣壓CVD (APCVD )、高密度等離子體CVD (HDPCVD )、物理氣相沉積(PVD )或原子層沉積(ALD )中的一種或多種。此外，如圖2所示，可以使用常規(guī)的光刻和蝕刻工藝來對絕緣體層16進(jìn)行構(gòu)圖。使用常規(guī)的沉積工藝，金屬可被沉積在絕緣體層16的開口中，以形成多條布線18 (例如18a、18b、18c等)。然后可以使用化學(xué)機(jī)械平面化(planarization) (CMP)來平面化絕緣體層16和多條布線18。在實(shí)施例中，布線18具有約3μπι的厚度和約0.006Q/Sq的薄層電阻(sheetresistance);但本發(fā)明還可考慮其他尺寸?；蛘?可以使用減式蝕刻(subtractiveetch)工藝由其他金屬(例如T1、Ta、TaN和/或TiN被覆的AlCu)來形成布線層18。在實(shí)施例中，為簡單起見，布線層18可以與布線層25 (圖5)組合。在備選實(shí)施例中，在沉積絕緣體層之前，布線層可被沉積并被構(gòu)圖，以形成布線(下部電極)18。在該實(shí)施例中，在構(gòu)圖工藝之后，絕緣體層16可被沉積。在實(shí)施例中，布線18可以由銅形成；但本發(fā)明還可考慮其他布線材料。根據(jù)本發(fā)明的方面，布線18可以被配置作為CPW線，其中，第一部分18a被配置作為信號線，且相對的部分18b和18c被配置作為地線。在圖3中，在布線18上形成絕緣體層(介電層)20。在實(shí)施例中，絕緣體層20是使用上述任何方法而沉積的氧化物，并被形成為約0.5到4 μ m的厚度；但本發(fā)明還可考慮其他尺寸。在布線18首先被沉積和構(gòu)圖的例子中，只需要單個絕緣體層20。在圖4中，可以將過孔23形成在絕緣體層20中直到下伏的(underlying)布線18a、18b和18c。過孔23可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)光刻和蝕刻工藝來形成。例如，可以通過在絕緣體層20上施加光致抗蝕劑材料、并對光致抗蝕劑材料進(jìn)行曝光和顯影以在絕緣體層20上形成圖形，來執(zhí)行對絕緣體層20的蝕刻。可以進(jìn)行具有選擇性地去除絕緣體層20中的材料的化學(xué)過程(chemistry)的蝕刻工藝，以去除絕緣體層20的未被掩模保護(hù)的部分，以暴露布線18a、18b和18c的表面。(本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，圖4中的橫截面圖沒有示出到布線18a的開口 ；然而，這樣的開口在另一平面中可用)。例如，蝕刻工藝可以包括反應(yīng)離子蝕刻。在圖5中，使用常規(guī)的沉積工藝，在過孔23內(nèi)沉積接觸(contact) 24，以接觸(電接觸)下伏的布線18b和18c。接觸24可以是例如在過孔23中形成的鎢或銅柱。例如，接觸24可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于形成接觸的任何常規(guī)光刻、蝕刻和沉積工藝(例如鑲嵌工藝)來形成。圖5還示出了電極形成工藝。具體而言，在絕緣體層20和接觸24之上沉積布線層25 (例如電極)。在實(shí)施例中，布線25可以是例如Ti/AlCu/Ti/TiN，其利用退火將該金屬疊層轉(zhuǎn)變?yōu)門iAl3/AlCu/TiAl3/TiN ;但本發(fā)明還可考慮其他材料。該電極和其他電極和/或布線的厚度可以依賴于具體設(shè)計參數(shù)而變化。例如，Ti/AlCu/Ti/TiN層可以被用于形成具有約0.5 μ m的厚度和約0.08 Ω /sq的薄層電阻的布線25。在布線25上形成絕緣體層27。例如，布線25可以被例如二氧化硅的絕緣體層27覆蓋，該絕緣體層27提供了特定的電容。在實(shí)施例中，可以用如本文中所討論的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)沉積工藝來形成絕緣體層27。例如，可以在布線25上將絕緣體層27沉積到約0.1 μ m的厚度；但本發(fā)明還可考慮其他尺寸。如圖6所示，然后，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)構(gòu)圖和蝕刻工藝，對絕緣體層27和布線25進(jìn)行構(gòu)圖，以形成三個分隔的電極部分25a、25b和25c。根據(jù)本發(fā)明的方面，電極25a、25b和25c分別操作性地連接到CPW線的布線18a、18b和18c。在圖7中，在被絕緣體覆蓋的電極25a、25b和25c之上保形地沉積犧牲材料30。在實(shí)施例中，犧牲材料30可以用本文中討論的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)沉積工藝來形成。犧牲層30可以包括諸如CVD或?yàn)R射的硅和/或聚二甲基戊二酰亞胺(polydimethyIglutarimide)聚合物(PMGI);但本發(fā)明還可考慮其他材料。犧牲材料30可以用常規(guī)的光刻和蝕刻工藝來構(gòu)圖。在該示例性說明中，犧牲材料30保留在電極(布線)25a以及電極(布線)25b和25c之上。在實(shí)施例中，在電極25b和25c的部分之上或在電極25b和25c的整體之上形成犧牲材料30。優(yōu)選地，在電極25b和25c的整體之上形成犧牲材料30。在任何情況下，如下面詳細(xì)討論的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，應(yīng)在電極25b和25c之上形成犧牲材料30，以便在去除犧牲材料30且因此形成下部腔時，電極25b和25c將提供足夠大的面積，以在結(jié)構(gòu)處于導(dǎo)通(on)狀態(tài)(與可動板相關(guān))時提供所設(shè)計的電容。在圖8中，可以在犧牲材料30以及電極25b和25c的暴露部分之上沉積絕緣體材料40。在實(shí)施例中，絕緣體材料40是使用上述任何方法沉積的氧化物。例如，犧牲材料30以及電極25b和25c的保留部分可以被氧化物材料40覆蓋。在圖9中，在絕緣體材料40之上形成電極45。在實(shí)施例中，電極45可以由鋁或鋁合金(例如AlCiuAlSi或AlCuSi)或銅形成；但本發(fā)明還可考慮其他布線材料。例如，電極45可以是難熔金屬，例如T1、TiN、TiN, Ta、TaN和W或AlCu等布線材料。例如，電極45可以由與MEMS梁相同的材料制成。在實(shí)施例中，Al和/或Cu層可以被用于形成具有約
1.0μ m的厚度和約0.(ΜΩ/sq的薄層電阻的電極45。根據(jù)本發(fā)明的方面，電極45被形成和配置作為MEMS開關(guān)的可動板(即，梁)，其可以朝向固定電極25a移動?？蛇x地，可以在電極45上形成絕緣體層45a。例如，電極45可以被二氧化硅的絕緣體層覆蓋，從而MEMS梁在該梁上方和下方具有對稱或近似對稱的二氧化硅。在實(shí)施例中，絕緣體層45a可以用本文中討論的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)沉積工藝形成。例如，可以在電極45上將絕緣體層45a沉積到約0.1 μπι的厚度；但本發(fā)明還可考慮其他尺寸。仍然參考圖9，金屬層45以及可選的絕緣體層45a可被構(gòu)圖而形成上部電極，其將暴露部分犧牲層30。應(yīng)該理解，MEMS梁可以是金屬-絕緣體-金屬夾層結(jié)構(gòu)(sandwich)，其在上方和下方被覆蓋在薄的二氧化硅中?；蛘?，任何MEMS梁結(jié)構(gòu)可被使用，例如，沒有金屬-氧化物-金屬夾層結(jié)構(gòu)的厚金屬梁等。圖9還示出了被形成到下部MEMS腔的腔過孔46，所述過孔被形成在所述結(jié)構(gòu)中以在稍后的步驟中去除犧牲材料30，如下面的詳細(xì)討論。例如，在實(shí)施例中，腔過孔46被形成在電極45和絕緣體材料40中，以暴露犧牲材料30。腔過孔46可以用常規(guī)的光刻和蝕刻工藝來形成。在實(shí)施例中，腔過孔46可以是不同形狀的，例如矩形、圓形或八角形，并且可以例如以陣列或單獨(dú)地位于結(jié)構(gòu)上的許多不同位置處。在圖10中，犧牲材料47被沉積在電極45之上并與犧牲材料30接觸。在實(shí)施例中，犧牲材料47可以用如本文中討論的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)沉積和構(gòu)圖工藝而形成。犧牲層47可包括與用于下部腔30的材料相似或相同的材料，但本發(fā)明還可考慮其他材料。在沉積犧牲材料47之前，下部的犧牲材料可被清潔以去除任何殘留的氧化物。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所應(yīng)理解的,犧牲材料30和犧牲材料47將分別形成MEMS梁的下部腔和上部腔。在圖11中，絕緣體材料50被保形地沉積在電極45和犧牲材料47之上。在實(shí)施例中，絕緣體材料50是用上述任何沉積方法沉積的氧化物，并被沉積到約1-5 μ m的厚度。絕緣體材料50應(yīng)該足夠厚，以避免在對絕緣體材料50下面的犧牲材料進(jìn)行開孔(vent)時破裂(crack)。在圖12中，可以在該結(jié)構(gòu)中形成通氣孔55，以去除犧牲材料30和47。例如，在實(shí)施例中，在絕緣體材料50中形成通氣孔55，以暴露犧牲材料47。通氣孔55可以用常規(guī)的光刻和蝕刻工藝來形成。在實(shí)施例中，通氣孔55可以是不同的形狀，例如圓形或八角形，且可以位于結(jié)構(gòu)上的許多不同位置處。例如，通氣孔55可以位于犧牲材料47之上、犧牲材料30之上，或位于犧牲材料47和犧牲材料30 二者之上。在圖13中，可以使用常規(guī)蝕刻技術(shù)通過通氣孔55來去除犧牲材料30和47。例如，如果硅被用于犧牲材料或者PMGI的微波下游(downstream)氧等離子體被用于犧牲材料，則可以用本領(lǐng)域已知的XeF2開孔工藝來去除犧牲層30和47。根據(jù)本發(fā)明的方面，犧牲材料30和47的去除將形成空氣隙或上部腔60a以及下部腔60b。在實(shí)施例中，下部腔60b位于下部固定電極25a、25b和25c與上部電極45之間?？諝庀?0可以是約2 μ m，其中在電極45a和25a之間具有約IO-1OOfF的Coff以及約IOOOfF和IOOOOfF的Con。還如圖13所示，可在通氣孔55中沉積密封層65，以使上部腔60a和下部腔60b變成真空密封的或不透氣的。在實(shí)施例中，密封層65可以包括任何合適的非保形(non-conformal)封堵(plugging)材料，例如使用娃燒作為娃源以及N2O作為氧化劑的PECVD 二氧化硅。如圖14所示，提供了包含固定板電極25的MEMS器件100，該固定板電極25形成了被設(shè)計為傳輸線或CPW線布線18或者作為傳輸線或CPW線布線18的一部分的地-信號-地(GSG) CPW線。CPW線是這樣一種結(jié)構(gòu):其中，所有支持波傳播的導(dǎo)體位于同一平面上，例如，典型地形成在介電基底(例如，絕緣體層20 )的頂部上。固定板電極25或GSGCPW線包括通過兩個窄縫而與地平面(電極部分25b和25c)分隔的中央金屬帶(median metallicstrip)(電極部分25a)?？蓜影咫姌O45形成了到固定板電極25或GSG CPW線的三個電容器。具體地，電極部分45a與信號線(例如，電極部分25a)形成電容器，并且在電極部分45b和45c與側(cè)地線(side ground line)(例如，電極部分25b和25c)之間形成兩個電容器?？蓜影咫姌O45被配置為在“開啟”狀態(tài)下朝向固定板電極25 (25a、25b和25c)或GSG CPW線而向下彎曲。為了致動MEMS器件100，可以在可動板電極45 (例如，MEMS梁沖的導(dǎo)體與MEMS梁下方的固定板電極25中的固定導(dǎo)體之間施加dc電壓。如圖14所示的MEMS器件100是二端子器件，其具有用于致動和發(fā)信號的共用電極。例如，當(dāng)MEMS梁處于上面位置時，dc電壓未被施加到信號線25a，且MEMS梁被接地。為了致動MEMS梁(其將把信號線25a上的信號分流(shunt)到地)，將dc或ac電壓施加到信號線，以使MEMS梁朝向信號線25a塌陷(collapse)。通過在電路中包含電感器，該ac或dc電壓可以從信號線上的rf信號隔離，所述電感器的電感值被選擇為在rf頻率下近似為開路而在ac或dc頻率下為短路。圖15a和15b示出了通過可動板電極45上下移動而處于“開啟(on)”或“關(guān)閉(off)”狀態(tài)下的圖13中示例的MEMS開關(guān)。例如，MEMS開關(guān)移動朝向和遠(yuǎn)離固定板電極25，從而將器件置于“開啟”和“關(guān)閉”狀態(tài)。在實(shí)施例中，由于可動板電極45與電極25的關(guān)系，可動板電極45在“關(guān)閉”時具有小電容值且在“開啟”時具有大電容值。S卩，在“開啟”狀態(tài)下，可動板電極45向固定板電極25的接近將增加電容；而在“關(guān)閉”狀態(tài)下，固定板電極遠(yuǎn)離電極25，從而實(shí)現(xiàn)較低的電容。在實(shí)施例中，當(dāng)MEMS開關(guān)處于“關(guān)閉”狀態(tài)的其原始位置時，較小值的電容器被構(gòu)建到CPW設(shè)計中，從而獲得Z0=sqrt (L/(Corig+Cc_off//Cs_off))的CPW線特性阻抗(characteristicimpedence)ο否則，在“關(guān)閉”狀態(tài)下，MEMS開關(guān)仍產(chǎn)生低電容(例如,“關(guān)閉”電容)，這是寄生的并且可以增加MEMS插入損耗以及反射?？蓜影咫姌O45還可以被構(gòu)造為在開啟狀態(tài)下接觸固定板電極25，即，其中可動板電極45上的絕緣體材料接觸固定板電極25 (具有或沒有絕緣體材料，或反之亦然)。當(dāng)可動板45接觸固定板25時，其中可動板45和固定板25中的一者或二者在薄電容器電介質(zhì)中都被覆蓋,從而形成高電容的電容器。在實(shí)施例中，當(dāng)MEMS開關(guān)處于“開啟”狀態(tài)時，由于阻抗與頻率和電容成反比，“開啟”的較大值電容器用作rf信號的短路，其將信號線連接到地線，CPW線總電容Ctotal=Corig+Cc_on//Cs_on=>rf頻率短接(short)。電極的一部分(例如，電極部分45a)未被電極部分25a偏置(bias),而電極部分45b和45c (如圖14所不)被電極部分25b和25c偏置。這消除了到信號線的DC路徑。圖16a和16b示出了對本發(fā)明的MEMS開關(guān)的電磁模擬。圖16a示出了“關(guān)閉”狀態(tài)，其示出了在MEMS器件中發(fā)生的很小到為零的信號中斷(signal disruption) (Sll_up回波損耗)，以及與傳統(tǒng)的MEMS器件相比傳播通過MEMS器件的信號的較小插入損耗(S21_up插入損耗)。圖16b示出了 “開啟”狀態(tài)，其中信號分流至地，從而沒有信號經(jīng)過該器件。根據(jù)本發(fā)明的方面，在信號線和地線處都設(shè)置了開關(guān)電容器，從而可以在可動板和地線之間施加對MEMS開關(guān)的偏置。有利地，該配置消除了向信號線提供DC路徑的需要，并保持開關(guān)的改善的信號完整性。并且，由于“關(guān)閉”的電容器是CPW控制阻抗線設(shè)計的一部分，本發(fā)明的配置，例如，以這種方式配置“關(guān)閉”的電容器:使得與典型的MEMS器件相比，“關(guān)閉”的電容器在信號完整性上不是差的寄生電容器。此外，在實(shí)施例中，可以提供相對較大的“關(guān)閉”的電容器，這有利地允許可動板(例如可動電極45a)與固定板(例如固定的電極25)之間的較小空氣隙、改進(jìn)的處理、以及較低的制造成本。圖17a示出了包括根據(jù)本發(fā)明的方面的結(jié)構(gòu)和相關(guān)處理步驟的替代實(shí)施例。該結(jié)構(gòu)包括例如基底200。在實(shí)施例中，基底200可以是器件的任何層。在實(shí)施例中，基底200是被絕緣體層覆蓋的硅晶片，所述絕緣體層例如是二氧化硅或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他絕緣體材料。在圖17a中，固定布線層210 (例如電極)被沉積在基底200上。在實(shí)施例中，固定布線210可以是在本文中已討論的關(guān)于固定布線層的任何材料，例如Ti/AlCu/Ti/TiN等。該電極和其他電極和/或布線的厚度可以依賴于具體設(shè)計參數(shù)而變化，如本文中也提到的。在布線210上形成絕緣體層220?？梢允褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)構(gòu)圖和蝕刻工藝，對布線210進(jìn)行構(gòu)圖以形成地電極210a和210c以及信號電極210b。在實(shí)施例中，這些電極將以共平面布置形成。布線210可以被氮化物或氧化物的絕緣體層220覆蓋，這提供了特定的電容。在實(shí)施例中，絕緣體層220可以用本文中討論的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)沉積工藝而形成。例如，絕緣體層220可以在布線210上沉積到約0.1 μ m的厚度；但本發(fā)明還可考慮其他尺寸。在電極210a、2IOb和210c之上保形地沉積犧牲材料225。在實(shí)施例中，犧牲材料225可以用如上所述如本文中討論的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)沉積工藝來形成?？梢杂贸Ｒ?guī)的光刻和蝕刻工藝來對犧牲材料225進(jìn)行構(gòu)圖。在圖17a的示例性說明中，在電極210a、2IOb和210c之上形成犧牲材料225。還如圖17a所示，可以在犧牲材料225之上沉積絕緣體材料230。在實(shí)施例中，絕緣體材料230是使用上述任何方法沉積的氧化物。在可選的CMP工藝之后，在(犧牲材料225上方的)絕緣體材料之上形成電極240。在實(shí)施例中，電極240可以由本文中已討論的關(guān)于可動板的任何材料來形成，從而本文中不需要進(jìn)一步的討論來理解本發(fā)明。在優(yōu)選實(shí)施例中，電極240是用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)沉積和構(gòu)圖工藝形成的金屬氧化物金屬梁。根據(jù)本發(fā)明的方面，電極240被形成并構(gòu)建為MEMS開關(guān)的可動板(即梁)，其可以朝向布線210 (例如，固定電極)移動。圖17a還示出了在電極240上形成的可選的絕緣體層250。例如，電極240可以被二氧化硅的絕緣體層250覆蓋，這提供了特定的電容。在實(shí)施例中，絕緣體層250可以用本文中討論的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)沉積工藝形成?？梢栽陔姌O240上將絕緣體層250沉積到約0.1 μ m的厚度；但本發(fā)明還可考慮其他尺寸。電極240和絕緣體層250可以被構(gòu)圖以形成上部電極。在電極240之上沉積犧牲材料255。在實(shí)施例中，犧牲材料255可以用本文中討論的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)沉積和構(gòu)圖工藝來形成。在犧牲材料255的沉積之前，下部犧牲材料225可以被清潔以去除任何殘留氧化物。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，犧牲材料225和犧牲材料255將分別形成用于MEMS梁的下部腔和上部腔。絕緣體材料260被保形地沉積在電極240和犧牲材料255之上。在實(shí)施例中，絕緣體材料260是用上面討論的任何沉積方法沉積的氧化物。在圖17b中，可以在絕緣材料260中形成通氣孔270，以去除犧牲材料255和225。例如，在實(shí)施例中，在絕緣體材料260中形成通氣孔270，以暴露犧牲材料255。通氣孔270可以用常規(guī)的光刻和蝕刻工藝形成。在實(shí)施例中，通氣孔270可以是不同的形狀，例如圓形或八角形，且可以位于所述結(jié)構(gòu)的許多不同位置處。例如，通氣孔270可以位于犧牲材料255之上、位于犧牲材料225(未示出)之上、或位于犧牲材料255和犧牲材料225 二者之上。在圖17b中，可以使用常規(guī)技術(shù)通過通氣孔270來去除犧牲層225和255。例如，可以用等離子體灰化(ashing),例如，氟等離子體或上面討論的XeF2來去除犧牲層225和255。根據(jù)本發(fā)明的方面，犧牲材料225和255的去除將形成上部腔280a和下部腔280b。在實(shí)施例中，下部腔280b位于下部固定電極210a、210b和210c與上部電極240之間。下部腔280a可以是約2 μ m，在電極240和210b之間以及在240和210a/210c之間具有約IO-1OOfF 的 Coff 和約 1000-10000fF 的 Con。仍參考圖17b，可以在通氣孔270中(以及絕緣體層260上)沉積密封層290，并對其進(jìn)行平面化，從而上部腔280a和下部腔280b變成真空密封的或不透氣的。在實(shí)施例中，密封層290可以包括任何合適的非保形封堵材料，例如，如上討論的PECVD 二氧化硅。圖15a和15b是處于“開啟”和“關(guān)閉”狀態(tài)下的圖17中示出的MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)的表示。圖18示出了包括根據(jù)本發(fā)明的方面的結(jié)構(gòu)和相關(guān)處理步驟的替代實(shí)施例。例如，圖18示出了四端子MEMS器件，其可以被制造為具有分隔的致動器310、地電極320和信號電極330。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，圖18中示出的結(jié)構(gòu)的處理步驟與用于圖17a和17b中示出的結(jié)構(gòu)的處理步驟類似。具體地，布線層(圖13a中的布線層210)的形成將包括金屬材料的沉積以及構(gòu)圖以形成致動器310、地電極320和信號電極330。在該實(shí)施例中，信號電極330和致動器310被暴露在下部腔280b中；而地電極320被掩埋在絕緣體材料230中。在實(shí)施例中，致動器310、地電極320和信號電極330共平面。在實(shí)施例中，MEMS梁340的下表面和/或固定信號電極330和致動器310的上表面可以被介電材料(例如，氧化物層350和360)覆蓋，以避免接地的MEMS梁340和分隔的致動器310之間的電弧放電?；蛘?，致動器310可以凹陷(recess)在信號線330的表面之下。此外，在優(yōu)選實(shí)施例中，MEMS梁340是金屬氧化物金屬梁，用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)沉積和構(gòu)圖工藝來制造，從而不需要進(jìn)一步的討論來理解本發(fā)明。圖19a和19b示出了“開啟”和“關(guān)閉”狀態(tài)下的圖18中示例的MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)。例如，在“開啟”狀態(tài)下，MEMS可動板340移動為與致動器310和信號電極330 (例如，固定板電極)接觸。在“關(guān)閉”狀態(tài)下，MEMS可動板340從固定板電極移開。在實(shí)施例中，由于與固定板電極的關(guān)系，可動板電極340在“關(guān)閉”時具有小電容值且在“開啟”時具有大電容值。即，在“開啟”狀態(tài)下可動板電極340與固定板電極的接觸將增加電容；而在“關(guān)閉”狀態(tài)下，固定板電極遠(yuǎn)離可動板電極340并由此獲得較低的電容。在實(shí)施例中，當(dāng)MEMS開關(guān)處于其“關(guān)閉”狀態(tài)的原始位置時，“關(guān)閉”的較小值電容被構(gòu)建到CPW設(shè)計中，從而獲得Z0=sqrt (L/(Cc_off+CorigCs_off))的CPW線特性阻抗。否則，在“關(guān)閉”狀態(tài)下，MEMS開關(guān)仍然產(chǎn)生低電容(例如“關(guān)閉”電容)，這是寄生電容并可以增大MEMS插入損耗和反射。在實(shí)施例中，當(dāng)MEMS開關(guān)處于“開啟”狀態(tài)時，“開啟”的較大值電容器用作短路，以將信號線連接到地線，其中CPW線總電容為Ctotal=Cc_on+Corig//Cs_on=>AC短路?？蓜影咫姌O340的中間部分未被信號線330偏置，而可動板電極340的側(cè)部被致動器310偏置。這消除了到信號線的AC或DC致動路徑。在實(shí)施例中，可以通過增大可動板沿著CPW線的維度的大小來添加“開啟”電容。這可以被實(shí)現(xiàn)而不影響“關(guān)閉”狀態(tài)完整性。圖20示例了包括優(yōu)選由設(shè)計過程910處理的輸入設(shè)計結(jié)構(gòu)920的多個這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)。設(shè)計結(jié)構(gòu)920可以為由設(shè)計過程910產(chǎn)生和處理的邏輯模擬設(shè)計結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生硬件器件的邏輯上等價的功能表示。設(shè)計結(jié)構(gòu)920可以附加地或替代地包含數(shù)據(jù)和/或程序指令，當(dāng)由設(shè)計過程910進(jìn)行處理時，該數(shù)據(jù)和/或程序指令產(chǎn)生硬件器件的物理結(jié)構(gòu)的功能表示。不管表示功能和/或結(jié)構(gòu)設(shè)計特征，可以使用諸如由核心開發(fā)者/設(shè)計者實(shí)施的電子計算機(jī)輔助設(shè)計(ECAD)來產(chǎn)生設(shè)計結(jié)構(gòu)920。當(dāng)設(shè)計結(jié)構(gòu)920被編碼在機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)傳輸、門陣列、或存儲介質(zhì)上時，可以在設(shè)計過程910內(nèi)通過一個或多個硬件和/或軟件模塊來訪問和處理設(shè)計結(jié)構(gòu)920，從而模擬或在功能上表示諸如在圖l-14、15a、15b、17a、17b、18、19a和19b中示出的那些的電子部件、電路、電子或邏輯模塊、裝置、器件或系統(tǒng)。因此，設(shè)計結(jié)構(gòu)920可包含文件或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其包括人和/或機(jī)器可讀的源代碼、編譯結(jié)構(gòu)、和計算機(jī)可執(zhí)行的代碼結(jié)構(gòu)，當(dāng)其被設(shè)計或模擬數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理時，可以在功能上模擬或表示硬件邏輯設(shè)計的電路或其他層級。這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可包括硬件描述語言(HDL)設(shè)計實(shí)體或與諸如Verilog和VHDL的較低級HDL設(shè)計語言和/或諸如C或C++的較高級設(shè)計語言一致和/或匹配的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。設(shè)計過程910優(yōu)選采用和并入硬件和/或軟件模塊，以合成、翻譯或處理在圖1-14、15a、15b、17a、17b、18、19a和19b中示出的部件、電路、器件或邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計/模擬功能等價物，從而產(chǎn)生可包含諸如設(shè)計結(jié)構(gòu)920的設(shè)計結(jié)構(gòu)的網(wǎng)表(netlist)980。網(wǎng)表980可包含例如表示布線、分立部件、邏輯門、控制電路、I/O器件、模型等等的列表的經(jīng)編譯或處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其描述了與集成電路設(shè)計中的其他部件和電路的連接。可以使用迭代過程來合成網(wǎng)表980，在該迭代過程中，根據(jù)器件的設(shè)計規(guī)范和參數(shù)而重復(fù)合成網(wǎng)表980 —次或多次。與本文中描述的其他設(shè)計結(jié)構(gòu)類型相同，網(wǎng)表980可被記錄在機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)上或被編程到可編程門陣列中。介質(zhì)可以為非易失性存儲介質(zhì)，例如，磁盤或光盤驅(qū)動器、可編程門陣列、壓縮閃存或其他閃速存儲器。附加地或替代地，介質(zhì)可以為系統(tǒng)或高速緩沖存儲器、緩沖空間、或者電氣或光導(dǎo)器件和材料，在該介質(zhì)上，可以通過互聯(lián)網(wǎng)或其他適宜的聯(lián)網(wǎng)裝置來傳輸并中間存儲數(shù)據(jù)包。設(shè)計過程910可包括用于處理包括網(wǎng)表980的各種輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型的硬件和軟件模塊。例如，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型可以駐存(reside)于庫(library)部件930內(nèi)并包括公共使用的部件、電路和器件的組，其包括用于給定制造技術(shù)(例如，不同的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，32nm、45nm、90nm等)的模型、版圖和符號表示。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型可以進(jìn)一步包括設(shè)計規(guī)范940、表征數(shù)據(jù)950、驗(yàn)證用數(shù)據(jù)960、設(shè)計規(guī)則970以及測試數(shù)據(jù)文件985，該測試數(shù)據(jù)文件985可包括輸入測試圖形、輸出測試結(jié)果以及其他測試信息。例如，設(shè)計過程910可以進(jìn)一步包括標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計過程，例如應(yīng)力分析、熱分析、機(jī)械事件模擬、用于諸如鑄造、模制和模壓成形(die press forming)的操作的工藝模擬等。在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下,機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在設(shè)計過程910中使用的可能的機(jī)械設(shè)計工具和應(yīng)用的范圍。設(shè)計過程910還可包括用于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)電路設(shè)計處理(例如，時序分析、驗(yàn)證、設(shè)計規(guī)則檢查、位置和布線操作等等)的模塊。設(shè)計過程910采用和并入邏輯和物理設(shè)計工具(例如HDL編譯器和模擬模型構(gòu)建工具)，以處理設(shè)計結(jié)構(gòu)920與某些或所有的所描述的支撐數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及任何附加的機(jī)械設(shè)計或數(shù)據(jù)(如果適用)，從而產(chǎn)生第二設(shè)計結(jié)構(gòu)990。設(shè)計結(jié)構(gòu)990駐存于存儲介質(zhì)或可編程門陣列上，并具有用于交換機(jī)械器件和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式(例如，存儲在IGES、DXF、Parasolid XT、JT、DRG中的信息，或用于存儲或提取(render)這樣的機(jī)械設(shè)計結(jié)構(gòu)的任何其他合適的格式)。與設(shè)計結(jié)構(gòu)920相似地，設(shè)計結(jié)構(gòu)990優(yōu)選包括一個或多個文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、或其他計算機(jī)編碼的數(shù)據(jù)或指令，其駐存于傳輸或數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)上，并且當(dāng)被ECAD系統(tǒng)處理時，可以產(chǎn)生圖1-14、15a、15b、17a、17b、18、19a和19b中所示的本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的邏輯上或功能上等價的形式。在一個實(shí)施例中，設(shè)計結(jié)構(gòu)990可包含經(jīng)編譯的、可執(zhí)行的HDL模擬模型，該模型在功能上模擬圖 1-14、15a、15b、17a、17b、18、19a 和 19b 中所示的器件。設(shè)計結(jié)構(gòu)900還可采用用于交換集成電路的版圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式和/或符號數(shù)據(jù)格式(例如，存儲在⑶SII (⑶S2)、GL1、0ASIS、映像文件(map file)中的信息、或用于存儲這樣的設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任何其他適宜的格式)。設(shè)計結(jié)構(gòu)990可包含信息，例如，符號數(shù)據(jù)、映像文件、測試數(shù)據(jù)文件、設(shè)計內(nèi)容文件、制造數(shù)據(jù)、版圖參數(shù)、布線、金屬層、過孔、形狀、用于通過制造線布線的數(shù)據(jù)、以及制造者或其他設(shè)計者/開發(fā)者所需要的任何其他數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生上面所描述的并在圖1-14、15a、15b、17a、17b、18、19a和19b中示出的器件或結(jié)構(gòu)。然后設(shè)計結(jié)構(gòu)990可進(jìn)入階段995,在該階段995,例如,設(shè)計結(jié)構(gòu)990進(jìn)而流片(tape-out),交付制造，交付掩模工廠，發(fā)送到另一設(shè)計工廠，發(fā)送回客戶等。如上所述的方法用于制造集成電路芯片。制造商以未加工的晶片形式(即，作為具有多個未封裝的芯片的單晶片)、作為裸芯或以封裝形式發(fā)送所產(chǎn)生的集成電路芯片。在后一情況下，芯片被安裝在單芯片封裝(例如塑性載體，其中引線被附到母板或其他更高級載體)中或者被安裝在多芯片封裝(例如陶瓷載體，其具有任一或兩個表面互連或掩埋的互連)中。在任何情況下，芯片接著與其他芯片、分立電路元件和/或其他信號處理器件集成來作為(a)中間產(chǎn)品(例如母板)或(b)最終產(chǎn)品的一部分。最終產(chǎn)品可以為包括集成電路芯片的任何產(chǎn)品，其范圍從玩具和其他低端應(yīng)用到具有顯示器、鍵盤或其他輸入器件和中央處理器的高級計算機(jī)產(chǎn)品。對本發(fā)明的各種實(shí)施例的說明是為了示例的目的而給出的，而不旨在窮舉或限制到所公開的實(shí)施例。只要不脫離所描述的實(shí)施例的范圍和精神，多種修改和變體對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。為了最好地解釋實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或相對于市場上可見的技術(shù)的技術(shù)改進(jìn)，或者為了使本領(lǐng)域的其他普通技術(shù)人員能夠理解本文中公開的實(shí)施例，選擇了本文中所用的術(shù)語。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 在基底上形成共面波導(dǎo)(CPW)，所述CPW包括信號電極和電極對； 在所述CPW之上形成第一犧牲材料； 在所述第一犧牲材料之上以及所述CPW上方形成布線層； 在所述布線層之上形成第二犧牲材料； 在所述第一犧牲材料和所述第二犧牲材料附近形成絕緣體材料； 在所述絕緣體材料中形成至少一個通氣孔，以暴露部分所述第二犧牲材料； 通過所述通氣孔去除所述第一犧牲材料和所述第二犧牲材料，以在所述布線層附近形成腔結(jié)構(gòu)，所述腔結(jié)構(gòu)暴露位于所述布線層下方的所述信號電極和所述電極對；以及用密封材料密封所述至少一個通氣孔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述CPW包括MEMS開關(guān)的固定板，且所述布線層包括所述MEMS開關(guān)的可動板。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括至少在所述CPW的暴露表面上形成至少一個絕緣層，且至少在所述布線層的面向所述CPW的表面上形成絕緣體層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述電極對被形成為地電極； 所述信號電極和地電極對被暴露在所述腔中；并且 所述布線層被形成為可動板，所述可動板在被致動時，朝向所述地電極和所述信號電極移動。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述電極對被形成為致動器對； 所述CPW還包括掩埋在所述絕緣體材料中的地線對； 所述信號電極和所述致動器對被暴露在所述腔中；并且 所述布線層被形成為可動板，所述可動板在被致動時，朝向所述致動器對和所述信號電極移動。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述CPW和所述布線層之間形成中間布線層，其中: 所述中間布線層包括MEMS開關(guān)的固定板； 所述布線層包括所述MEMS開關(guān)的可動板；并且 所述中間布線層被電連接到所述CPW。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述CPW和所述布線層通過固定板而被分隔，所述固定板被電連接到所述CPW。
8.一種方法，包括: 在第一絕緣體層上形成共面波導(dǎo)，所述共面波導(dǎo)包括信號線和地線； 在第二絕緣體層上形成MEMS開關(guān)的固定板，所述固定板至少與所述共面波導(dǎo)的所述信號線電連接；以及 在所述固定板之上形成所述MEMS開關(guān)的可動板，其中所述可動板的至少一部分被腔結(jié)構(gòu)包圍，所述腔結(jié)構(gòu)是通過去除犧牲材料而形成的。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括:在所述固定板之上形成第一犧牲材料層；并且 在所述可動板之上形成第二犧牲材料層和第三絕緣體層， 其中，所述去除犧牲材料包括去除所述第一犧牲材料和所述第二犧牲材料，以將所述腔結(jié)構(gòu)保持在所述可動板的所述至少一部分附近。
10.一種結(jié)構(gòu),包括: 形成在基底上的共面波導(dǎo)(CPW)，所述CPW包括信號線和地線；以及可動板，其被設(shè)置在所述CPW之上并面向所述CPW，其中，所述可動板被構(gòu)造為在“開啟”狀態(tài)下朝向固定板移動，且在“關(guān)閉”狀態(tài)下保持在原始位置，并且在所述“開啟”狀態(tài)下，所述信號線上的輸入信號短接到所述地線；且在所述“關(guān)閉”狀態(tài)下，所述信號線上的所述輸入信號經(jīng)過所述可動板而作為輸出信號。
11.如權(quán)利要求10所 述的結(jié)構(gòu)，其中，所述可動板與所述固定板形成三個電容器。
12.如權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述固定板是在所述CPW與所述可動板之間形成的中間結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述CPW包括所述固定板，所述固定板用于吸引所述可動板。
14.如權(quán)利要求10所述的機(jī)構(gòu)，其中: 所述信號線和所述地線位于腔中； 所述可動板在所述腔中面向所述信號線和所述地線；并且 在所述“開啟”狀態(tài)下，所述可動板被構(gòu)造為在所述腔中彎向并接觸所述信號線和所述地線。
15.如權(quán)利要求14所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述信號線和所述地線中的至少一者被絕緣體覆蓋，且所述可動板在面向所述信號線和所述地線的表面上具有絕緣體襯里。
16.如權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述CPW還包括位于所述信號線與所述地線之間的致動器，所述致動器和所述信號線被設(shè)置在與所述可動板共用的腔中。
17.如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)，其中，在所述“開啟”狀態(tài)下，所述可動板被構(gòu)造為在所述腔中彎向并接觸所述信號線和所述致動器。
18.如權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其中: 在“開啟”狀態(tài)下，所述可動板被配置為彎向所述固定板； 所述可動板與所述固定板形成三個電容器；并且 所述三個電容器在“關(guān)閉”狀態(tài)下具有小電容值且在“開啟”狀態(tài)下具有大電容值。
19.如權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述可動板是包含氧化物-金屬-氧化物的MEMSMο
20.一種計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)中的用于生成MEMS結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計模型的方法，該方法包括: 生成在基底上形成的共面波導(dǎo)(CPW)的功能表示，所述CPW包括信號線和地線；以及生成設(shè)置在所述CPW之上且面向所述CPW的可動板的功能表示，其中，所述可動板被構(gòu)造為在“開啟”狀態(tài)下朝向固定板移動，且在“關(guān)閉”狀態(tài)下保持在原始位置， 在所述“開啟”狀態(tài)下，所述信號線上的輸入信號短接到所述地線；且 在所述“關(guān)閉”狀態(tài)下，所述信號線上的所述輸入信號經(jīng)過所述可動板而作為輸出信號。`
全文摘要
本發(fā)明提供了一種微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、形成該MEMS的方法以及設(shè)計結(jié)構(gòu)。所述方法包括在基底上形成共面波導(dǎo)(CPW)，所述CPW包括信號電極和電極對。所述方法包括在所述CPW之上形成第一犧牲材料，且在所述第一犧牲材料之上以及所述CPW上方形成布線層。所述方法包括在所述布線層之上形成第二犧牲材料，且在所述第一犧牲材料和所述第二犧牲材料附近形成絕緣體材料。所述方法包括在所述絕緣體材料中形成至少一個通氣孔以暴露部分所述第二犧牲材料，且通過所述通氣孔去除所述第一和第二犧牲材料以在所述布線層附近形成腔結(jié)構(gòu)，所述腔結(jié)構(gòu)暴露位于所述布線層下方的所述信號線和所述電極對。用密封材料密封所述通氣孔。
文檔編號G06F17/50GK103186693SQ20131000211
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月3日
發(fā)明者丁漢屹, 劉奇志, A·K·斯坦珀 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司