專利名稱：集成式機電致動器的制作方法
集成式機電致動器本發(fā)明涉及一種集成式機電致動器以及一種用于制造此類集成式機電致動器的方法。
背景技術(shù)：
隨著微電子應用中的功率和能源約束變得越來越具有挑戰(zhàn)性，人們不斷尋求備選且更具功率效率的切換和計算方法。半導體行業(yè)中使用的典型切換器件是CMOS晶體管。為了克服CMOS器件中與功率相關的瓶頸，研究了以根本不同的傳輸機制(例如隧道)工作的新型切換器件。然而，將高接通電流、非常低的截止電流、突然切換、高速度以及小占用空間 的期望特性組合在可容易地與CMOS器件對接的器件中是一項具有挑戰(zhàn)性的任務。諸如納米機電開關(NEM開關)之類的機械開關是很有前景的器件，可滿足這些類型的條件。電極之間具有窄間隙的納米機電開關通過靜電致動來控制。響應于靜電力，接觸電極可以彎曲以接觸另一個電極，因此使開關閉合。在設計和操作納米機電開關中，針對靜電致動和電接觸分離控制窄間隙是一個主要問題。NEM開關必須滿足高切換速度和低致動電壓這兩個要求。通常，為了獲得在I伏范圍內(nèi)的致動電壓和接近I納秒的切換速度，提供的電極之間的間隙必須在大約10納米的范圍內(nèi)。然而，為了限定和控制10納米的大小，即使當應用最新光刻技術(shù)時，調(diào)整電極之間的間隔也很困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種集成式機電致動器，包括致動器電極之間的靜電致動器間隙，接觸電極之間的電接觸間隙，其中在所述致動器電極與所述接觸電極之間提供具有傾斜角的傾斜。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例中，所述電接觸間隙的厚度等于犧牲層的厚度g(1。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例中，所述靜電致動器間隙的間隙8八取決于所述電接觸間隙的厚度和所述傾斜角α，如下所示gA=g0 · cos ( α )。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例中，所述機電致動器是面內(nèi)(in-plane)致動器。 在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的另一可能實施例中，所述機電致動器是面外(out-of-plane)致動器。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的另一可能實施例中，所述機電致動器是垂直致動器。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例中，所述接觸間隙的厚度在5-50納米的范圍內(nèi)。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例中，所述傾斜角在15-60度的范圍內(nèi)。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例中，所述機電致動器包括至少一個機電開關。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個實施例中，在所述機電開關的已致動切換狀態(tài)下，所述接觸間隙閉合，以及在所述機電開關的未致動切換狀態(tài)下，所述接觸間隙未閉合。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個實施例中，在所述機電開關的已致動切換狀態(tài)下，固定到接觸電極的結(jié)構(gòu)化接觸梁彎曲或移動以響應由所述結(jié)構(gòu)化接觸梁與致動器電極之間的電場產(chǎn)生的靜電力。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例中，所述結(jié)構(gòu)化接觸梁包 括撓性部分，其固定到所述接觸電極；以及剛性部分，其連接到所述撓性部分并在其遠端具有電接觸表面，所述電接觸表面通過所述電接觸間隙而與另一接觸電極的電接觸表面分隔開。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個實施例中，所述結(jié)構(gòu)化接觸梁的所述撓性部分包括在O. I至10牛/米的范圍內(nèi)的彈性常數(shù)。在根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例中，所述機電致動器包括輸入電極，其用于施加輸入電壓，輸出電極，其用于提供輸出電壓，第一供給電壓(supply voltage)電極,第一結(jié)構(gòu)化接觸梁固定到該第一供給電壓電極，第二供給電壓電極，第二結(jié)構(gòu)化接觸梁固定到該第二供給電壓電極，其中如果施加于所述輸入電極的輸入電壓對應于所述第一供給電壓，則固定到所述第二供給電壓電極的所述第二結(jié)構(gòu)化接觸梁彎曲或移動以響應由所述第二結(jié)構(gòu)化接觸梁與所述輸入電極之間的電場產(chǎn)生的靜電力，以便在所述第二供給電壓電極和所述輸出電極之間提供接觸，其中如果提供給所述輸入電極的輸入電壓對應于所述第二供給電壓，則固定到所述第一供給電壓電極的第一結(jié)構(gòu)化接觸梁彎曲或移動以響應由所述第一結(jié)構(gòu)化接觸梁與所述輸入電極之間的電場產(chǎn)生的靜電力，以便在所述第一供給電壓電極和所述輸出電極之間提供接觸。本發(fā)明還提供了一種用于制造集成式機電致動器的方法，所述集成式機電致動器包括致動器電極之間的靜電致動器間隙，接觸電極之間的電接觸間隙，其中在所述致動器電極與所述接觸電極之間提供具有傾斜角的傾斜，其中每個間隙通過蝕刻具有與所述電間隙對應的厚度的單個犧牲層來形成。在根據(jù)本發(fā)明的用于制造集成式機電致動器的方法的一個可能實施例中，所述犧牲層通過原子層沉積(ALD)來形成。在根據(jù)本發(fā)明的用于制造集成式機電致動器的方法的一個備選實施例中，所述犧牲層通過化學氣相沉積(CVD)來形成。
在根據(jù)本發(fā)明的用于制造集成式機電致動器的方法的另一實施例中，所述犧牲層通過等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)來形成。在根據(jù)本發(fā)明的用于制造集成式機電致動器的方法的一個可能實施例中，所述方法包括以下步驟蝕刻絕緣體上硅以提供梁體，對所述梁體執(zhí)行選擇性硅化，在所述梁體上沉積犧牲層，執(zhí)行金屬沉積，執(zhí)行CMP，以及 蝕刻所述犧牲層和所述絕緣體以將所述梁體與襯底分離。


以下參考附圖描述了一種集成式機電致動器和一種用于制造此類集成式機電致動器的方法的可能實施例圖1A、1B、1C示出了根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的一個可能實施例；圖2A、2B示出了根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的另一實施例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的另一實施例的側(cè)視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造集成式機電致動器的方法的一個可能實施例的流程圖；圖5A-G示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造集成式機電致動器的方法的一個可能實施例中的制造步驟。
具體實施例方式如可以從示出集成式機電致動器I的第一可能實施例的圖IA中看到的，機電致動器I包括致動器電極和接觸電極。圖IA中示出的實施例是面內(nèi)致動器，具體地說是面內(nèi)機電切換器件。圖IA中示出的面內(nèi)拓撲是可以在襯底上提供的NEM開關的拓撲。圖IA是從上面示出開關拓撲的頂視圖。在示出的實施例中，作為切換器件的機電致動器I包括用于施加輸入電壓的輸入電極2。機電致動器I還包括用于提供輸出電壓的輸出電極3。此外，提供了第一供給電壓電極4，可以對其施加第一供給電壓V1 (例如VDD)。機電致動器I還包括第二供給電壓電極5，可以對其施加第二供給電壓V2 (例如GND)。如可在圖IA中看到的，第一結(jié)構(gòu)化接觸梁6固定到第一供給電壓電極4。以相同的方式，第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7固定到第二供給電壓電極5。如可以從圖IA中看到的，如圖I中所示的集成式機電致動器I包括對稱結(jié)構(gòu)。機電致動器I在所示實施例中包括兩個結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7。每個結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7均包括撓性部分和剛性部分。在圖IA的所示實施例中，結(jié)構(gòu)化接觸梁6包括固定到第一接觸電極4的撓性部分6A。結(jié)構(gòu)化接觸梁6還包括剛性部分6B，所述剛性部分6B在其遠端具有通過電接觸間隙而與輸出電極3的電接觸表面3A分離的電接觸表面6C。第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7也包括固定到第二供給電壓電極5的撓性部分7A和連接到撓性部分7A的剛性部分7B，剛性部分7B在其遠端具有通過電接觸間隙而與輸出電極3的電接觸表面3B分離的電接觸表面7C。具有撓性部分6A、7A的結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7均可以包括在O. I至10牛/米的范圍內(nèi)的預定彈性常數(shù)。在圖IA中示出的實施例中，結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7的每個撓性部分6A、7A均包括具有預定寬度w和高度h的彼此平行延伸的兩個結(jié)構(gòu)化桿(bar)。在一個可能的實施例中，可以通過靜電力彎曲的兩個平行撓性桿的寬度w與高度h之間的寬高比在1:1和1:5之間。在圖IA中不出的實施例中，如果施加于輸入電極2的輸入電壓Vin對應于第一供給電壓V1 (例如VDD)，則固定到第二供給電壓電極5的第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7彎曲或移動以響應由第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7與輸 入電極2之間的電場提供的靜電力，以便在第二供給電壓電極5與輸出電極3之間提供接觸。圖IB示出了在其中未對輸入電極2施加電壓信號的未致動狀態(tài)下，致動器I的第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7。如可以從圖IB中看到的，在未致動狀態(tài)下，在第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7的接觸表面7C與輸出電極3的接觸表面3B之間提供具有厚度g(l的電接觸間隙。此外，提供了在輸入電極2與第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7的剛性部分7B之間具有距離gA的靜電致動器間隙。如可以從圖IB中看到的，在未致動狀態(tài)下，在固定到第二供給電壓電極5的第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7之間提供具有厚度g(l的靜電致動器間隙，并在電極2與固定到第二供給電壓電極5的第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7之間提供具有距離gA的靜電致動器間隙。如可以從圖IB看到的，在靜電致動器間隙與電接觸間隙之間提供具有傾斜角α的傾斜。圖IC示出了將第二供給電壓電極5切換到輸出電極3之后的已致動狀態(tài)。如可以從圖IC看到的，在致動之后，固定到第二供給電壓電極5的第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7之間的電接觸間隙已經(jīng)閉合，使得在第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7的剛性部分7Β的遠端處的電接觸表面7C接觸輸出電極3的接觸表面3Β。即使在致動之后，輸入電極2與第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7的剛性部分7Β之間的靜電致動器間隙也未閉合，如可在圖IC中看到的。對輸入電極2施加對應于第一供給電壓V1 (例如VDD)的輸入電壓Vin時,在輸入電極2與第二供給電壓電極5之間提供靜電場，對第二供給電壓電極5施加第二供給電壓V2 (例如GND)并且第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7固定到第二供給電壓電極5。具體地說，在第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7的剛性部分7Β與輸入電極2之間的通過窄致動器間隙的靜電場導致此撓性部分7Α朝向輸入電極2彎曲或移動，而未使輸入電極2與第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7之間的致動器間隙閉合，但是使剛性部分7Β與輸出電極3之間的接觸間隙閉合，因此將第二供給電壓電極5切換到輸出電極3。如果提供給輸入電極2的輸入電壓對應于第二供給電壓V2 (例如GND)，則固定到第一供給電壓電極4的第一結(jié)構(gòu)化接觸梁6彎曲或移動以響應由第一結(jié)構(gòu)化接觸梁6與輸入電極2之間的電場產(chǎn)生的靜電力，以便在第一供給電壓電極4與輸出電極3之間提供接觸。因此，圖IA中示出的實施例包括具有兩個開關并且操作類似于電壓反相器的集成式機電致動器I。如果施加于輸入電極2的輸入電壓Vin是對應于第一高供給電壓VDD的高輸入電壓，則輸出電極3提供低輸出電壓Vin (例如GND)。相反，如果施加于輸入電極2的輸入電壓為低并且對應于施加于第二供給電壓電極5的第二低供給電壓(GND)，則第二供給電壓電極4與在輸出端處提供聞輸出電壓的輸出電極3接觸。兩個間隙(B卩，致動器間隙gA和接觸間隙g(l)是在電極之間沿運動方向測量的間隙。接觸電極和致動器電極的電極角度之間的差異是α。靜電致動器間隙的間隙84取決于電接觸間隙的厚度go和傾斜角α，如下所示
gA=g0 · cos ( α )通過選擇預定傾斜角α，可以借助設計提供運動間隙差。在一個優(yōu)選實施例中，在制造工藝中，電接觸間隙的厚度Stl等于犧牲層的厚度。在一個可能的實施例中，接觸間隙的厚度g(i在5至50納米的范圍內(nèi)。在一個優(yōu)選實施例中，接觸間隙的厚度&在5至15納米的范圍內(nèi)，優(yōu)選地約為10納米。在一個可能的實施例中，致動器電極與接觸電極之間的傾斜角α在15至60度的范圍內(nèi)。在一個優(yōu)選實施例中，傾斜角α在25至35度的范圍內(nèi)，具體地說約為30度。結(jié)構(gòu)化梁6、7的撓性部分6Α、7Α的平行桿可以包括約為I至2的寬高比，以便在致動時它們不執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運動而僅執(zhí)行平移運動。在一個可能的實施例中，電接觸間隙的厚度go約為10納米而傾斜角α為30度，以便靜電致動器間隙的厚度84約為11. 5納米，從
而電接觸間隙的間隙g0與靜電致動器間隙的間隙gA之間存在約I. 5納米的細微差異。通過常規(guī)的光刻方法很難產(chǎn)生此類細微差異。根據(jù)本發(fā)明的在致動器電極與接觸電極之間具有傾斜角的集成式機電致動器I允許定義具有相同間隔的不同間隙。在一個可能的實施例中，輸入電極2和輸出電極3由鉬電極形成。根據(jù)撓性梁部分6A、7A的長度L，可以調(diào)整結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7的彈性常數(shù)，其可以在O. I至10牛/米的范圍內(nèi)變化。通過增加撓性部分的長度，將更容易地借由靜電力彎曲或移動結(jié)構(gòu)化接觸梁。因此，通過增加撓性部分的長度L，可以降低必需的切換電壓。在一個可能的實施例中，切換電壓在0.5至5V的范圍內(nèi)。在一個優(yōu)選實施例中，切換電壓在低于IV的范圍內(nèi)。因此，在一個優(yōu)選實施例中，用于執(zhí)行致動(具體地說，切換)的致動電壓小于IV。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器I的另一可能實施例的側(cè)視圖。圖2A示出了實施例的側(cè)視圖而圖2B示出了頂視圖。圖2A、2B中示出的實施例是機電致動器的一個面外實施例。如可以從圖2A、2B中看到的，可以將兩個供給電壓電極4、5放置在襯底8上，將結(jié)構(gòu)化梁部分6、7固定到每個供給電壓電極4、5，并可以根據(jù)施加于輸入電極2的電壓而致動每個供給電壓電極4、5。如果施加于輸入電極2的輸入電壓Vin對應于施加于第二供給電壓電極5的低電壓(GND)，則結(jié)構(gòu)化接觸梁6的撓性部分之間的靜電場使梁朝向輸出電極3彎曲或移動，直到結(jié)構(gòu)化接觸梁6的接觸表面6C接觸輸出電極3的接觸表面3A。圖2A、2B的實施例是面外機電致動器1，其中結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7也包括撓性部分和剛性部分。在致動器電極與接觸電極之間提供了具有傾斜角α的傾斜。結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7的結(jié)構(gòu)提供了在靜電場影響下的平移運動，但是沒有旋轉(zhuǎn)運動。圖2Α示出了機電開關的未致動切換狀態(tài)，其中接觸間隙未閉合。在圖2Α中示出的機電開關的已致動切換狀態(tài)下，表面3A、6C之間的接觸間隙閉合。在機電開關的已致動切換狀態(tài)下，固定到接觸電極4的結(jié)構(gòu)化接觸梁6彎曲或移動以響應由結(jié)構(gòu)化接觸梁6與致動器電極(在此情況下由輸入電極2形成)之間的電場產(chǎn)生的靜電力。通過彎曲結(jié)構(gòu)化接觸梁6，接觸電極之間的電接觸間隙g0閉合，但靜電致動器間隙僅部分閉合而保持剩余間隙，因此避免接觸。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器I的另一可能實施例。在圖3的實施例中，集成式機電致動器I是垂直致動器。如可以在圖3中看到的，在襯底8上提供集成式機電致動器1，其具有固定到第一供給電壓電極4和第二供給電壓電極5的兩個垂直結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7。結(jié)構(gòu)化機電接觸梁6、7均包括剛性部分6A、7A和撓性部分6B、7C。如果施加于輸入電極2的輸入電壓Vin對應于施加于電極4的第一供給電SV1(例如VDD),則固定到具有例如低電勢GND的第二供給電壓電極5的第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7彎曲或移動以響應由第二結(jié)構(gòu)化接觸梁7與輸入電極2之間的電場產(chǎn)生的靜電力，以便在第二供給電壓電極5與輸出電極3之間提供接觸。相比之下，如果施加于輸入電極2的輸入電壓Vin對應于第二低供給電壓(GND)，則固定到第一供給電壓電極4的第一結(jié)構(gòu)化接觸梁6移動以響應由第一結(jié)構(gòu)化接觸梁6與輸入電極2之間的電場產(chǎn)生的靜電力，以便在第一供給電壓電極4與輸出電極3之間提供接觸。通過調(diào)整撓性部分6B、7B的長度L，可以例如在O. I至10牛/米的范圍內(nèi)調(diào)整彈性常數(shù)。圖4以及圖5A、5G示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造集成式機電致動器I的方法的一個可能實施例。在制造過程的第一步驟SI，蝕刻絕緣體上硅(SOI)以提供梁體。如可以在圖5A中 看到的，通過諸如氧化物之類的絕緣體(具體地說，SI02)將硅與襯底分離。為了提供梁體，執(zhí)行膜蝕刻，如圖5B中所示。在進一步的步驟S2中，執(zhí)行選擇性硅化，如圖5C中所示。在梁體上，沉積金屬層并選擇性地使用硅形成硅化物，通過蝕刻除去剩余金屬。金屬可以是形成PtSi硅化物的鉬(Pt)。施加導電但不會氧化的層。在進一步的步驟S3中，在梁體上沉積犧牲層，也如圖中所示。在一個可能的實施例中，犧牲層通過原子層沉積ALD形成。在一個優(yōu)選實施例中，犧牲層的厚度對應于機電致動器I的已限定間隙，其可以在5至50納米的范圍內(nèi)，優(yōu)選地約為10納米。在一個可能的實施例中，通過原子層沉積ALD形成的犧牲層是AL203。在備選實施例中，犧牲層也可以通過化學氣相沉積CVD或等離子體增強化學氣相沉積形成。在進一步的步驟S4中，執(zhí)行金屬沉積，也如圖5E中所示。在結(jié)構(gòu)上沉積諸如鉬(Pt)之類的金屬。在進一步的步驟S5a中，執(zhí)行CMP步驟，即機械拋光步驟，如圖5F中所示，以獲得平坦表面。最后，在步驟S6，蝕刻在步驟S3中沉積的犧牲層以及SOI結(jié)構(gòu)的絕緣體以將機電致動器的梁體與襯底分隔開，如可以在圖5G中看到的。在一個可能的實施例中，這通過氣相HF蝕刻執(zhí)行。如可以在圖5G中看到的，可以形成集成式機電致動器I的第一和第二結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7的結(jié)構(gòu)化梁體能夠沿橫向被致動或移動以使電極間隙閉合。根據(jù)本發(fā)明的可以通過如圖4、5中所示制造工藝制造的集成式機電致動器I允許高接通電流和非常低的截止電流。此外，可以以高切換速度執(zhí)行切換。根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器I在器件中占用很小空間，并且可以很容易與其他電子器件(具體地說，CMOS器件)對接。此外，根據(jù)本發(fā)明的機電致動器I具有幾乎為零的漏電流和陡峭的亞閾值斜率，并具有納秒級的機械延遲。此外，集成式機電致動器I可以很容易地制造，如通過圖4、5的制造工藝所示。機電致動器I的另一優(yōu)勢在于機電致動器I的設計可以通過調(diào)整相應參數(shù)(例如，除其他事項外，根據(jù)撓性部分的長度L調(diào)整結(jié)構(gòu)化接觸梁6、7的撓性部分的彈性常數(shù))而適應特定應用。根據(jù)本發(fā)明的機電致動器I可以采用對犧牲層厚度的變化相對不敏感的制造工藝來制造。對于傾斜角α=30°，10%的犧牲厚度可變性導致間隙差異變化也為10%。盡管參考特定實施例描述了本發(fā)明，但是本領域的技術(shù)人員將理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種更改并且可以代之以等同物。此外，可以對本發(fā)明的教導做出許多修改以適應特定情況或材料而不偏離其范圍。因此，并非旨在將本發(fā)明限于所公開的特定實施例，而是旨在本發(fā)明將包括所有落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的實施例。例如，不必通過犧牲層獲得間隙。此外，在各實施例中，所述靜電致動器間隙的設計可以不考慮所述電接觸間隙的厚度和所述傾斜角。所述間隙仍可取決于這兩個量，但不一定遵循定律&=&%08(0)。此外，致動器可以具有面內(nèi)、面外或垂直之外的配置。同樣，在各實施例中，所述接觸間隙的厚度不一定在5-50納米的范圍內(nèi)，傾斜角不一定需要在15-60度的范圍內(nèi)，這取決于特定的應用要求。此外，接觸間隙的實際閉合程度 取決于具體環(huán)境。此外，可以借助除結(jié)構(gòu)化接觸梁之外的手段。然而，如果使用接觸梁(或接觸件等)，則對于其確切結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)想各種設計。更一般地，根據(jù)本發(fā)明的集成式機電致動器的各實施例可以在數(shù)字電子電路或計算機硬件中實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種集成式機電致動器(1)，包括 -致動器電極，在所述致動器電極之間具有靜電致動器間隙， -接觸電極，在所述接觸電極之間具有電接觸間隙， 其中在所述致動器電極與所述接觸電極之間提供具有傾斜角的傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的集成式機電致動器， 其中所述電接觸間隙的厚度等于犧牲層的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2的集成式機電致動器， 其中所述靜電致動器間隙的間隙(gA)取決于所述電接觸間隙的厚度(go)和所述傾斜角(α)，如下所示 gA=g0 · cos ( α )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3的集成式機電致動器， 其中所述機電致動器(I)包括 面內(nèi)致動器， 面外致動器，或 垂直致動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4的集成式機電致動器， 其中所述接觸間隙的厚度(go)在5-50納米的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5的集成式機電致動器， 其中所述傾斜角(α )在15-60度的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6的集成式機電致動器， 其中所述機電致動器(I)包括至少一個機電開關。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的集成式機電致動器， 其中在所述機電開關的已致動切換狀態(tài)下，所述接觸間隙閉合，以及 其中在所述機電開關的未致動切換狀態(tài)下，所述接觸間隙未閉合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的集成式機電致動器， 其中在所述機電開關的已致動切換狀態(tài)下，固定到接觸電極(4、5 )的結(jié)構(gòu)化接觸梁(6、7 )彎曲以響應由所述結(jié)構(gòu)化接觸梁(6、7 )與致動器電極(2 )之間的電場產(chǎn)生的靜電力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的集成式機電致動器， 其中所述結(jié)構(gòu)化接觸梁(6、7)包括 撓性部分(6Α、7Α)，其固定到所述接觸電極(4、5)，以及剛性部分(6Β、7Β)，其連接到所述撓性部分并在其遠端具有電接觸表面(6C、7C)，所述電接觸表面(6C、7C)通過所述電接觸間隙而與另一接觸電極(3)的電接觸表面分隔開。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的集成式機電致動器， 其中所述結(jié)構(gòu)化接觸梁(6、7)的所述撓性部分(6A、7A)包括在O. I至10牛/米的范圍內(nèi)的彈性常數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的集成式機電致動器， 其中所述機電致動器(I)包括 輸入電極(2),其用于施加輸入電壓， 輸出電極(3)，其用于提供輸出電壓，第一供給電壓電極(4)，第一結(jié)構(gòu)化接觸梁(6)固定到該第一供給電壓電極(4)， 第二供給電壓電極(5)，第二結(jié)構(gòu)化接觸梁(7)固定到該第二供給電壓電極(5)， 其中如果施加于所述輸入電極(2)的輸入電壓對應于所述第一供給電壓，則固定到所述第二供給電壓電極(5)的所述第二結(jié)構(gòu)化接觸梁(7)彎曲以響應由所述第二結(jié)構(gòu)化接觸梁(7)與所述輸入電極(2)之間的電場產(chǎn)生的靜電力，以便在所述第二供給電壓電極(5)和所述輸出電極(3 )之間提供接觸， 其中如果提供給所述輸入電極(2)的輸入電壓對應于所述第二供給電壓，則固定到所述第一供給電壓電極(4)的第一結(jié)構(gòu)化接觸梁(6)彎曲以響應由所述第一結(jié)構(gòu)化接觸梁(6)與所述輸入電極(2)之間的電場產(chǎn)生的靜電力，以便在所述第一供給電壓電極(4)和所述輸出電極(3 )之間提供接觸。
13.一種用于制造集成式機電致動器(I)的方法，所述集成式機電致動器(I)包括 -致動器電極，在所述致動器電極之間具有靜電致動器間隙、 -接觸電極，在所述接觸電極之間具有電接觸間隙， 其中在所述致動器電極與所述接觸電極之間提供具有傾斜角(α )的傾斜， 其中每個間隙優(yōu)選地通過蝕刻具有與所述間隙的厚度對應的厚度的犧牲層來形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的用于制造集成式機電致動器的方法， 其中所述犧牲層通過原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)或等離子體增強化學氣相沉積來形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的用于制造集成式機電致動器的方法， 包括以下步驟 蝕刻(SI)絕緣體上硅以提供梁體， 對所述梁體執(zhí)行(S2)選擇性硅化， 在所述梁體上形成(S3 )犧牲層， 執(zhí)行(S4)金屬沉積， 執(zhí)行(S5) CMP， 蝕刻(S6)所述犧牲層和所述絕緣體以將所述梁體與襯底分離。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種集成式機電致動器和一種用于制造此類集成式機電致動器的方法。所述集成式機電致動器包括致動器電極之間的靜電致動器間隙和接觸電極之間的電接觸間隙。在所述致動器電極與所述接觸電極之間提供具有傾斜角的傾斜。此電接觸間隙的厚度等于在制造過程中通過蝕刻被除去的犧牲層的厚度。
文檔編號H01H59/00GK102822931SQ201180016557
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者M·德蓬 申請人:國際商業(yè)機器公司