在CMOS匹配衬底上制造微电子机械开关的方法技术

一种制造微电子机械开关（ＭＥＭＳ）的方法，使用开始于在介质（１５０）内镶嵌由金属导体构成的铜镶嵌互连层的工艺。所有或部分互连凹陷直到当开关处于关闭状态时足够提供容性空气隙的程度，以及提供例如Ｔａ／ＴａＮ保护层用空间。在开关限定的区域内限定的金属结构用作致动电极，以下拉可移动梁（１６０）并提供至少一个路径用于开关信号通过。这种空气隙的优点在于空气不会出现可引起可靠性和电压漂移问题的电荷存储或俘获。替代凹陷电极以提供间隙，可以正好在电极上或电极周围增加介质。下一层是另一电介质层，其淀积到在形成开关器件的可移动梁（１６０）之间形成间隙的所需厚度。穿过该电介质层制造通孔以在金属互连层和还将包括可移动梁的下一个金属层之间提供连接。接着构图和蚀刻通孔层以提供包含下致动电极和信号路径的空腔区。接着用牺牲释放材料回填充空腔。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及微电子机械开关(micro-electromechanical switches，MEMS)的制造，尤其涉及能够与现有半导体制造工艺技术的当前水平结合的MEMS制造。
技术介绍
开关操作是许多电子、机械和电子机械应用的基础部分。在过去几年MEM开关吸引了相当大的关注。使用MEMS技术的产品在生物医学、航空和通信系统中是普遍的。传统MEMS一般利用悬臂开关、薄膜开关和可调电容结构，如在McMillan等人的美国专利No.6,160,230、Feng等人的美国专利No.6,143,997、Carley等人的美国专利No.5,970,315和Tham等人的美国专利No.5,880,921中介绍的。MEMS器件使用微电子机械技术制造，并用于控制电子、机械或光信号流。但是这些器件存在许多问题，因为它们的结构和内在材料性质要求它们在与常规半导体工艺分离的线中制造。这通常是因为不同的材料和不匹配的工艺，因此，其不能与标准半导体制造工艺结合。使用一般用于MEMS制造中的材料例如金产生了将器件直接结合到芯片上(on-chip)应用中的明显结合问题。即使使用在文献中广为采用的多晶硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造微电子机械（ＭＥＭ）开关的方法，包括步骤：ａ）在衬底上淀积第一电介质层，所述第一电介质层具有形成于其中的多个导电互连线；　ｂ）淀积第二电介质层，穿过所述第二电介质层形成有导电通孔，所述通孔接触所述多个导电互连线的至少 一个；ｃ）形成由所述第二电介质层镂成的空腔；ｄ）用牺牲材料填充所述空腔，并平坦化所述牺牲材料；和ｅ）淀积第三电介质层并形成导电梁，使所述导电通孔接触所述导电梁。

【技术特征摘要】
US 2001-11-7 10/014,6601.一种制造微电子机械(MEM)开关的方法，包括步骤a)在衬底上淀积第一电介质层，所述第一电介质层具有形成于其中的多个导电互连线；b)淀积第二电介质层，穿过所述第二电介质层形成有导电通孔，所述通孔接触所述多个导电互连线的至少一个；c)形成由所述第二电介质层镂成的空腔；d)用牺牲材料填充所述空腔，并平坦化所述牺牲材料；和e)淀积第三电介质层并形成导电梁，使所述导电通孔接触所述导电梁。2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤f)淀积第四电介质层并构图与所述第一空腔共形的第二空腔；g)用牺牲材料填充所述第二空腔并平坦化所述牺牲材料；h)淀积第五层以覆盖所述第二空腔；i)构图并蚀刻在所述牺牲材料上的多个孔；和j)选择性地去除所述牺牲材料以使所述导电梁在至少一端被锚固，并保留由空气环绕的所述导电梁的剩余部分。3.如权利要求2所述的方法，还包括增加第六电介质层以密封所述第二空腔以便保护所述导电梁的暴露部分并关闭在所述第五电介质层中的已释放通孔的步骤。4.如权利要求3所述的方法，其中所述保护层由Ta或TaN制成。5.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤e)由从所述第二电介质层选择性地去除牺牲材料的步骤替代，所述选择性去除与所述第一空腔的形状一致。6.如权利要求1所述的方法，其中通过从所述导电梁附近选择性地去除介质材料来形成所述空腔。7.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤e)由以下步骤替代e1)构图所述第三电介质层以从所述第三电介质层选择性释放所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德P沃兰特，约翰C比森，唐娜R科特，蒂莫西J多尔顿，罗伯特A格罗夫斯，凯文S皮特拉卡，肯尼思J斯坦，塞沙德里苏班纳，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]