带有开槽金属的基板及相关方法技术

提供了带有开槽金属的基板及其方法。依照一个方面，附加在基板的开槽金属可包括加工出槽图案的金属，所述槽小于或约等于２微米，其中所述槽使得线宽近似为未形成图案层中单个冶金颗粒的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的主题大体上涉及一种附加于基板上的金属。更特别地， 本专利技术的主题涉及的是附加于微机电系统(MEMS)基板的开槽金属及相关方法。-
技术介绍
MEMS设备具有广泛的应用，并在商业产品中变得更加普及。 MEMS设备对无线设备是理想的，这是由于它们在射频(RF)范围内 工作的情况下具有低能耗的同时具有高绝缘性和线性特征。特别地， MEMS设备特别适用于包括移动电话，无线网络，通讯系统和雷达系 统的应用。在无线设备中，MEMS设备可以被当作天线开关，模式开 关，传送/接收开关，可调谐滤波器，匹配网络及其他。MEMS设备(微机械)根据制造技术大体被分成两组。 一种被称 作体微机械，所述体微机械是通过下述方式制造三维结构获得的，艮P， 硅晶片或SOI (硅绝缘体)基板本身受到蚀刻或抛光处理。另一种被 称为表面微机械，所述表面微机械是通过下述方式制造三维结构获得 的，即，将薄膜堆叠在基板(如硅晶片)上，使得薄膜受到光刻印刷 和蚀刻处理。表面微机械式的MEMS设备可具有再现性和可靠性，这随着构造 它们所用到的处理工艺而改变。一个问题是有化学蚀刻剂的使用有关， 所述蚀刻剂会导致处理后的金属结构表面粗糙。这些金属结构表面的5粗糙特征就是所说的凸丘(hillocks)。凸丘会由晶界滑移(grain boundary slippage)及压縮应力产生。所述凸丘的生成是通过处理过程 中在升高的温度下受热的历程而致动的，在所述处理过程中由于金属 结构扩展的比基板、绝缘体或其他结构更快，所述金属结构处于压缩 状态，其中金属结构是附加或包埋在上述的基板、绝缘体或其他结构 里的。升高的温度还会引起金属颗粒结合成更大的颗粒。由于金属处 于压缩状态，如果发生颗粒滑移的话，向外位移会释放该压縮状态腾 出空间。该位移大约相当于颗粒的尺寸并会形成凸丘。在MEMS设备上存在有凸丘会妨碍设备的正常运转。例如，凸丘 会增加泄漏和破坏可靠性，凸丘在MEMS设备的高压区就相当于场增 强器。进一步地，凸丘会产生固有应力集中的点，这些点更容易随时 间发生碎裂，'这在MEMS设备中会产生破坏性的自由微粒。如果 MEMS设备靠近凸丘，这会导致碎裂发生。如果凸丘是出现在MEMS 设备两个元件之间的缝隙中，它也会限制MEMS设备的运动以至于它 的功能。这对于电容式RF MEMS设备是特别重要的，在所述设备中 为了最佳功能状态就需要存在非常小的缝隙。因此，特别希望能够减 少或消除凸丘。相对应地，考虑到这些困难，就需要改进MEMS金属 结构及其形成技术，以减少或消除凸丘的生成。 '
技术实现思路
本公开主题的一个目标是提供一种新颖的带开槽金属的基板及相 关方法，用以减少MEMS设备中凸丘的生成。本公开主题的一个目标已经在前面陈述过并且由全部或部分的本 公开主题实现，而其他目标将会通过结合在下面最佳介绍的附图随着 说明的进行而变得显而易见。附图说明在这里介绍的本专利技术主题现在将通过参见附图进行解释，其中 图1是依照在此公开的本专利技术主题实施例，附加于MEMS设备基 板上的固定的，开槽金属的顶部透视6图2是依照在此公开的本专利技术主题实施例，附加于基板上并在其上沉积有介质/绝缘层的开槽金属的顶部透视图3是依照在此公开的本专利技术主题实施例，形成在MEMS设备基 板上并在其上形成有介质/绝缘层及金属元件的开槽金属的顶部透视 图4是依照在此公开的本专利技术主题实施例，形成在MEMS设备基 板上并在其上形成有介质/绝缘层及金属元件的开槽金属的顶部透视 图5是依照在此公开的本专利技术主题实施例，形成具有开槽金属、 基板和介质/绝缘层的MEMS设备的示例性步骤的流程图6是依照在此公开的本专利技术主题实施例，包括了可动结构和固 定的开槽金属元件的MEMS设备的横截面侧视图7是依照在此公开的本专利技术主题实施例，包括了可动结构和固 定的开槽金属元件的MEMS设备的顶部透视图8是依照在此公开的本专利技术主题实施例，包括了附加于可动结 构上的可移动开槽金属的MEMS设备的顶部透视图9是依照在此公开的本专利技术主题实施例，包括了附加于可动结 构上的致动器板和电容板的MEMS可变电容器的横截面侧视图IO是依照在此公开的本专利技术主题实施例，包括了附加于可动结 构上的致动器板和电容板的MEMS可变电容器的顶部透视图11是依照在此公开的本专利技术主题实施例，MEMS可变电容器的 可动结构的底部视图12是具有依照在此公开的本专利技术主题的开槽金属元件的 MEMS可变电容器系统的顶部视图13是具有依照在此公开的本专利技术主题的开槽金属元件的 MEMS可变电容器系统的顶部视图14-17是依照在此公开的本专利技术主题，具有槽且线宽尺寸变化 的MEMS设备金属元件的顶部透视图18-21是依照在此公开的本专利技术主题，具有槽且线宽尺寸变化 的MEMS设备金属元件的顶部透视7图22是表示出图18-21中所示的MEMS设备的金属元件凸丘高 度的可变性图表；图23-26是依照在此公开的本专利技术主题，具有槽且线宽尺寸变化 的MEMS设备的金属元件的顶部透视图27是依照在此公开的本专利技术主题实施例，具有槽且线宽尺寸变 化的金属元件表面的顶部视图28-31是依照在此公开的本专利技术主题，具有槽且线宽尺寸变化 的MEMS设备的金属元件的顶部透视图32-35是依照在此公开的本专利技术主题实施例，具有变化的线宽 距离的幵槽金属的顶部视图36是依照在此公开的本专利技术主题，开槽金属表面的顶部视图， 其中有未开槽金属作为比较；以及图37-40是MEMS金属结构中形成有孔的部分的顶部视图。具体实施例方式依照本公开，提供了附加于基板上的开槽金属及相关方法。在此 介绍的开槽金属可特别地应用于MEMS设备、系统和方法中，用于各 种不同的通讯用途。在此介绍的主题可用于减少或消除凸丘的形成。 所述槽可以形成在金属中，从而形成具有预定线宽的金属线阵列。对金属开槽可以在几个方面减少或消除凸丘的形成。 一个方面， 开槽可以限制颗粒的成长，进而限制任何凸丘的尺寸。进一步地，槽 可以降低金属中的总压縮能，这是由于总压縮能仅随长度而不是面积 增长。另外，开槽使得金属能够在一定程度上侧向扩展，进而释放应 力。因此，通过限制颗粒的成长和减小金属应力，依照在此介绍的本 专利技术主题的金属开槽可以减少或消除凸丘的形成。另外，如果开槽金 属包埋在另一材料中，那么该材料直接地抑制颗粒滑移机制。MEMS 电容器应用的好处包括最高电容量高，电容密度大，电容比高，且电 容变化量(AC)大。依照在此介绍的本专利技术主题的开槽金属可在基板上形成图案，或 是适当地附加到基板上。开槽金属可包括形成有小于或约等于2微米槽的金属。槽可致使线宽近似为未形成图案层中的单个冶金颗粒的尺寸。槽可具有统一的宽度或可变宽度。线宽和间隔可具有顺应设计规则的最小尺寸。开槽金属的槽可以定向在施加到MEMS设备上的电流(DC、 AC、 RF，或它们的组合)的方向上，以使得槽的电效应最小。RF指的是在OHz到约100GHz或更高之间的范围。进一步地，MEMS设备可包括另一结构，相对于开槽金属可动或固定，其具有金属元件(开槽的或实心的)。金属元件可以相互电容耦合 (capacitively coupled )。在此进行介绍的目的应当理解为当元件，如层或基板被写成"放置在"，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有开槽金属的基板，开槽金属包含形成有槽图案的金属，所述槽小于或约等于２微米，其中，所述槽使得线宽近似为未形成图案层中单个冶金颗粒的大小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AS莫里斯三世，D德鲁斯，SJ坎宁哈姆，
申请(专利权)人：维斯普瑞公司，
类型：发明
国别省市：US[]