專利名稱：微結(jié)構(gòu)、其制造方法、以及微電子機(jī)械系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被激光照射的微結(jié)構(gòu)、其制造方法、以及微電子機(jī)械系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用微電子機(jī)械系統(tǒng)的裝置在各種領(lǐng)域中被應(yīng)用，所述微電子機(jī)械系統(tǒng)被稱作所謂的微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro MechanicalSystemMEMS)如微開關(guān)、致動(dòng)器(actuator)、壓力傳感器、加速度傳感器等。
MEMS是通過(guò)在犧牲層上形成結(jié)構(gòu)層之后，在由蝕刻除去犧牲層而成的空間中立體地形成結(jié)構(gòu)層來(lái)驅(qū)動(dòng)的。
作為用于這種MEMS的工作部分的結(jié)構(gòu)層，使用金屬如鎢(W)、鉬(Mo)等(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。鎢和鉬都是6族元素，并且具有高熔點(diǎn)(W熔點(diǎn)3430℃、Mo熔點(diǎn)2620℃)、高機(jī)械強(qiáng)度的性質(zhì)。
在專利文獻(xiàn)1中，例如通過(guò)CVD法、濺射法、真空蒸鍍法等氣相合成法形成金屬如鎢、鉬等作為與壓電膜的上下接觸的電極?？紤]到在MEMS的商品化中的成本、簡(jiǎn)便、成品率等，優(yōu)選使用濺射法形成這些鎢膜、鉬膜。
特開2005-210614號(hào)公報(bào)但是，當(dāng)通過(guò)濺射法形成鎢膜或鉬膜等金屬膜時(shí)，這種金屬的結(jié)晶容易向垂直于襯底的方向生長(zhǎng)為針形。
圖12A和12B示出了觀察了通過(guò)濺射法在襯底上形成400nm厚的鉬膜、鎢膜的層的破斷面而得到的掃描電子顯微鏡(SEMScanningElectron Microscope)照片。圖12A是鉬膜，圖12B是鎢膜?？梢杂^察到在圖12A中小的寬度大約為30nm左右的結(jié)晶，而在圖12B中小的寬度大約為50nm左右的結(jié)晶都生長(zhǎng)為針形的狀態(tài)。
鉬膜和鎢膜的晶粒界面脆弱，并且這種針形結(jié)晶對(duì)于該結(jié)晶取向的方向的剪切應(yīng)力很弱。因此，如果直接使用由通過(guò)濺射法形成的鎢膜或鉬膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體作為MEMS開關(guān)等的可移動(dòng)部分，該結(jié)構(gòu)體就立即破斷，所以不合適于結(jié)構(gòu)體。
尤其是，在以如玻璃襯底和塑料襯底不會(huì)熔化這樣比較低的溫度，通過(guò)濺射法在上述襯底上形成鉬膜和鎢膜等金屬層的情況下，金屬層容易生長(zhǎng)為針形。因此，在通過(guò)濺射法在玻璃襯底和塑料襯底上形成金屬層的情況下，由于必須要以比較低的溫度形成金屬層，所以如果將這種金屬層用于結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體的破斷問(wèn)題將更為明顯了。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于改善用于微電子機(jī)械系統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)的金屬層如鉬膜和鎢膜等對(duì)于破斷的強(qiáng)度。
在本發(fā)明中，使用金屬層如鉬膜和鎢膜等作為用于微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層，并且對(duì)于上述金屬層照射激光。
本發(fā)明包括以下步驟在襯底上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成金屬膜；對(duì)于所述金屬膜照射激光；將所述金屬膜加工為預(yù)定形狀來(lái)形成金屬層；除去所述犧牲層。
通過(guò)這樣處理，可以獲得具有片狀結(jié)晶的金屬層。換言之，可以獲得使針形結(jié)晶減少或除去了的金屬層。因此，通過(guò)使用所述金屬層作為微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層，可以獲得具有高抗破斷性的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
在本發(fā)明中，除了W、Mo之外還可以使用選自Ti、Ta、Pt、Ag中的金屬材料或以所述金屬材料為主要成分的合金作為金屬膜。
在本發(fā)明中，通過(guò)濺射法形成金屬膜。
本發(fā)明包括以下步驟在襯底上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成第一層；對(duì)于所述第一層照射激光來(lái)將此成為第二層；將所述第二層加工為預(yù)定形狀；除去所述犧牲層。
本發(fā)明包括以下步驟在襯底上形成下部電極；覆蓋所述下部電極地形成犧牲層；覆蓋所述犧牲層地形成第一導(dǎo)電膜；對(duì)于所述第一導(dǎo)電膜照射激光；在所述第一導(dǎo)電膜上形成第二導(dǎo)電膜；將所述第一導(dǎo)電膜及所述第二導(dǎo)電膜分別加工為預(yù)定形狀，來(lái)形成成為上部電極的第一導(dǎo)電層及第二導(dǎo)電層；除去所述犧牲層。
本發(fā)明包括以下步驟在襯底上形成下部電極；覆蓋所述下部電極地形成犧牲層；覆蓋所述犧牲層地形成第一導(dǎo)電膜；對(duì)于所述第一導(dǎo)電膜照射激光；在所述第一導(dǎo)電膜上形成第二導(dǎo)電膜；對(duì)于所述第二導(dǎo)電膜照射激光；將所述第一導(dǎo)電膜及所述第二導(dǎo)電膜分別加工為預(yù)定形狀，來(lái)形成成為上部電極的第一導(dǎo)電層及第二導(dǎo)電層；除去所述犧牲層。
通過(guò)這樣處理，可以獲得由結(jié)晶生長(zhǎng)為片狀，即使針形結(jié)晶減少或除去了的第一導(dǎo)電膜構(gòu)成的上部電極。因此，通過(guò)使用所述上部電極作為微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層，可以獲得具有高抗破斷性的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
本發(fā)明包括以下步驟在襯底上形成犧牲層；覆蓋所述犧牲層地形成第一導(dǎo)電膜；對(duì)于所述第一導(dǎo)電膜照射激光；在所述第一導(dǎo)電膜上形成壓電薄膜；在所述壓電薄膜上形成第二導(dǎo)電膜；將所述壓電薄膜及第二導(dǎo)電膜分別加工為預(yù)定形狀；除去所述犧牲層。
本發(fā)明包括以下步驟在襯底上形成犧牲層；覆蓋所述犧牲層地形成第一導(dǎo)電膜；對(duì)于所述第一導(dǎo)電膜照射激光；在所述第一導(dǎo)電膜上形成壓電薄膜；在所述壓電薄膜上形成第二導(dǎo)電膜；對(duì)于所述第二導(dǎo)電膜照射激光；將所述壓電薄膜及第二導(dǎo)電膜分別加工為預(yù)定形狀；除去所述犧牲層。
通過(guò)這樣處理，可以獲得具有片狀結(jié)晶的第一導(dǎo)電膜。換言之，可以減少或除去第一導(dǎo)電膜的針形結(jié)晶。因此，通過(guò)使用所述第一導(dǎo)電膜作為微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層，可以獲得具有高抗破斷性的FBAR濾波器。
在本發(fā)明中，可以使用選自W、Mo、Ti、Ta、Pt、Ag中的金屬材料或以所述金屬材料為主要成分的合金作為第一導(dǎo)電膜。
在本發(fā)明中，通過(guò)濺射法形成第一導(dǎo)電膜。
在本發(fā)明中，可以使用選自W、Mo、Ti、Ta、Pt、Ag中的金屬材料或以所述金屬材料為主要成分的合金作為第二導(dǎo)電膜。
在本發(fā)明中，通過(guò)濺射法形成第二導(dǎo)電膜。
在本發(fā)明中，使用選自氧化鋅、氮化鋁、鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鋇、氧化鉭中的任一個(gè)作為壓電薄膜。
本發(fā)明包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；將所述半導(dǎo)體膜加工為預(yù)定形狀來(lái)形成第一半導(dǎo)體層及第二半導(dǎo)體層；覆蓋所述第一半導(dǎo)體層地形成柵極絕緣膜；在所述柵極絕緣膜及所述第二半導(dǎo)體層上形成第一導(dǎo)電膜；對(duì)于所述第一導(dǎo)電膜照射激光；將所述第一導(dǎo)電膜加工為預(yù)定形狀，夾著所述柵極絕緣膜與所述第一半導(dǎo)體層上重疊地形成柵電極，并且在所述第二半導(dǎo)體層上形成第一導(dǎo)電層；在所述第一半導(dǎo)體層、所述柵極絕緣膜及所述柵電極上形成層間絕緣膜；在所述第一導(dǎo)電層上形成壓電薄膜；在所述層間絕緣膜中達(dá)到所述第一半導(dǎo)體層地形成接觸孔；在所述層間絕緣膜及所述壓電薄膜上形成第二導(dǎo)電膜；將所述第二導(dǎo)電膜及所述壓電薄膜分別加工為預(yù)定形狀，在所述層間絕緣膜上與所述第一半導(dǎo)體層電連接地形成源電極及漏電極，在所述第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層及壓電薄膜圖案；通過(guò)除去所述第二半導(dǎo)體層，來(lái)形成半導(dǎo)體元件及微結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，使用選自玻璃襯底、塑料襯底、石英襯底、硅襯底中任一個(gè)作為襯底。
在本發(fā)明中，使用YAG激光作為激光照射。
本發(fā)明是根據(jù)上述制造方法制造的微結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是具有根據(jù)上述制造方法制造的微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
再者，在本發(fā)明中，微電子機(jī)械系統(tǒng)是指利用MEMS的全部器件。此外，微結(jié)構(gòu)是指在微電子機(jī)械系統(tǒng)中利用空間區(qū)域可移動(dòng)的立體結(jié)構(gòu)體。此外，結(jié)構(gòu)層是指用于微結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)部分的部件。
在本發(fā)明中，通過(guò)照射激光來(lái)減少或除去結(jié)構(gòu)層中的針形結(jié)晶，可以獲得具有高抗破斷性的微結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)對(duì)于向上下震動(dòng)的結(jié)構(gòu)層照射激光時(shí)，在與施加應(yīng)力的方向相同的方向上存在的晶粒界面被減少或除去，來(lái)成為片狀結(jié)晶，由此不容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)層的破斷。通過(guò)使用具有所述結(jié)構(gòu)層的微結(jié)構(gòu)，可以提供耐久性好、可靠性高的微電子機(jī)械系統(tǒng)。再者，涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于與MEMS有關(guān)的各種領(lǐng)域，例如可以用于如聲波傳感器、位置傳感器、磁傳感器、化學(xué)傳感器、氣體傳感器、濕度傳感器等傳感器。除此之外，還可以適用于共振器、微齒輪、發(fā)電器等。


圖1A至1D為描述本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的制造步驟的圖；圖2為描述涉及本發(fā)明的發(fā)光器件的一個(gè)方式的圖；圖3A至3F為描述本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的制造步驟的圖；圖4A和4B為描述本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的圖；圖5A至5D為描述本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的制造步驟的圖；圖6為描述具有本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的圖；圖7A至7F為描述本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的制造步驟的圖；圖8A至8D為描述本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的制造步驟的圖；圖9A和9B為描述本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)的一個(gè)方式的圖；圖10A和10B為描述本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)的一個(gè)方式的圖；圖11A和11B為用于通過(guò)濺射法形成的微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層的截面SIM像；圖12A和12B為用于通過(guò)濺射法形成的微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層的截面SEM照片。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。注意，本發(fā)明可以通過(guò)多種不同的方式來(lái)實(shí)施，所屬領(lǐng)域的普通人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下將說(shuō)明的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。此外，在用于說(shuō)明實(shí)施方式的全部附圖中，相同部分或具有相同功能的部分由相同附圖標(biāo)記來(lái)表示，并且省略其重復(fù)說(shuō)明。
實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，描述通過(guò)激光照射來(lái)改變結(jié)構(gòu)層的結(jié)晶狀態(tài)的微結(jié)構(gòu)的制造方法。
如圖1A所示，準(zhǔn)備襯底100。其中，在圖1A至1D中的左邊示出的截面圖分別對(duì)應(yīng)于其右邊示出的俯視圖的虛線A-A’。
作為襯底100，可以利用石英襯底、玻璃襯底、塑料襯底、硅襯底等。例如，通過(guò)在塑料襯底上形成微結(jié)構(gòu)，可以形成具有輕量且柔性良好的薄型微結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。此外，也可以通過(guò)對(duì)于石英襯底、玻璃襯底及硅襯底進(jìn)行研磨來(lái)薄化，形成薄型微結(jié)構(gòu)。
接下來(lái)，在襯底100上形成犧牲層101。其中，犧牲層是指在之后的步驟中被選擇性地除去的層。犧牲層只要可以被除去即可，從而也可以為導(dǎo)電層或絕緣層。通過(guò)除去這樣的犧牲層，在襯底100和在之后的步驟中將形成在犧牲層上的結(jié)構(gòu)層之間產(chǎn)生空間。就是說(shuō)，可以形成具有立體形狀的結(jié)構(gòu)層。
例如，通過(guò)CVD法、濺射法可以形成犧牲層101。作為犧牲層101，可以使用具有硅如非晶硅、多晶硅等的半導(dǎo)體層；具有金屬如鋁(Al)等的材料；有機(jī)層如聚酰亞胺、抗蝕劑等；或絕緣層如氧化硅、氮化硅等來(lái)形成。其中，犧牲層101既可以為單層結(jié)構(gòu)也可以為疊層結(jié)構(gòu)。在采用疊層結(jié)構(gòu)的情況下，適當(dāng)?shù)亟M合上述材料而層疊即可。
可以使用光刻法形成光致抗蝕劑掩模，通過(guò)干式蝕刻法來(lái)加工犧牲層101。此外，也可以通過(guò)以噴墨法為代表的液滴噴射法來(lái)形成。在采用液滴噴射法的情況下，可以選擇性地形成犧牲層101。因此，不需要犧牲層101的光刻步驟和蝕刻步驟。結(jié)果，可以減少抗蝕劑材料的浪費(fèi)和工序時(shí)間。在任何情況下，作為犧牲層，使用對(duì)于結(jié)構(gòu)體可以選擇性地蝕刻除去的材料即可。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)CVD法層疊氧化硅，然后通過(guò)光刻法將此加工為直方體形狀來(lái)形成犧牲層101。
接下來(lái)，通過(guò)濺射法在犧牲層101上形成第一金屬膜102a。作為第一金屬膜102a，可以使用選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉑(Pt)、銀(Ag)的金屬材料或以上述金屬材料為主要成分的合金。另外，合金優(yōu)選處于兩種或更多種的元素彼此熔合，為整體均勻的固相的狀態(tài)。此時(shí)，容易進(jìn)行第一金屬膜102a的蝕刻。另外，第一金屬膜102a既可以為單層結(jié)構(gòu)也可以為疊層結(jié)構(gòu)。在疊層結(jié)構(gòu)中，可以層疊從上述材料中適當(dāng)選擇出的材料。
接下來(lái)，對(duì)于第一金屬膜102a進(jìn)行激光照射(圖1A)。第一金屬膜102a為包含很多生長(zhǎng)為針形的結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。由此，通過(guò)進(jìn)行激光照射將結(jié)晶一旦熔化并重新結(jié)晶，來(lái)使針形的結(jié)晶變?yōu)槠瑺畹慕Y(jié)晶。箭頭130表示激光掃描方向。
在進(jìn)行激光照射的情況下，可以使用連續(xù)振蕩型激光束(以下稱作CW激光束)或脈沖振蕩型激光束(以下稱作脈沖激光束)。作為激光束，可以使用由Ar激光器、Kr激光器、受激準(zhǔn)分子激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、紫綠寶石激光器、Ti蘭寶石激光器、銅蒸汽激光器、和金蒸汽激光器中的一種或多種進(jìn)行振蕩的激光束。通過(guò)照射這種激光束的基波及該基波的二次到四次諧波的激光束，可以減少或消滅向垂直于襯底的方向形成的晶粒界面。并且，可以獲得由片狀結(jié)晶構(gòu)成的金屬膜，所述片狀結(jié)晶向照射激光并掃描的方向延伸。
另外，既可照射基波CW激光束和高次諧波CW激光束，又可照射基波CW激光束和高次諧波脈沖激光束。通過(guò)這樣照射多個(gè)激光束，可以補(bǔ)充能量。
此外，也可以使用如下脈沖激光，其中該脈沖激光是以金屬膜由激光熔化到固化之間可以照射下一個(gè)脈沖的激光的振蕩頻率來(lái)振蕩激光的激光。通過(guò)以這樣的頻率照射激光束，可以減少或消滅在結(jié)構(gòu)體中向垂直于襯底的方向形成的晶粒界面，并且獲得向激光的掃描方向生長(zhǎng)的晶粒。激光束的具體振蕩頻率為10MHz或更高，即使用比通常使用的幾十Hz至幾百Hz的頻帶高許多的頻帶。
在本實(shí)施方式中，例如在石英襯底上形成大約400nm的鎢膜作為第一金屬膜102a，然后以輸出功率150W、掃描速度100mm/sec的條件照射YAG激光(λ＝1064nm)。
通過(guò)進(jìn)行激光照射，使第一金屬膜102a重新結(jié)晶，可以獲得針形結(jié)晶被減少或消滅了的片狀或塊狀(bulk-like)的第二金屬膜102b(圖1B)。
圖2示出了觀察了在以上述條件照射激光之后的鎢膜的斷面的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。與照射激光之前(圖12B)相比，寬度大約為50nm左右的針形結(jié)晶消滅了，而獲得了寬度大約為150至350nm左右的片狀結(jié)晶。
再者，也可以照射從燈發(fā)射的光(也稱作燈退火、燈加熱)而代替照射激光。例如，由于鹵素?zé)艄獾牟ㄩL(zhǎng)大約在1000nm處具有發(fā)射光譜的峰值，所以不容易被玻璃襯底吸收。因此，可以對(duì)于金屬層選擇性地給予能量并加熱。其中，作為用于燈加熱的燈光，可以使用選自鹵素?zé)簟⒔饘冫u化物燈、氙弧燈、炭弧燈、高壓鈉燈、以及高壓汞燈中的一種或多種，可由這些燈的輻射光進(jìn)行加熱。
接下來(lái)，使用形成在第二金屬膜102b上的掩模(未圖示)將第二金屬膜102b加工為預(yù)定形狀，來(lái)形成用作微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層的金屬層102c(圖1C)?？梢允褂脻袷轿g刻法或干式蝕刻法作為加工的方法?？梢允褂美缬袡C(jī)材料、無(wú)機(jī)材料作為掩模。
然后，可通過(guò)除去掩模，并除去犧牲層101，來(lái)獲得微結(jié)構(gòu)(圖1D)。
可以使用濕式蝕刻法或干式蝕刻法來(lái)除去犧牲層101。
在將氧化硅(SiO2)用于犧牲層101的情況下，可以通過(guò)使用氫氟酸緩沖液(BHFBuffered Hydrogen Fluoride)的濕式蝕刻除去犧牲層，所述氫氟酸緩沖液是以氟酸49％水溶液∶氟化氨為1∶7的比率混合而成的。此外，在使用聚酰亞胺或永久抗蝕劑作為犧牲層101的情況下，通過(guò)灰化來(lái)可以除去犧牲層。
在濕式蝕刻之后，優(yōu)選使用粘性低的有機(jī)溶劑(例如環(huán)己烷)沖洗進(jìn)行干燥，或在低溫低壓的條件下進(jìn)行干燥，或者進(jìn)行將該二者組合后的處理，以便防止微結(jié)構(gòu)的彎曲等變形。
此外，在如大氣等高壓條件下使用O2、F2、XeF2中的至少一個(gè)通過(guò)干式蝕刻法可以除去犧牲層101。優(yōu)選進(jìn)行使微結(jié)構(gòu)表面具有防水性的等離子體處理，以便防止上述的微結(jié)構(gòu)的彎曲等變形。
像這樣，除去犧牲層101就產(chǎn)生空間103。由空間103可以將成為結(jié)構(gòu)層的金屬層102c向上下、左右移動(dòng)。通過(guò)金屬層102c的可移動(dòng)的尖端和其他電極接觸，可以使其用作開關(guān)。將具有這樣形狀的微結(jié)構(gòu)稱為懸臂型微結(jié)構(gòu)，通過(guò)將該微結(jié)構(gòu)應(yīng)用于開關(guān)，可以進(jìn)行低損失、低功率的動(dòng)作。
再者，如果犧牲層101的厚度過(guò)厚，產(chǎn)生在襯底100和金屬層102c之間的空間103的間隔就變大，從而不容易驅(qū)動(dòng)微結(jié)構(gòu)。另一方面，如果其厚度過(guò)薄，蝕刻劑就不容易擴(kuò)散，從而犧牲層101將不被蝕刻為所希望的形狀。此外，結(jié)構(gòu)層僅僅以稍微彎曲或變形而就接觸到設(shè)置在下方的對(duì)象。因此，犧牲層101的厚度優(yōu)選為0.5至5μm(包括0.5μm和5μm)。
此外，在本實(shí)施方式中所示的微結(jié)構(gòu)可以用作開關(guān)，然而除了開關(guān)以外，還可以用作掃描型隧道顯微鏡(STM)或掃描型原子力顯微鏡(AFM)的探頭(probe)(探針)、加速度傳感器、角速度傳感器。
如上那樣，在通過(guò)本實(shí)施方式所示的制造方法來(lái)制造的微結(jié)構(gòu)中，由于使用針形結(jié)晶減少或消滅且具有生長(zhǎng)為片狀的結(jié)晶的結(jié)構(gòu)層，所以具有高抗破斷性和高耐久性。因此，具有所述微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)其可靠性優(yōu)良。
實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，將參照?qǐng)D3A至3F描述使用涉及本發(fā)明的制造方法的橋型微結(jié)構(gòu)開關(guān)。其中，在本實(shí)施方式中，用靜電引力可以使微結(jié)構(gòu)移動(dòng)。另外，在圖3A至3F中左邊的截面圖對(duì)應(yīng)于其右邊的俯視圖的虛線A-A’。
首先，在襯底200上形成用作下部電極的第一導(dǎo)電層201。作為第一導(dǎo)電層201，例如通過(guò)濺射法形成選自W、Mo、Ti、Ta、Pt、Ag中的金屬材料或以上述金屬材料為主要成分的合金、具有導(dǎo)電性的材料，然后將此蝕刻為預(yù)定形狀而得到。第一導(dǎo)電層201可以用作共同電極或控制電極等。
通過(guò)光刻法將犧牲層202加工為預(yù)定形狀地形成在第一導(dǎo)電層201上(圖3B)。
通過(guò)濺射法在犧牲層202上形成將成為上部電極的一部分的第一導(dǎo)電膜203a。作為第一導(dǎo)電膜203a，例如可以使用由選自W、Mo、Ti、Ta、Pt、Ag中的金屬材料或以上述金屬材料為主要成分的合金構(gòu)成的金屬膜。第一導(dǎo)電膜203a的膜厚度為200nm至3μm(包括200nm和3μm)，優(yōu)選為400nm至1μm(包括400nm和1μm)。所形成的第一導(dǎo)電膜203a如圖12A和12B所示，成為向垂直于襯底的方向生長(zhǎng)的針形結(jié)晶。
接下來(lái)，對(duì)第一導(dǎo)電膜203a照射激光(圖3C)。在此，箭頭230表示激光掃描方向。關(guān)于激光種類及照射條件等可以使用在實(shí)施方式1中所舉出的種類及條件。
通過(guò)照射激光，第一導(dǎo)電膜203a一旦熔化，其針形結(jié)晶將減少或消滅，以成為結(jié)晶粒徑粗大了的片狀或塊狀結(jié)晶的第二導(dǎo)電膜203b。
接下來(lái)，在第二導(dǎo)電膜203b上層疊并形成第三導(dǎo)電膜204a(圖3D)。然后，使用形成在第三導(dǎo)電膜204a上的掩模(未圖示)，將第二導(dǎo)電膜203b及第三導(dǎo)電膜204a加工為預(yù)定形狀，以形成成為上部電極的第二導(dǎo)電層203c及第三導(dǎo)電層204b(圖3E)。作為第三導(dǎo)電層204b，可以使用由選自W、Mo、Ti、Ta、Pt、Ag等中的金屬材料或以上述金屬材料為主要成分的合金形成的金屬層。當(dāng)然，也可以對(duì)第三導(dǎo)電膜204a照射激光。另外，也可以代替第三導(dǎo)電膜204a地或在第三導(dǎo)電膜204a上形成絕緣膜。
接下來(lái)，如圖3F所示，通過(guò)利用濕式蝕刻法或干式蝕刻法除去犧牲層202，來(lái)形成微結(jié)構(gòu)。在將氧化硅(SiO2)用于犧牲層202的情況下，可以通過(guò)使用氫氟酸緩沖液(BHFBuffered HydrogenFluoride)的濕式蝕刻除去犧牲層，所述氫氟酸緩沖液是以氟酸49％水溶液∶氟化氨為1∶7的比率混合而成的。此外，在使用聚酰亞胺或永久抗蝕劑作為犧牲層的情況下，可以通過(guò)灰化來(lái)除去犧牲層。
在濕式蝕刻之后，優(yōu)選使用粘性低的有機(jī)溶劑(例如環(huán)己烷)沖洗進(jìn)行干燥，或在低溫低壓的條件下進(jìn)行干燥，或者進(jìn)行將該兩者組合的處理，以便防止微結(jié)構(gòu)的壓彎、彎曲等變形。
此外，在如大氣等高壓條件下使用O2、F2、XeF2中的至少一個(gè)通過(guò)干式蝕刻法可以除去犧牲層202。優(yōu)選進(jìn)行使微結(jié)構(gòu)表面具有防水性等離子體處理，以便防止上述的微結(jié)構(gòu)的壓彎、彎曲等變形。
像這樣除去犧牲層202就產(chǎn)生空間205。結(jié)果，可以形成用作橋型開關(guān)的微結(jié)構(gòu)，其中該橋型開關(guān)是用作上部電極的第二導(dǎo)電層203c及第三導(dǎo)電層204b由空間205可以向上下移動(dòng)的開關(guān)。在本實(shí)施方式中，上部電極起到結(jié)構(gòu)層的作用。
另外，在本發(fā)明的開關(guān)中，在犧牲層202上也可以形成由導(dǎo)電率比用于第二導(dǎo)電層203c的材料高的材料構(gòu)成的膜，并且在其上形成第二導(dǎo)電層203c及第三導(dǎo)電層204b。與此相同，也可以在將成為下部電極的第一導(dǎo)電層201上設(shè)置導(dǎo)電率比用于第一導(dǎo)電層201的材料高的膜。這種導(dǎo)電膜不僅降低上部電極和下部電極的接觸電阻，而且可以減少微結(jié)構(gòu)的電極的磨損。作為設(shè)置在第一導(dǎo)電層201上的膜，可以使用Au、Ru或以這些材料為主要成分的合金。此外，作為在形成第二導(dǎo)電層203c之前設(shè)置在犧牲層202上的膜，也可以使用Au、Ru或以這些材料為主要成分的合金。另外，也可以只在第一導(dǎo)電層201和第二導(dǎo)電層203c接觸的部分設(shè)置Au、Ru或以這些材料為主要成分的合金。Au、Ru或以這些材料為主要成分的合金由于導(dǎo)電性好，并且是柔軟的金屬，因此有利于抑制接觸不良。
如上那樣，在涉及本實(shí)施方式的微結(jié)構(gòu)中，由于形成有針形結(jié)晶減少或消滅且具有片狀結(jié)晶的第二導(dǎo)電層203c和第三導(dǎo)電層204b層疊了的結(jié)構(gòu)層作為上部電極，所以具有高抗破斷性和高耐久性。因此，具有所述微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)其可靠性優(yōu)良。
此外，圖4A和4B表示在用作橋型開關(guān)的微結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步形成用于控制的電極的例子。其中，在圖4A和4B中左邊的截面圖分別對(duì)應(yīng)于其右邊的俯視圖的虛線A-A’。
在圖4A中，以圍繞形成在支撐微結(jié)構(gòu)的層400上且將成為下部電極的第一導(dǎo)電層401的周邊的方式形成控制電極402。在此情況下，與下部電極連接的終端電極通過(guò)形成在層400中的接觸孔被設(shè)置在下部電極的下方。在圖4B中，與將成為下部電極的第一導(dǎo)電層403的至少兩邊或更多(在此表示覆蓋周圍三邊的例子)相鄰接形成控制電極404。在此情況下，與將成為下部電極的第一導(dǎo)電層403連接的終端電極可以設(shè)置在控制電極404沒圍繞第一導(dǎo)電層403的區(qū)域上。其中，如圖4A那樣，通過(guò)形成在層400中的接觸孔設(shè)置在下部電極的下方。
向控制用電極402、404輸入是否選擇作為上部電極的第二導(dǎo)電層203c及第三導(dǎo)電層204b的選擇信號(hào)。選擇信號(hào)一被輸入，在上部電極和控制用電極402、404之間就產(chǎn)生靜電引力，由此上部電極下降而接觸到下部電極，從而可以用作開關(guān)。由于控制電極402、404設(shè)置為與下部電極的至少兩邊或更多鄰接，所以可以擴(kuò)大控制電極402、404的面積。因此，可以在上部電極和控制用電極402、404之間使用比較低的電壓產(chǎn)生靜電引力。此外，還可以提高開關(guān)功能的可靠性。
在本實(shí)施方式中，只要電極及導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)、材料、制造條件等可滿足，就可與上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)刈杂山M合。
實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，將參照?qǐng)D5A至5D描述使用涉及本發(fā)明的制造方法的薄膜體聲波諧振器(FBARFilm Bulk Acoustic Resonator)濾波器。
FBAR是一種利用半導(dǎo)體工藝技術(shù)制造的RF-MENS器件。濾波器本身由壓電薄膜和設(shè)置在該壓電薄膜上下的電極構(gòu)成。根據(jù)所述部分的機(jī)械振動(dòng)確定頻率。在涉及本實(shí)施方式的FBAR濾波器中，可以在超過(guò)10GHz的高頻帶中工作，因此能夠應(yīng)用于便攜電話中。
如圖5A所示，在襯底300上形成犧牲層301。作為襯底300，可以使用石英襯底、玻璃襯底、塑料襯底、硅襯底等。例如，通過(guò)在塑料襯底上形成微結(jié)構(gòu)，可以形成輕且柔性良好的薄型FBAR濾波器。此外，也可以通過(guò)對(duì)于石英襯底、玻璃襯底及硅襯底進(jìn)行研磨來(lái)使其變薄，從而形成FBAR濾波器。
例如，通過(guò)CVD法、濺射法可以形成犧牲層301。作為犧牲層301，可以使用具有硅如非晶硅、多晶硅等的半導(dǎo)體層；具有金屬如鋁(Al)等的材料、聚酰亞胺、抗蝕劑等的有機(jī)層；或如氧化硅、氮化硅等的絕緣層。其中，犧牲層301既可以為單層結(jié)構(gòu)也可以為疊層結(jié)構(gòu)。在采用疊層結(jié)構(gòu)的情況下，可適當(dāng)?shù)亟M合上述材料來(lái)層疊。
接下來(lái)，通過(guò)濺射法在犧牲層301上形成第一導(dǎo)電膜302a。作為第一導(dǎo)電膜302a，可以使用選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉑(Pt)、銀(Ag)等中的一種或多種、或以上述金屬為主要成分的合金等金屬膜。
接下來(lái)，對(duì)于第一導(dǎo)電膜302a照射激光(圖5A)。在此，箭頭330表示激光掃描方向。第一導(dǎo)電膜302a為包含很多生長(zhǎng)為針形的結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。由此，通過(guò)進(jìn)行激光照射將結(jié)晶熔化并重新結(jié)晶，來(lái)使針形的結(jié)晶變?yōu)槠瑺畹慕Y(jié)晶。其中，在使用熔點(diǎn)比較低的襯底如塑料襯底作為襯底300的情況下，也可以通過(guò)照射激光僅僅使第一導(dǎo)電膜302a的表面附近熔化并重新結(jié)晶。此外，也可以通過(guò)在襯底300上形成絕緣膜，以使熱不傳到襯底300上。
在進(jìn)行激光照射的情況下，可以使用連續(xù)振蕩型激光束(以下稱作CW激光束)或脈沖振蕩型激光束(以下稱作脈沖激光束)。作為激光束，可以使用由Ar激光器、Kr激光器、受激準(zhǔn)分子激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、紫綠寶石激光器、Ti蘭寶石激光器、銅蒸汽激光器、和金蒸汽激光器中的一種或多種進(jìn)行振蕩的激光束。通過(guò)照射這種激光束的基波及該基波的二次到四次諧波的激光束，可以減少或消滅向垂直于襯底的方向形成的晶粒界面。并且，可以獲得由片狀結(jié)晶構(gòu)成的金屬膜，所述片狀結(jié)晶向照射激光并掃描的方向延伸。
另外，既可照射基波CW激光束和高次諧波CW激光束，又可照射基波CW激光束和高次諧波脈沖激光束。像這樣，通過(guò)照射多個(gè)激光束，可以補(bǔ)充能量。
此外，也可以使用如下脈沖激光，其中該脈激光是以第一導(dǎo)電膜302a由激光熔化到固化之間可以照射下一個(gè)脈沖的激光的振蕩頻率來(lái)振蕩激光的激光。通過(guò)以這樣的頻率照射激光束，可以減少或消滅在結(jié)構(gòu)體中向垂直于襯底的方向形成的晶粒界面，并且獲得向激光的掃描方向生長(zhǎng)的片狀或塊狀(bulk-like)晶粒。激光束的具體振蕩頻率為10MHz或更高，即使用比通常使用的幾十Hz至幾百Hz的頻率高許多的頻率。
在本實(shí)施方式中，形成400nm厚的鉬膜作為第一導(dǎo)電膜302a，然后以輸出功率150W、掃描速度500mm/sec的條件照射YAG激光(λ＝1064nm)。
通過(guò)進(jìn)行激光照射，可以不需要將襯底加熱到襯底的熔點(diǎn)附近就能使第一導(dǎo)電膜302a重新結(jié)晶，減少或消滅針形結(jié)晶，以獲得具有片狀結(jié)晶的第一電極302b。
接下來(lái)，在第一電極302b上形成壓電薄膜303a。壓電薄膜303a由具有壓電性的膜如氧化鋅(ZnO)、氮化鋁(AlN)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鋇(BaTiO3)、氧化鉭(Ta2O5)等構(gòu)成，例如以0.1至1μm(包括0.1μm和1μm)的膜厚度形成。其中，ZnO、AlN等可以例如通過(guò)濺射法被形成，而PZT例如在通過(guò)溶膠-凝膠法形成膜之后，進(jìn)行燒結(jié)，然后進(jìn)行極化處理來(lái)被形成。例如在200至300℃下施加直流電場(chǎng)來(lái)進(jìn)行極化處理。
接下來(lái)，通過(guò)濺射法在壓電薄膜303a上形成第二導(dǎo)電膜304a(圖5B)。作為第二導(dǎo)電膜304a，可以使用與第一導(dǎo)電膜302a相同的材料。
接下來(lái)，將壓電薄膜303a及第二導(dǎo)電膜304a加工為預(yù)定形狀，以形成壓電薄膜303b及第二電極304b(圖5C)。其中，在圖5C中，壓電薄膜303b和第二電極304b為相同的形狀，然而也可以分別為不同的形狀。
然后，通過(guò)蝕刻除去犧牲層301(圖5D)?？墒褂脤?shí)施方式1所示的方法來(lái)除去犧牲層301。
像這樣除去犧牲層301就產(chǎn)生空間305。通過(guò)設(shè)置空間305，可以自由地使由第一電極302b、壓電薄膜303b及第二電極304b構(gòu)成的FBAR濾波器振動(dòng)。其中，在此省略與第一電極302b、第二電極304b分別連接的布線。
在本實(shí)施方式中，對(duì)于第一導(dǎo)電膜302a照射激光，然而當(dāng)然也可以對(duì)于第二導(dǎo)電膜304a同樣照射激光。在此情況下，第一電極302b及第二電極304b具有高抗破斷性，可以提高FBAR濾波器的耐久性。
另外，在本實(shí)施方式中，也可以只對(duì)第二導(dǎo)電膜304a照射激光。在此情況下，由于第一導(dǎo)電膜302a具有垂直于襯底的方向的針形結(jié)晶，所以形成在第一導(dǎo)電膜302a上的壓電薄膜303a延承第一導(dǎo)電膜302a的結(jié)晶性，以向垂直于襯底的方向(z軸方向)取向。通過(guò)使用所述具有高取向性的壓電薄膜303b，可以制造低損耗、帶域?qū)挾燃邦l率溫度特性良好且高性能的FBAR濾波器。
如上那樣，在通過(guò)本實(shí)施方式所示的制造方法來(lái)制造的微結(jié)構(gòu)(FBAR濾波器)中，由于使用通過(guò)激光照射將結(jié)晶生長(zhǎng)為片狀且針形結(jié)晶減少或消滅的結(jié)構(gòu)層(第一電極302b、第二電極304b中的任何一個(gè)或兩個(gè))，所以具有高抗破斷性和高耐久性。因此，具有所述FBAR濾波器的微電子機(jī)械系統(tǒng)其可靠性優(yōu)良。
實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，將描述具有涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)且能夠無(wú)線通信的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
圖6示出了微電子機(jī)械系統(tǒng)601具有的電氣電路604的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。首先，電氣電路604具有如下功能接收從外界(在此相當(dāng)于讀寫器)發(fā)射的電磁波以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)微電子機(jī)械系統(tǒng)601的電力，并且與外界進(jìn)行無(wú)線通信。因此，電氣電路604包括電源電路611、時(shí)鐘產(chǎn)生電路612、解調(diào)電路613、調(diào)制電路614、解碼電路615、編碼電路616、以及信息判斷電路617等為無(wú)線通信而必要的電路。此外，根據(jù)用于無(wú)線通信的電磁波的頻率或通信方法，有可能具有不同的電路結(jié)構(gòu)。
電氣電路604具有控制微結(jié)構(gòu)603、處理來(lái)自讀寫器的信息等功能。因此，電氣電路604具有存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器控制電路、算術(shù)電路等。在示于附圖中的例子中，電氣電路604具有存儲(chǔ)器621、存儲(chǔ)器控制電路622、算術(shù)電路623、結(jié)構(gòu)體控制電路624、A/D轉(zhuǎn)換電路625、以及信號(hào)放大電路626。
電源電路611具有二極管及電容器，可以通過(guò)對(duì)于產(chǎn)生在天線602處的交流電壓進(jìn)行整流來(lái)保持恒定電壓，并且向每個(gè)電路提供該恒定電壓。時(shí)鐘產(chǎn)生電路612具有濾波器元件和分頻電路，并且可以基于產(chǎn)生在天線602處的交流電壓產(chǎn)生具有所需頻率的時(shí)鐘，將該時(shí)鐘提供給每個(gè)電路。
在此，時(shí)鐘產(chǎn)生電路612產(chǎn)生的時(shí)鐘的頻率大小基本上為讀寫器和微電子機(jī)械系統(tǒng)601用來(lái)通信的電磁波的頻率或更低。此外，時(shí)鐘產(chǎn)生電路612具有環(huán)形震蕩器，并且可以通過(guò)由電源電路611輸入電壓來(lái)產(chǎn)生任意頻率的時(shí)鐘。
解調(diào)電路613具有濾波器元件和放大電路，可以解調(diào)產(chǎn)生在天線602處的交流電壓中包含的信號(hào)。解調(diào)電路613根據(jù)用于無(wú)線通信的調(diào)制方式具有不同結(jié)構(gòu)的電路。解碼電路615解碼由解調(diào)電路613解調(diào)了的信號(hào)。所述被解調(diào)了的信號(hào)是從讀寫器發(fā)送的信號(hào)。信息判斷電路617具有比較電路等，并且可以判斷被解調(diào)了的信號(hào)是否從讀寫器發(fā)送的正確信號(hào)。當(dāng)信號(hào)被判斷為正確信息時(shí)，信息判斷電路617向每個(gè)電路(例如，存儲(chǔ)器控制電路622、算術(shù)電路623或結(jié)構(gòu)體控制電路624等)發(fā)送表示是正確的信號(hào)。收到所述信號(hào)的電路可以進(jìn)行預(yù)定工作。
編碼電路616編碼從微電子機(jī)械系統(tǒng)601向讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)。調(diào)制電路614調(diào)制編碼了的數(shù)據(jù)，并且通過(guò)天線602發(fā)送到讀寫器。
發(fā)送給讀寫器的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器621中的微電子機(jī)械系統(tǒng)固有的數(shù)據(jù)，或是通過(guò)微電子機(jī)械系統(tǒng)具有的功能獲得的數(shù)據(jù)。微電子機(jī)械系統(tǒng)固有的數(shù)據(jù)例如是固體識(shí)別信息等數(shù)據(jù)，所述固體識(shí)別信息等在微電子機(jī)械系統(tǒng)具有非易失性存儲(chǔ)器的情形中，存儲(chǔ)在該非易失性存儲(chǔ)器中。通過(guò)微電子機(jī)械系統(tǒng)具有的功能獲得的數(shù)據(jù)例如是由微結(jié)構(gòu)獲得的數(shù)據(jù)、以及基于該數(shù)據(jù)進(jìn)行了某種運(yùn)算的數(shù)據(jù)等。
存儲(chǔ)器621可以具有易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器，并且存儲(chǔ)微電子機(jī)械系統(tǒng)601固有的數(shù)據(jù)、由微結(jié)構(gòu)603獲得的信息等。盡管圖中僅示出了一個(gè)存儲(chǔ)器621，但可以根據(jù)存儲(chǔ)的信息類型和微電子機(jī)械系統(tǒng)601的功能具有多種存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器控制電路622在讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器621中的信息且將信息寫入到存儲(chǔ)器621中的情況下，控制存儲(chǔ)器621。具體而言，存儲(chǔ)器控制電路622能夠產(chǎn)生寫入信號(hào)、讀取信號(hào)、存儲(chǔ)器選擇信號(hào)等、以及指定地址等動(dòng)作。
結(jié)構(gòu)體控制電路624可以產(chǎn)生用來(lái)控制微結(jié)構(gòu)603的信號(hào)。例如，在根據(jù)來(lái)自讀寫器的指令控制微結(jié)構(gòu)603的情況下，基于由解碼電路615解碼的信號(hào)產(chǎn)生用于控制微結(jié)構(gòu)603的信號(hào)。此外，在存儲(chǔ)器621中存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)如用于控制微結(jié)構(gòu)603的工作的程序等的情況下，基于從存儲(chǔ)器621中讀取的數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于控制微結(jié)構(gòu)603的信號(hào)。除此之外，結(jié)構(gòu)體控制電路624可以具有如下反饋功能基于存儲(chǔ)器621中的數(shù)據(jù)、來(lái)自讀寫器的數(shù)據(jù)、以及從微結(jié)構(gòu)603獲得的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生用于控制微結(jié)構(gòu)603的信號(hào)。
算術(shù)電路623例如可以處理從微結(jié)構(gòu)603獲得的數(shù)據(jù)。此外，在上述結(jié)構(gòu)體控制電路624具有反饋功能的情況下，算術(shù)電路623可以進(jìn)行信息處理等。A/D轉(zhuǎn)換電路625是用來(lái)轉(zhuǎn)換模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的電路，并且可以向微結(jié)構(gòu)603傳送控制信號(hào)，或者轉(zhuǎn)換來(lái)自微結(jié)構(gòu)603的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)傳送給每個(gè)電路。信號(hào)放大電路626可以放大從微結(jié)構(gòu)603獲得的弱信號(hào)，并將此傳送給A/D轉(zhuǎn)換電路625。
再者，涉及實(shí)施方式3的FBAR濾波器可以用作涉及本實(shí)施方式的微結(jié)構(gòu)603。此外，涉及實(shí)施方式1、2的微結(jié)構(gòu)可以用作包括在解調(diào)電路613內(nèi)的開關(guān)。通過(guò)將涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)用于解調(diào)電路613的開關(guān)，可以縮小電路結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，也可以適當(dāng)?shù)厥褂脤?shí)施方式1、2所示的微結(jié)構(gòu)作為其他所示的電路的開關(guān)。
由這種微電子機(jī)械系統(tǒng)可以進(jìn)行無(wú)線通信。在微電子機(jī)械系統(tǒng)具有的微結(jié)構(gòu)中，對(duì)于用于可移動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)層照射激光并將結(jié)晶生長(zhǎng)為片狀，以減少或除去針形結(jié)晶，從而耐久性優(yōu)良。因此，具有所述微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)具有高可靠性。
實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，將描述在平面上形成涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)、以及用于驅(qū)動(dòng)該微結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件的微電子機(jī)械系統(tǒng)的制造方法。另外，在此，將參照?qǐng)D7A至7F和圖8A至8D描述制造頂部柵極型薄膜晶體管(TFTThin Film Transistor)作為半導(dǎo)體元件的情況。其中，在圖7A至7F和圖8A至8D中的左邊形成半導(dǎo)體元件而在其右邊形成微結(jié)構(gòu)，從而以附圖中的左邊為第一區(qū)域500a，并且以其右邊為第二區(qū)域500b。
首先，在襯底501上形成基底膜502。作為襯底501，可以使用玻璃襯底、硅襯底、塑料襯底等。作為基底膜502，可以使用氧化硅、氮化硅、含有氧的氮化硅(氮氧化硅)、含有氮的氧化硅(氧氮化硅)等。再者，基底膜502可以為用上述所舉出的材料作成疊層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，作為基底膜502可以通過(guò)等離子體CVD法以膜厚度為50至200nm(包括50nm和200nm)(優(yōu)選為100至150nm(包括100nm和150nm))形成含有氮的氧化硅。
在基底膜502上形成半導(dǎo)體膜，將此加工為預(yù)定形狀而形成半導(dǎo)體層503a、503b、504(圖7A)。作為半導(dǎo)體膜，可以使用非晶或多晶的硅或鍺硅。此外，也可以使用具有透光性的ZnO。在本實(shí)施方式中，形成非晶硅膜，然后使用以Ni為代表的催化金屬元素使該非晶硅膜結(jié)晶而形成多晶硅膜。這樣的多晶硅膜由于具有高遷移率，所以適合于半導(dǎo)體元件。另外，在第二區(qū)域500b中的半導(dǎo)體層504成為在之后的步驟中被除去的犧牲層。
由于可以在同一步驟中制造半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體層和微結(jié)構(gòu)的犧牲層，所以可以簡(jiǎn)略步驟。
接下來(lái)，在第一區(qū)域500a的半導(dǎo)體層503a、503b上形成柵極絕緣膜505(圖7B)。作為柵極絕緣膜505，例如可以使用氧化硅、氮化硅、或氧氮化硅等。另外，柵極絕緣膜505既可以為單層也可以為疊層。在疊層結(jié)構(gòu)中，層疊選自上述的材料即可。另外，為了僅在第一區(qū)域500a中形成柵極絕緣膜505，在第二區(qū)域500b中預(yù)先形成掩模506。
在除去掩模506之后，形成第一導(dǎo)電膜507。然后，在第二區(qū)域500b中對(duì)于第一導(dǎo)電膜507照射激光(圖7C)。第一導(dǎo)電膜507為具有很多生長(zhǎng)為針形的結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。因此，通過(guò)對(duì)于第一導(dǎo)電膜507照射激光，并將此一旦熔化而重新結(jié)晶，來(lái)使針形結(jié)晶變成為非晶或多晶的片狀或塊狀的結(jié)晶。在圖7C中，箭頭530表示激光掃描方向。
在照射激光之后，通過(guò)光刻法將第一導(dǎo)電膜507加工為所希望的形狀，來(lái)形成半導(dǎo)體元件的柵電極508a、508b、以及成為微結(jié)構(gòu)的下部電極的第一導(dǎo)電層509(圖7D)。關(guān)于激光照射，可以使用實(shí)施方式1的條件。
另外，作為第一導(dǎo)電膜507，可以例如使用選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)等中的一種或多種或以上述材料為主要成分的合金等導(dǎo)電材料。在本實(shí)施方式中，使用鉬膜形成第一導(dǎo)電膜507。
另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于半導(dǎo)體元件的柵電極508a、508b照射激光。在不照射激光而形成亞微米寬度的微細(xì)柵電極的情況下，由于在柵電極具有的多個(gè)針形結(jié)晶之間的晶粒界面中，由于金屬結(jié)晶的周期混亂，且金屬結(jié)晶的密度又降低，因而導(dǎo)致優(yōu)先地被蝕刻，所以在柵電極側(cè)面的方向中產(chǎn)生蝕刻率的不均勻。就是說(shuō)，柵電極的寬度根據(jù)位置而不同，所以在TFT的溝道寬度方向中溝道長(zhǎng)度將不同。隨著TFT的微細(xì)化，所述問(wèn)題進(jìn)一步明顯。因此，通過(guò)進(jìn)行涉及本發(fā)明的激光照射，可以減少柵電極側(cè)面的粗糙，并且抑制TFT的電氣特性、閾值電壓、開通電流等不均勻性。
接下來(lái)，在第二區(qū)域500b中設(shè)置掩模510，對(duì)于半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體層503a、503b摻雜帶有n型或p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，來(lái)形成雜質(zhì)區(qū)域511a、511b(圖7E)。
接下來(lái)，在除去掩模510之后，在第一區(qū)域500a及第二區(qū)域500b中形成絕緣膜。然后，通過(guò)在第二區(qū)域500b中蝕刻并除去絕緣膜，在第一區(qū)域500a中形成層間絕緣膜512(圖7F)。作為層間絕緣膜512，可以使用選自SiN、SiO2、SiON、SiNO中的一個(gè)或多個(gè)。
接下來(lái)，在第一區(qū)域500a及第二區(qū)域500b中形成具有壓電性的膜，然后在第一區(qū)域500a中蝕刻并除去具有壓電性的膜，在第二區(qū)域500b形成壓電薄膜513a(圖8A)。作為壓電薄膜513a，可以使用具有壓電性的膜如ZnO、AlN、PZT、BaTiO3、Ta2O5等，令膜厚度為0.3至3μm(包括0.3μm和3μm)，優(yōu)選為1至2μm(包括1μm和2μm)。
在層間絕緣膜512中分別形成貫通達(dá)到成為半導(dǎo)體層503a、503b的源區(qū)及漏區(qū)的雜質(zhì)區(qū)域511a、511b的接觸孔514(圖8B)。然后，通過(guò)濺射法形成第二導(dǎo)電膜，并利用蝕刻加工為預(yù)定形狀，從而在第一區(qū)域500a中形成與半導(dǎo)體元件的源區(qū)或漏區(qū)相連接的源電極或漏電極515，而在第二區(qū)域500b中形成成為微結(jié)構(gòu)的上部電極的第二導(dǎo)電層516。作為第二導(dǎo)電膜，可以使用應(yīng)用于第一導(dǎo)電膜507的導(dǎo)電材料。當(dāng)加工第二導(dǎo)電膜時(shí)，同時(shí)還加工壓電薄膜513a，來(lái)形成預(yù)定形狀的壓電薄膜513b(圖8C)。
接下來(lái)，除去作為犧牲層的半導(dǎo)體層504。在除去犧牲層中可以使用濕式蝕刻法或干式蝕刻法。
通過(guò)上述步驟，可以在同一工序中形成半導(dǎo)體元件517和微結(jié)構(gòu)518(在實(shí)施方式中，是指FBAR濾波器)(圖8D)。結(jié)果，可以簡(jiǎn)略微電子機(jī)械系統(tǒng)的制造步驟。在微結(jié)構(gòu)518中成為第一導(dǎo)電層509的第一導(dǎo)電膜507為具有多個(gè)針形結(jié)晶的結(jié)構(gòu)，所以通過(guò)進(jìn)行涉及本發(fā)明的激光照射，可以減少或消滅針形結(jié)晶并結(jié)晶生長(zhǎng)為片狀。因此，可以獲得具有結(jié)晶取向的方向的剪切應(yīng)力大、耐久性良好的微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于第一導(dǎo)電膜507照射激光，當(dāng)然也可以對(duì)第二導(dǎo)電膜照射激光。
本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)刈杂山M合。
實(shí)施方式6在本實(shí)施方式中，將參照?qǐng)D9A和9B說(shuō)明實(shí)施方式4所描述的具有無(wú)線通信技術(shù)的微電子機(jī)械系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)及使用例子。
在圖9A所示的微電子機(jī)械系統(tǒng)704中，由保護(hù)層涂布的封殼705內(nèi)設(shè)置有具有涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的區(qū)域700。此外，在具有微結(jié)構(gòu)的區(qū)域700設(shè)置有噴出口706。封殼705和具有微結(jié)構(gòu)的區(qū)域700之間可以填充填充材料707。
設(shè)置在封殼705表面上的保護(hù)層優(yōu)選含有類金剛石碳(DLC)、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、或氮化碳。作為封殼705或填充材料707使用已知的材料。通過(guò)將保護(hù)層設(shè)置在封殼705中，可以防止微電子機(jī)械系統(tǒng)在體內(nèi)溶解或變性。
另外，通過(guò)使封殼最外表面具有圓形形狀如橢圓形，可以安全地使用封殼而不會(huì)損傷人體。
涉及本實(shí)施方式的微電子機(jī)械系統(tǒng)704可以被投入到人體中并將醫(yī)用制劑注入到疾病的患部。此外，通過(guò)微電子機(jī)械系統(tǒng)704具有附加功能如通過(guò)測(cè)定物理量或化學(xué)量來(lái)檢出生物體的功能數(shù)據(jù)的傳感器、采樣患部細(xì)胞的采樣器等，可以由電氣電路將獲得了的信息進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換、信息處理，并且通過(guò)無(wú)線通信傳送給讀寫器。根據(jù)微電子機(jī)械系統(tǒng)所具有的電氣電路的結(jié)構(gòu)，可以提供復(fù)雜的功能，如基于由微結(jié)構(gòu)獲得了的信息移動(dòng)尋找疾病的患部，并觀察患部來(lái)判斷是否注入醫(yī)用制劑等。
如圖9B所示，被檢查者708吞下微電子機(jī)械系統(tǒng)704，并且使其在人體內(nèi)腔709移動(dòng)到應(yīng)該投入醫(yī)用制劑的預(yù)定位置。由讀寫器710進(jìn)行微電子機(jī)械系統(tǒng)704的控制、無(wú)線通信，并且噴出醫(yī)用制劑。
涉及本實(shí)施方式的微電子機(jī)械系統(tǒng)704可以不局限于醫(yī)療目的地廣泛地利用為可以遙控的噴出器件。例如，當(dāng)調(diào)配藥品時(shí)，在工作者會(huì)受到危險(xiǎn)的工作如產(chǎn)生有害氣體、有可能爆發(fā)等中，通過(guò)使包括在具有涉及本實(shí)施方式的微電子機(jī)械系統(tǒng)704的微結(jié)構(gòu)的區(qū)域700內(nèi)的桶中填充所述醫(yī)用制劑，進(jìn)行遙控，可以進(jìn)行醫(yī)用制劑的調(diào)配。由此，對(duì)于工作者產(chǎn)生的危險(xiǎn)大幅度地降低。
通過(guò)使用涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)，可以提供即使在人體內(nèi)腔709移動(dòng)時(shí)，也不容易被破壞、耐久性良好且可靠性高的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
實(shí)施方式7在本實(shí)施方式中，將參照?qǐng)D10A和10B說(shuō)明上述實(shí)施方式中所描述的具有無(wú)線通信技術(shù)的微電子機(jī)械系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)及另一個(gè)使用例子。
在此，將描述將微電子機(jī)械系統(tǒng)用作壓力傳感器的例子。在用作壓力傳感器的情況下，在微結(jié)構(gòu)的隔膜(diaphragm)設(shè)置應(yīng)力檢測(cè)器，通過(guò)改變隔膜的尺寸及厚度，可以設(shè)計(jì)各種感度的壓力傳感器。
當(dāng)汽車的輪胎806的壓力降低時(shí)，輪胎806的變形量擴(kuò)大并阻力增加，結(jié)果導(dǎo)致既增加燃料消耗率又產(chǎn)生事故等。在涉及本實(shí)施方式的微電子機(jī)械系統(tǒng)中，可以比較簡(jiǎn)便且平常地提供監(jiān)視輪胎806的壓力的系統(tǒng)。
如圖10A所示，在輪胎806的車輪808部分設(shè)置由保護(hù)層涂布涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)而成的微電子機(jī)械系統(tǒng)807。
然后，通過(guò)將讀寫器809接近到微電子機(jī)械系統(tǒng)807并進(jìn)行無(wú)線通信，可以獲得輪胎806的壓力信息。無(wú)線通信技術(shù)等與上述實(shí)施方式4是相同的。
圖10B示出了微電子機(jī)械系統(tǒng)807的結(jié)構(gòu)。涉及本實(shí)施方式的微電子機(jī)械系統(tǒng)807包括為了與讀寫器809無(wú)接觸地輸入輸出數(shù)據(jù)而用作天線的導(dǎo)電膜811、與用作天線的導(dǎo)電膜811連接的電子電路部分812。其中，電子電路部分812具備如薄膜晶體管等半導(dǎo)體元件和涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)。
用作天線的導(dǎo)電膜811通過(guò)使用CVD法、濺射法、液滴噴射法、絲網(wǎng)印刷法等印刷法，由選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)等中的元素、或以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料以單層或疊層來(lái)形成。例如，通過(guò)絲網(wǎng)印刷法使用含有銀的膏來(lái)形成，然后進(jìn)行50至350℃的加熱處理來(lái)形成?；蛘撸ㄟ^(guò)濺射法形成鋁膜，圖案加工該鋁膜來(lái)形成。對(duì)于鋁膜的圖案加工優(yōu)選使用濕式蝕刻加工，在進(jìn)行濕式蝕刻加工之后，優(yōu)選進(jìn)行200至300℃的加熱處理。
另外，作為可以無(wú)接觸地輸入輸出數(shù)據(jù)的微電子機(jī)械系統(tǒng)的信號(hào)傳送方法，可以使用電磁耦合方法、電磁感應(yīng)方法或微波方法等。實(shí)施者既可考慮到使用用途適當(dāng)?shù)剡x擇傳送方法，也可根據(jù)傳送方法設(shè)置最合適的天線。
例如，在使用電磁耦合方法或電磁感應(yīng)方法(例如13.56MHz頻帶)作為微電子機(jī)械系統(tǒng)的信號(hào)傳送方法的情況下，由于利用磁場(chǎng)密度的改變引起的電磁感應(yīng)，因此，將用作天線的導(dǎo)電膜形成為環(huán)形(例如環(huán)形天線)、螺旋形(例如螺旋天線)。
此外，在使用微波方法(例如UHF頻帶(860至960MHz頻帶)、2.45GHz頻帶等)作為微電子機(jī)械系統(tǒng)的信號(hào)傳送方法的情況下，考慮到用于傳送信號(hào)的電磁波的波長(zhǎng)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定用作天線的導(dǎo)電膜的長(zhǎng)度等形狀。例如，可將用作天線的導(dǎo)電膜形成為線形(例如，偶極天線)、平坦形狀(例如貼片天線)、或扁形形狀等。此外，用作天線的導(dǎo)電膜的形狀不局限于線形，考慮到電磁波的波長(zhǎng)還可以形成為曲線形狀、回折形狀、或其組合的形狀。
根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)在微電子機(jī)械系統(tǒng)中設(shè)置天線，可以不需要去汽車配備工廠如街頭汽油加油站等而比較簡(jiǎn)便且平常地監(jiān)視輪胎806的氣壓。
本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)刈杂山M合。
實(shí)施例1在本實(shí)施例中，將參照?qǐng)D11A和11B描述對(duì)于用于本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的鉬的金屬層照射激光的前后狀態(tài)。
圖11A示出了對(duì)于通過(guò)濺射法在石英襯底上大約形成為400nm厚的鉬膜進(jìn)行FIB(聚焦離子束Focused Ion Beam)加工而獲得了的截面SIM(Scanning Ion Microscope)像。如箭頭所示，向垂直于襯底的方向形成有多個(gè)針形結(jié)晶。這種針形結(jié)晶對(duì)于結(jié)晶生長(zhǎng)的方向的振動(dòng)弱，由于比較小的應(yīng)力而容易從晶粒界面被破壞。
圖11B示出了在以掃描速度500mm/sec、輸出功率200W的條件照射YAG激光之后的鉬膜的截面SIM像?？梢钥吹綄挾葹?00至700nm左右的塊狀的晶粒。鉬膜由激光照射一旦熔化，由于沿著激光的掃描方向重新結(jié)晶，因此可以獲得向掃描方向生長(zhǎng)的晶粒。因此，因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)其耐久性優(yōu)良，因此使用涉及本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)具有高可靠性。
本說(shuō)明書根據(jù)2005年11月30日在日本專利局受理的日本專利申請(qǐng)?zhí)?005-345088而制作，通過(guò)參考所述申請(qǐng)內(nèi)容均包括在本說(shuō)明書中。
權(quán)利要求
1.一種微結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成包括晶體的金屬膜；使所述晶體生長(zhǎng)，以增大所述晶體的晶粒尺寸；蝕刻所述金屬膜的一部分，以使所述犧牲層的一部分露出；以及在蝕刻所述金屬膜的一部分之后除去所述犧牲層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述金屬膜通過(guò)濺射法形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括以下步驟對(duì)于所述金屬膜照射激光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述金屬膜包括選自包含W、Mo、Ti、Ta、Pt、以及Ag的組中的金屬材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述襯底為選自包含玻璃襯底、塑料襯底、石英襯底、硅襯底的組中的一種襯底。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述激光為選自包含Ar激光、Kr激光、受激準(zhǔn)分子激光、YAG激光、Y2O3激光、YVO4激光、YLF激光、YAlO3激光、玻璃激光、紅寶石激光、紫綠寶石激光、Ti蘭寶石激光、銅蒸汽激光、和金蒸汽激光的組中的一種或多種激光。
7.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法來(lái)形成的微結(jié)構(gòu)。
8.一種包括根據(jù)權(quán)利要求7所述的微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
9.一種微結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成下部電極；形成犧牲層以覆蓋所述下部電極；形成包括晶體的第一導(dǎo)電膜以覆蓋所述犧牲層；使所述晶體生長(zhǎng)，以增大所述晶體的晶粒尺寸；在所述第一導(dǎo)電膜上形成第二導(dǎo)電膜；蝕刻所述第一導(dǎo)電膜的一部分和所述第二導(dǎo)電膜的一部分，以使所述犧牲層的一部分露出；以及在蝕刻所述第一導(dǎo)電膜的一部分和所述第二導(dǎo)電膜的一部分之后，除去所述犧牲層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第一導(dǎo)電膜通過(guò)濺射法形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括以下步驟對(duì)于所述第一導(dǎo)電膜照射激光。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第一導(dǎo)電膜包括選自包含W、Mo、Ti、Ta、Pt、以及Ag的組中的金屬材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電膜通過(guò)濺射法形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電膜包括晶體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括以下步驟使所述晶體生長(zhǎng)，以增大所述晶體的晶粒尺寸。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括以下步驟對(duì)于所述第二導(dǎo)電膜照射激光。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電膜包括選自包含W、Mo、Ti、Ta、Pt、以及Ag的組中的金屬材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述襯底為選自包含玻璃襯底、塑料襯底、石英襯底、硅襯底的組中的一種襯底。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述激光為選自包含Ar激光、Kr激光、受激準(zhǔn)分子激光、YAG激光、Y2O3激光、YVO4激光、YLF激光、YAlO3激光、玻璃激光、紅寶石激光、紫綠寶石激光、Ti蘭寶石激光、銅蒸汽激光、和金蒸汽激光的組中的一種或多種激光。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述激光為選自包含Ar激光、Kr激光、受激準(zhǔn)分子激光、YAG激光、Y2O3激光、YVO4激光、YLF激光、YAlO3激光、玻璃激光、紅寶石激光、紫綠寶石激光、Ti蘭寶石激光、銅蒸汽激光、和金蒸汽激光的組中的一種或多種激光。
21.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法來(lái)形成的微結(jié)構(gòu)。
22.一種包括根據(jù)權(quán)利要求21所述的微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
23.一種微結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成犧牲層；形成包括晶體以覆蓋所述犧牲層的第一導(dǎo)電膜；使所述晶體生長(zhǎng)，以增大所述晶體的晶粒尺寸；在所述第一導(dǎo)電膜上形成壓電薄膜；在所述壓電薄膜上形成第二導(dǎo)電膜；蝕刻所述壓電薄膜的一部分和所述第二導(dǎo)電膜的一部分，以使所述犧牲層的一部分露出；以及在蝕刻所述壓電薄膜的一部分和所述第二導(dǎo)電膜的一部分之后，除去所述犧牲層。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第一導(dǎo)電膜通過(guò)濺射法形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括以下步驟對(duì)于所述第一導(dǎo)電膜照射激光。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第一導(dǎo)電膜包括選自包含W、Mo、Ti、Ta、Pt、以及Ag的組中的金屬材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電膜通過(guò)濺射法形成。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電膜包括晶體。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括以下步驟使所述晶體生長(zhǎng)，以增大所述晶體的晶粒尺寸。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括以下步驟對(duì)于所述第二導(dǎo)電膜照射激光。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電膜包括選自包含W、Mo、Ti、Ta、Pt、以及Ag的組中的金屬材料。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述壓電薄膜選自包含氧化鋅、氮化鋁、鎬鈦酸鋅、鈦酸鋇、以及氧化鉭的組中的一種。
33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述襯底為選自包含玻璃襯底、塑料襯底、石英襯底、硅襯底的組中的一種襯底。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述激光為選自包含Ar激光、Kr激光、受激準(zhǔn)分子激光、YAG激光、Y2O3激光器、YVO4激光、YLF激光、YAlO3激光、玻璃激光、紅寶石激光、紫綠寶石激光、Ti蘭寶石激光、銅蒸汽激光、和金蒸汽激光的組中的一種或多種激光。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述激光為選自包含Ar激光、Kr激光、受激準(zhǔn)分子激光、YAG激光、Y2O3激光、YVO4激光、YLF激光、YAlO3激光、玻璃激光、紅寶石激光、紫綠寶石激光、Ti蘭寶石激光、銅蒸汽激光、和金蒸汽激光的組中的一種或多種激光。
36.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求23所述的制造方法來(lái)形成的微結(jié)構(gòu)。
37.一種包括根據(jù)權(quán)利要求36所述的微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
38.一種微結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；通過(guò)蝕刻所述半導(dǎo)體膜來(lái)形成第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層；形成柵極絕緣膜以覆蓋所述第一半導(dǎo)體層；通過(guò)濺射法在所述柵極絕緣膜和所述第二半導(dǎo)體層上形成第一導(dǎo)電膜；對(duì)于所述第一導(dǎo)電膜照射激光；通過(guò)蝕刻所述第一半導(dǎo)體層上的所述第一導(dǎo)電膜，夾著所述柵極絕緣膜且與所述第一半導(dǎo)體層重疊地形成柵電極；在所述第一半導(dǎo)體層、所述柵極絕緣膜、以及所述柵電極上形成層間絕緣膜；在所述第一導(dǎo)電層上形成壓電薄膜；在所述層間絕緣膜中形成到達(dá)所述第一半導(dǎo)體層的接觸孔；在所述層間絕緣膜和所述壓電薄膜上形成第二導(dǎo)電膜；在所述層間絕緣膜上形成與所述第一半導(dǎo)體層電連接的源電極及漏電極，并且通過(guò)蝕刻所述第二導(dǎo)電膜和所述壓電薄膜中的每一個(gè)來(lái)在所述第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層和壓電層；以及除去所述第二半導(dǎo)體層，以形成半導(dǎo)體元件和微結(jié)構(gòu)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第一導(dǎo)電膜包括選自包含W、Mo、Ti、Ta、Pt、以及Ag的組中的金屬材料。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電膜通過(guò)濺射法形成。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電膜包括選自包含W、Mo、Ti、Ta、Pt、以及Ag的組中的金屬材料。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述襯底為選自包含玻璃襯底、塑料襯底、石英襯底、硅襯底的組中的一種襯底。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述激光為選自包含Ar激光、Kr激光、受激準(zhǔn)分子激光、YAG激光、Y2O3激光、YVO4激光、YLF激光、YAlO3激光、玻璃激光、紅寶石激光、紫綠寶石激光、Ti蘭寶石激光、銅蒸汽激光、和金蒸汽激光的組中的一種或多種激光。
44.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求38所述的制造方法來(lái)形成的微結(jié)構(gòu)。
45.一種包括根據(jù)權(quán)利要求44所述的微結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
全文摘要
微結(jié)構(gòu)、其制造方法、以及微電子機(jī)械系統(tǒng)。本發(fā)明的目的在于提供提高結(jié)構(gòu)層的剪切應(yīng)力的微結(jié)構(gòu)、其制造方法、以及微電子機(jī)械系統(tǒng)。本發(fā)明包括以下步驟在襯底上形成犧牲層；在犧牲層上形成金屬膜；對(duì)于金屬膜照射激光；減少或除去金屬膜的針形結(jié)晶；對(duì)所述金屬膜進(jìn)行蝕刻加工成規(guī)定的形狀來(lái)形成金屬層；其后除去犧牲層。通過(guò)以上操作，可以提供微結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)部分的耐破斷性高且可靠性高的微電子機(jī)械系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B81C1/00GK1974373SQ20061016309
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者山口真弓, 泉小波, 白石康次郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所