專利名稱：微型機(jī)械及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型機(jī)械及其制造方法，尤其涉及一種包括橫過(guò)輸出電極的振動(dòng)器電極的微型機(jī)械，以及制造該微型機(jī)械的方法，其中在振動(dòng)器電極和輸出電極之間帶有間隔部分。
背景技術(shù)：
隨著在襯底上進(jìn)行微處理的技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)給予微型機(jī)械技術(shù)以關(guān)注，在微型機(jī)械技術(shù)中，將微型結(jié)構(gòu)及電極、用于控制該微型結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體集成電路等裝置設(shè)置在一個(gè)諸如硅襯底、玻璃襯底等的襯底上。
在這樣的微型機(jī)械中，推薦使用一種微型振動(dòng)器作為射頻通訊的高頻濾波器。如圖8所示，微型振動(dòng)器100包括位于設(shè)置在襯底101上的輸出電極102a上方的振動(dòng)器電極103，在該輸出電極與振動(dòng)器電極之間留有間隔部分A。振動(dòng)器電極103的一端部連接到輸入電極102b，該輸入電極102b與輸出電極102a由同一導(dǎo)電層構(gòu)成。當(dāng)將特定頻率電壓施加在輸入電極102b上時(shí)，其間帶有間隙地設(shè)置在輸入電極102a上方的振動(dòng)器電極103在固有振動(dòng)頻率下振動(dòng)，因此由輸出電極102a與梁(beam)(振動(dòng)部分)103a之間的間隔部分構(gòu)成的電容發(fā)生變化，并且電容的變化從輸出電極102a輸出。與應(yīng)用表面彈性波(SAW)或薄膜彈性波(FBAR)的高頻濾波器相比，具有這樣的結(jié)構(gòu)的由微型振動(dòng)器100構(gòu)成的高頻濾波器可實(shí)現(xiàn)更高的Q值。
如上所述的振動(dòng)器如下制造。首先，如圖9A所示，將由多晶硅制成的輸出電極102a、輸入電極102b以及支持電極102c放置在表面覆蓋有絕緣膜的襯底101上。這些電極102a至102c按如下方式布置將輸入電極102b和支持電極102c布置在輸出電極102a的相對(duì)側(cè)上。接著，將由氧化硅制成的犧牲層105以覆蓋電極102a至102c的狀態(tài)布置襯底101上。
隨后，如圖9B所示，在該犧牲層105上設(shè)置分別到達(dá)輸入電極102b和支持電極102c的連接孔105b和105c。這以后將多晶硅層105布置在犧牲層105的上側(cè)，包括連接孔105b和105c的內(nèi)部。
接著，如圖9C所示，對(duì)多晶硅層106進(jìn)行圖案蝕刻，以形成在輸出電極102a上方延伸的帶狀振動(dòng)器電極103。在這種情況下，為了防止由多晶硅制成的輸入電極102b和支持電極102c被蝕刻，對(duì)多晶硅層106進(jìn)行圖案蝕刻，以整個(gè)覆蓋連接孔105b和105c。
此后，選擇性移除犧牲層105，以便在輸入電極102a與振動(dòng)器電極103之間形成間隔部分A，從而完成微型振動(dòng)器100，如圖9A至9C所示。
圖10示出如上構(gòu)造的微型振動(dòng)器100的梁(振動(dòng)部分)103a的長(zhǎng)度(梁長(zhǎng))L與固有振動(dòng)頻率之間的關(guān)系。如該圖所示，基于以下公式(1)的理論固有振動(dòng)頻率(理論值)正比于1/L2。因此，為了獲得更高的頻率，必需減小梁長(zhǎng)L。
fR=0.162hL2EKρ---(1)]]>其中，h為薄膜厚度，E為楊氏模量(Young’s modulus)，K為電磁耦合系數(shù)，ρ為薄膜密度。
但是在上述微型振動(dòng)器100中，由于間隔部分A和振動(dòng)器電極103設(shè)置成跨越輸出電極102a，因此不能將梁長(zhǎng)L設(shè)置得小于輸出電極102a的線寬(line width)。
另外，當(dāng)意圖縮小梁長(zhǎng)L以獲得更高的頻率時(shí)，必需縮小輸出電極102a的線寬，因此輸出電極102a與振動(dòng)器電極103之間的電容減小，導(dǎo)致更低的輸出。上述方面構(gòu)成了限制通過(guò)縮小梁長(zhǎng)L來(lái)獲得更高頻率的因素。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種包括振動(dòng)器電極的微型機(jī)械及其制造方法，該微型機(jī)械能夠通過(guò)縮小梁長(zhǎng)來(lái)進(jìn)一步獲得更高的頻率。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述密度，根據(jù)本發(fā)明的微型機(jī)械包括如下配置的振動(dòng)器電極。根據(jù)本發(fā)明的微型機(jī)械具有如下結(jié)構(gòu)，即覆蓋位于襯底上的輸出電極的夾層絕緣薄膜設(shè)置有到達(dá)該輸出電極的孔圖案。在該夾層絕緣薄膜上，將帶狀振動(dòng)電極設(shè)置成橫過(guò)該孔圖案的上側(cè)，所述孔圖案起間隔部分的作用。
在如上構(gòu)建的微型機(jī)械中，振動(dòng)器電極被設(shè)置成橫過(guò)在夾層絕緣薄膜中形成作為間隔部分的孔圖案的上側(cè)。因此橫過(guò)孔圖案的振動(dòng)器電極構(gòu)成振動(dòng)器電極的梁(振動(dòng)部分)。因此，梁(振動(dòng)部分)的長(zhǎng)度利用孔圖案的尺寸加以設(shè)定，而不依賴于輸出電極的寬度，并且獲得了梁(振動(dòng)部分)短于輸出電極的寬度的振動(dòng)器電極。
本發(fā)明還提供了一種制造如上配置的微型機(jī)械的方法，所述方法按照如下步驟進(jìn)行。首先，在覆蓋輸出電極的狀態(tài)下，在所述襯底上形成夾層絕緣薄膜，并且在所述夾層絕緣薄膜中設(shè)置到達(dá)輸出電極的孔圖案。接著，將犧牲層覆蓋在位于孔圖案底部的輸出電極的表面上，在所述孔圖案的一部分暴露出來(lái)的狀態(tài)下，在犧牲層和夾層絕緣薄膜上形成圖案以形成橫過(guò)孔圖案的帶狀振動(dòng)器電極。此后，選擇去除位于孔圖案中的犧牲層，從而在輸出電極與振動(dòng)器電極之間設(shè)置間隔部分。
遵循這樣的制造步驟，獲得了如上所述配置的具有振動(dòng)器電極的微型機(jī)械。


圖1A至1H是示出根據(jù)第一實(shí)施例的制造方法的步驟橫截面圖；圖2是對(duì)應(yīng)于圖1F的平面圖；圖3是對(duì)應(yīng)于圖1H的平面圖；圖4是第一實(shí)施例的修改示例；圖5A至5C是示出根據(jù)第二實(shí)施例的制造方法的步驟橫截面圖；圖6是對(duì)應(yīng)于圖5A的平面圖；圖7是對(duì)應(yīng)于圖5C的平面圖；圖8示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微型機(jī)械(微型振動(dòng)器)的結(jié)構(gòu)；圖9A至9C是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的制造方法的步驟橫截面圖；圖10是曲線圖，示出了在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微型機(jī)械中出現(xiàn)的問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將基于附圖，對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。在下面的各實(shí)施例中，首先將描述制造方法，然后描述通過(guò)所述方法獲得的微型機(jī)械的結(jié)構(gòu)。
<第一實(shí)施例>
圖1A至1H示出了根據(jù)第一實(shí)施例的制造方法的步驟橫截面圖，圖2和3是示出根據(jù)該第一實(shí)施例的制造方法的平面圖。這里，基于圖1A至1H，并參照?qǐng)D2和3，將對(duì)根據(jù)該第一實(shí)施例的制造方法進(jìn)行描述。順便提及，圖1A至1H對(duì)應(yīng)于在圖2和3中的平面圖內(nèi)的截面A-A。
首先，如圖1A所示，制備包括半導(dǎo)體襯底1的襯底4，該襯底1由單晶硅等制成，覆蓋有絕緣層3。優(yōu)選地，絕緣層3的最外面的表面由在隨后進(jìn)行的蝕刻去除犧牲層的過(guò)程中對(duì)該蝕刻有抵抗力的材料制成，所述犧牲層例如由氧化硅制成。因此，例如將用于緩解絕緣層3和半導(dǎo)體襯底1之間的應(yīng)力的氧化硅薄膜3a、以及具有上述抗蝕刻性的氮化硅薄膜3b以該順序?qū)盈B，從而形成絕緣層3。
接著，如圖1B所示，將通過(guò)使第一導(dǎo)電層形成圖案而制成的輸出電極7布置在襯底4上。構(gòu)成輸出電極7的第一導(dǎo)電層例如包括含磷(P)的多晶硅制成的硅層等。
此后，如圖1C所示，在保持輸出電極7的表面裸露的情況下，將第一絕緣薄膜9覆蓋到襯底4的上側(cè)上。在這種情況下，例如使第一絕緣薄膜9的薄膜厚度大于輸出電極7的薄膜厚度地形成在襯底4上，從而將輸出電極7鑲嵌于其中，并且對(duì)該第一絕緣薄膜9進(jìn)行拋光，直至使輸出電極暴露出來(lái)，由此輸出電極7的表面從第一絕緣薄膜9露出。第一絕緣薄膜9例如由氧化硅制成。
接著，如圖1D所示，由在稍后蝕刻去除犧牲層的過(guò)程中耐蝕刻的絕緣材料制成的第二絕緣薄膜11形成在輸出電極7和第一絕緣薄膜9上。在這種情況下，當(dāng)上述犧牲層由氧化硅制成時(shí)，例如第二絕緣薄膜11由氮化硅制成。因此，獲得了包括第一絕緣薄膜9和第二絕緣薄膜11、并且輸出電極7嵌入其中的夾層(inter-layer)絕緣薄膜。夾層絕緣薄膜的表面被制成基本上平坦。同時(shí)，該夾層絕緣薄膜可不必在保持有平表面的同時(shí)嵌入輸出電極7；例如，該夾層絕緣薄膜可覆蓋輸出電極7，同時(shí)具有跟隨輸出電極7的配置的表面形狀，或者該夾層絕緣薄膜的厚度小于輸出電極7的薄膜厚度。
此后，使第二絕緣薄膜11設(shè)置有到達(dá)輸出電極7的孔圖案11a?？讏D案11a是通過(guò)利用抗蝕圖案(未示出)作為掩膜，蝕刻第二絕緣薄膜11而形成的。將此處形成孔圖案11a只布置在輸出電極7的上側(cè)上，而不從輸出電極7的區(qū)域突伸出。
下面，如圖1E所示，將犧牲層13覆蓋于在孔圖案11a的底部暴露的輸出電極7的表面上。犧牲層13由可相對(duì)于第二絕緣薄膜11選擇性去除的材料制成，例如氧化硅制成。在這種情況下，通過(guò)將氮化硅制成的第二絕緣薄膜11作為掩膜，氧化物薄膜可在多晶硅制成的輸出電極7的表面上生長(zhǎng)，從而用氧化硅制成的犧牲層13覆蓋輸出電極7的裸露表面?？蛇x地，可在第二絕緣薄膜11上構(gòu)建氧化硅制成的犧牲層13，然后對(duì)犧牲層13的表面進(jìn)行拋光，直至使第二絕緣薄膜11暴露出來(lái)。
此后，如圖1F和圖2所示，在犧牲層13和第二絕緣薄膜11上形成圖案以形成振動(dòng)器電極15，使振動(dòng)器電極15橫過(guò)孔圖案11a的上側(cè)。振動(dòng)器電極15以帶狀圖案形成，從而使孔圖案11a的一部分以及形成在孔圖案11a中的犧牲層13的一部分暴露出來(lái)。在這種情況下，例如如圖2所示，孔圖案11a和犧牲層13可在振動(dòng)器電極15的寬度W方向上的兩側(cè)露出。可選地，孔圖案11a和犧牲層13可只在振動(dòng)器電極15的寬度W方向上的一側(cè)露出。同時(shí)，在其中嵌有輸出電極7的夾層絕緣薄膜(此處為第一絕緣薄膜9和第二絕緣薄膜11)的表面被制成參照?qǐng)D1D所示基本上平坦時(shí)，振動(dòng)器電極15形成在該平坦表面上。因此，在這一步驟可最小化在振動(dòng)器電極15的圖案形成過(guò)程中的過(guò)蝕刻量(over-etching amount)，從而減少對(duì)基層(夾層絕緣層)的損壞。
下面，如圖1G所示，將連接到振動(dòng)器電極15上的配線17形成在第二絕緣薄膜11上。在形成配線1 7的過(guò)程中，例如首先將金(Au)制成的晶種層(seed layer)(未示出)形成在襯底4的整個(gè)表面上，然后形成抗蝕圖案(未示出)，所述抗蝕圖案用于暴露用來(lái)形成配線的部分，同時(shí)覆蓋其它部分。然后，利用電鍍技術(shù)使鍍層在抗蝕圖案的開(kāi)口部分中的晶種層上生長(zhǎng)，以形成配線17。在形成配線17之后，去除抗蝕圖案，另外進(jìn)行整個(gè)表面的蝕刻以去除晶種層。同時(shí)，在形成振動(dòng)器電極15的過(guò)程中，由與振動(dòng)器電極15相同的層制成的配線可與振動(dòng)器電極15連續(xù)形成；在這種情況下，不必分離設(shè)置配線17。
此后，相對(duì)于配線17、振動(dòng)器電極15、第二絕緣薄膜11和輸出電極7選擇蝕刻去除犧牲層13。在這種情況下，利用緩沖氫氟酸(bufferedhydrofluoric acid)進(jìn)行濕蝕刻，由此可靠地去除位于振動(dòng)器電極15的下側(cè)、由氧化硅制成的犧牲層13。
因此，如圖1H和3所示，通過(guò)去除位于振動(dòng)器電極15下側(cè)的犧牲層而形成了間隔部分(間隙)A，并且在孔圖案11a底部的輸出電極被暴露出來(lái)。因此獲得了微型機(jī)械20，該微型機(jī)械20包括以橫過(guò)孔圖案11a上側(cè)的方式設(shè)置在第二絕緣薄膜11上的帶狀振動(dòng)器電極15，所述孔圖案11a設(shè)置作為所述間隔部分A。
在如上構(gòu)建的微型機(jī)械20中，形成在第二絕緣薄膜11中的孔圖案11a作為間隔部分A設(shè)置，并且振動(dòng)器電極1 5設(shè)置成橫過(guò)間隔部分A的上側(cè)。因此，當(dāng)振動(dòng)器電極15通過(guò)在其上施加特定頻率的電壓而振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)器電極15橫越過(guò)孔圖案11a的部分發(fā)生振動(dòng)，該部分由此構(gòu)成了振動(dòng)器電極15的梁(振動(dòng)部分)16。因此，所述梁(振動(dòng)部分)的長(zhǎng)度(梁長(zhǎng)L)由孔圖案11a的尺寸設(shè)定。
因此，可以這樣說(shuō)如結(jié)合圖8所述、間隔部分A和振動(dòng)器電極103設(shè)置成跨越輸出電極102a的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微型機(jī)械中，不能將振動(dòng)器電極103的梁長(zhǎng)設(shè)置得小于輸出電極102a的最小加工尺寸。相反，在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的微型機(jī)械20中，如圖1H至3所示，可以將振動(dòng)器電極15的梁長(zhǎng)L減小到孔圖案的最小加工尺寸，而不管輸出電極7的線寬為多少。因此，可以獲得更小的梁長(zhǎng)L，并且獲得更高的頻率。
這里，針對(duì)在振動(dòng)器電極15與輸出電極7之間產(chǎn)生的電容，對(duì)具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微型機(jī)械(見(jiàn)圖8)和根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的微型機(jī)械20進(jìn)行比較。在根據(jù)所述第一實(shí)施例的微型機(jī)械20中，振動(dòng)器電極15和輸出電極7的相對(duì)面積可相對(duì)于梁長(zhǎng)L制得更大，由此電容相對(duì)于梁長(zhǎng)L可更大。因此，即使出于獲得更高頻率的目的減小梁長(zhǎng)L，也能保持輸出量。
而且，在具有根據(jù)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的微型機(jī)械20中，振動(dòng)器電極15的兩端，即用于支承梁(振動(dòng)部分)16的錨定部分都以其整個(gè)表面固定在第二絕緣薄膜11上。因此，在通過(guò)在振動(dòng)器電極15上施加預(yù)定頻率電壓而使該振動(dòng)器電極15振動(dòng)時(shí)，只有梁(振動(dòng)部分)16在產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)與振動(dòng)相關(guān)。因此，固有頻率更接近滿足上述公式(1)的理論值(該值反比于振動(dòng)部分的長(zhǎng)度L的平方)。這使通過(guò)小型化來(lái)獲得更高的頻率變得更容易。
另一方面，在具有如圖8所示的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微型機(jī)械20中，為了在制造過(guò)程中方便，用于支承所述梁(振動(dòng)部分)103a的錨定部分的末端部包括沒(méi)有與基部緊密接觸的屋檐狀部分B；在這種結(jié)構(gòu)中，由此屋檐狀部分B對(duì)梁(振動(dòng)部分)1 03a的振動(dòng)產(chǎn)生影響。因此，如圖10中的模擬結(jié)果(模擬值)所示，在梁長(zhǎng)(L)縮小的區(qū)域，固有振動(dòng)頻率小于滿足上述公式(1)的理論值。由此難以通過(guò)縮小梁長(zhǎng)L獲得更高的頻率。
作為前述的結(jié)果，通過(guò)利用根據(jù)本實(shí)施例構(gòu)建的微型機(jī)械20，能實(shí)現(xiàn)具有高Q值和高頻帶的高頻過(guò)濾器。
另外，尤其是在其中嵌有輸出電極7的夾層絕緣薄膜(這里為第一絕緣薄膜9和第二絕緣薄膜11)的表面被制成平坦的情況下，能夠最小化在輸出電極7與振動(dòng)器電極15之間通過(guò)夾層絕緣薄膜產(chǎn)生的寄生電容(對(duì)振動(dòng)沒(méi)有幫助的電容)。因此，在微型機(jī)械20組成的高頻過(guò)濾器中，可以設(shè)計(jì)更高的頻率選擇性(傳輸特性)。
在上述第一實(shí)施例中，如圖2所示，已經(jīng)在振動(dòng)器電極15的線寬W恒定的情況下進(jìn)行了說(shuō)明。但是，如圖2中的雙點(diǎn)劃線所指示的，振動(dòng)器電極(15a)可具有這樣的形狀，即將更大的線寬部分設(shè)置在兩個(gè)端部。當(dāng)振動(dòng)器電極(15a)設(shè)置有這樣的形狀時(shí)，能在振動(dòng)器電極(15a)的端部獲得更可靠的支承。由此能使固有振動(dòng)頻率更接近滿足上述公式(1)的理論值(反比于振動(dòng)部分的長(zhǎng)度L的平方的數(shù)值)。
而且，在參照?qǐng)D8描述的傳統(tǒng)微型機(jī)械中，必須在振動(dòng)器電極103的端部處設(shè)置連接部分，所述連接部分用于將振動(dòng)器電極15連接到與輸出電極102a由同層構(gòu)成的輸出電極102b上。
在另一方面，在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的微型機(jī)械20，振動(dòng)器電極15自身也起輸入電極的作用，因此不必設(shè)置上述的連接部分，進(jìn)而不必在形成這樣的連接部分的過(guò)程中考慮校直誤差。因此，如圖4所示，可以減小振動(dòng)器電極15的間距(pitch)和輸出電極7的間距，這有助于獲得更高程度的集成。而且，由于振動(dòng)器電極15也起輸入電極的作用，因此當(dāng)給定各自的固有振動(dòng)頻率的孔圖案11a和11a以門陣列圖案布置時(shí)，不同模式的電路可只通過(guò)改變振動(dòng)器電極15的布置而構(gòu)建。
<第二實(shí)施例>
圖5A至5C是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的方法的步驟橫截面圖，圖6和7是示出根據(jù)該第二實(shí)施例的制造方法的平面圖。這里，基于圖5A至5C并參照?qǐng)D6和7對(duì)根據(jù)所述第二實(shí)施例制造微型機(jī)械的方法進(jìn)行描述。順便提及，圖5A至5C對(duì)應(yīng)于在圖6和7中的平面圖中的截面A-A。
首先，施行與在第一實(shí)施例中參照?qǐng)D1A至1E所述步驟相同的步驟。作為這些步驟的結(jié)果，在襯底4上形成了輸出電極7以及包括第一絕緣薄膜9和第二絕緣薄膜11的夾層絕緣薄膜，第二絕緣薄膜11設(shè)置有孔圖案11a，輸出電極7在孔圖案11a的底部處暴露出來(lái)，輸出電極7的裸露表面覆蓋有犧牲層13。
此后，如圖5A和6所示，在犧牲層13和第二絕緣表面11上形成圖案、并以橫過(guò)孔圖案11a的上側(cè)的方式形成振動(dòng)器電極31。振動(dòng)器電極31以帶狀圖案形成，該帶狀圖案靠近孔圖案11a并且設(shè)置有到達(dá)孔圖案11a內(nèi)的犧牲層13的一個(gè)孔部分或者多個(gè)孔部分31a，由此振動(dòng)器電極31的成形使得孔圖案11a的一部分和形成在孔圖案11a內(nèi)的犧牲層13的一部分露出?？蓪⑺鲆粋€(gè)孔部分或者多個(gè)孔部分31a設(shè)置在振動(dòng)器電極31中的兩個(gè)或者更多個(gè)位置，如圖6所示(在該圖中，為兩個(gè)位置)，或者設(shè)置在振動(dòng)器電極31中的一個(gè)位置處。但應(yīng)該明白，所述一個(gè)孔部分或者多個(gè)孔部分31a(相對(duì)于孔圖案11a的)開(kāi)口面積比和布置條件(包括數(shù)目)要正確設(shè)定，以便當(dāng)使用根據(jù)該第二實(shí)施例得到的微型機(jī)械作為高頻過(guò)濾器時(shí)能獲得在所需頻帶中的輸出。
下面，如圖5B所示，將連接到振動(dòng)器電極31的配線17形成在第二絕緣薄膜11上。這一步驟以與在第一實(shí)施例中參照附圖1G所述的步驟相同的方式施行。
此后，以與第一實(shí)施例相同的方式相對(duì)于配線17、振動(dòng)器電極31、第二絕緣薄膜11和輸出電極7選擇性蝕刻去除犧牲層13。在這種情況下，利用緩沖氫氟酸進(jìn)行濕蝕刻，因此通過(guò)孔部分31a將蝕刻溶液供送到犧牲層13，可靠地去除位于振動(dòng)器電極31下側(cè)的、由氧化硅制成的犧牲層13。
因此，如圖5C和圖7所示，將位于振動(dòng)器電極31下側(cè)上的犧牲層31去除以形成間隔部分(間隙)A，并且將在孔圖案11a底部的輸出電極7暴露出來(lái)。由此，獲得了微型機(jī)械40，其中靠近作為間隔部分A的孔圖案11a、并且在孔圖案11a中設(shè)置有與間隔部分A相連通的孔部分31a的帶狀振動(dòng)器電極31被設(shè)置在第二絕緣薄膜11上。
在如上構(gòu)建的微型機(jī)械40中，孔圖案11a作為間隔部分A設(shè)置，振動(dòng)器電極31設(shè)置成靠近孔圖案11a的上側(cè)，并且振動(dòng)器電極31設(shè)置有與間隔部分A相連通的孔部分31a。因此，當(dāng)通過(guò)在振動(dòng)器電極31上施加一特定頻率的電壓而使之振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)器電極31上靠近孔圖案11a的部分振動(dòng)，并且由此所述部分構(gòu)成振動(dòng)器電極31的梁(振動(dòng)部分)31b。因此，梁(振動(dòng)部分)3 1b的長(zhǎng)度(梁長(zhǎng)L)由孔圖案11a的尺寸加以設(shè)定。因此，以與第一實(shí)施例相同的方式能利用孔圖案11a的尺寸設(shè)定梁(振動(dòng)部分)的長(zhǎng)度(梁長(zhǎng)L)，而不管輸出電極7的線寬如何。由此能通過(guò)縮小梁長(zhǎng)L來(lái)獲得更高的頻率并且保持輸出量。
特別地，在根據(jù)第二實(shí)施例的微型機(jī)械40中，孔圖案11a利用梁(振動(dòng)部分)31b封閉，由此利用第二絕緣薄膜11支承所述梁(振動(dòng)部分)31b，并且將梁31b在其整個(gè)周邊上固定到第二絕緣薄膜11上。因此，與根據(jù)第一實(shí)施例的微型機(jī)械相比，振動(dòng)器電極31的振動(dòng)頻率可以更高。
而且，在根據(jù)第二實(shí)施例構(gòu)建的微型機(jī)械40中，振動(dòng)器電極31的兩端部，即支承梁(振動(dòng)部分)31b的錨固部分，也在其整個(gè)表面上被固定到第二絕緣薄膜11上。因此，與在根據(jù)第一實(shí)施例的微型機(jī)械中相同的方式，在產(chǎn)生振動(dòng)的過(guò)程中只有梁(振動(dòng)部分)31b與振動(dòng)相關(guān)。因此能實(shí)現(xiàn)具有高Q值和更高頻帶的高頻過(guò)濾器。
在上述第二實(shí)施例中，如圖6中的雙點(diǎn)劃線所示，振動(dòng)器電極31c也具有這樣的形狀，即在其兩端部設(shè)置有更大線寬的部分，由此能可靠地支承梁(振動(dòng)部分)31b并且實(shí)現(xiàn)固有振動(dòng)頻率的進(jìn)一步提高。
另外，即使在根據(jù)第二實(shí)施例的微型機(jī)械40中，振動(dòng)器電極31本身也起輸入電極的作用，由此可獲得在第一實(shí)施例中參照附圖4所述的相同效果。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的微型機(jī)械及其制造方法，利用如下結(jié)構(gòu)，即覆蓋輸出電極的夾層絕緣薄膜設(shè)置有孔圖案，并且橫過(guò)該孔圖案的振動(dòng)器電極位于孔圖案內(nèi)部構(gòu)成的間隔部分的上方，能夠?qū)⒘?振動(dòng)部分)的長(zhǎng)度設(shè)定得小于輸出電極的寬度，并且能夠相對(duì)于振動(dòng)部分的長(zhǎng)度增大輸出電極與振動(dòng)器電極之間的電容。因此，通過(guò)縮小梁(振動(dòng)部分)的長(zhǎng)度使得獲得更高的頻率變得容易，并且能夠?qū)崿F(xiàn)具有高Q值和更高頻帶的高頻過(guò)濾器。
權(quán)利要求
1.一種微型機(jī)械，包括設(shè)置在襯底上的輸出電極；夾層絕緣薄膜，在覆蓋所述輸出電極的狀態(tài)下設(shè)置在所述襯底上；孔圖案，在到達(dá)所述輸出電極的狀態(tài)下設(shè)置在所述夾層絕緣薄膜中；以及帶狀振動(dòng)器電極，設(shè)置在所述夾層絕緣薄膜上，從而橫過(guò)由所述孔圖案內(nèi)部構(gòu)成的間隔部分的上側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的微型機(jī)械，其中所述振動(dòng)器電極在封閉所述孔圖案的狀態(tài)下設(shè)置，并且該振動(dòng)器電極設(shè)置有到達(dá)所述孔圖案中的所述間隔部分的孔部分。
3.如權(quán)利要求1所述的微型機(jī)械，其中所述輸出電極嵌在所述夾層絕緣薄膜中。
4.一種制造微型機(jī)械的方法，包括第一步，在襯底上形成輸出電極；第二步，在覆蓋輸出電極的狀態(tài)下，在所述襯底上形成夾層絕緣薄膜，并且在所述夾層絕緣薄膜中設(shè)置到達(dá)所述輸出電極的孔圖案；第三步，將犧牲層覆蓋在位于所述孔圖案底部的所述輸出電極的表面上；第四步，在所述孔圖案的一部分暴出的狀態(tài)下，在所述犧牲層和所述夾層絕緣薄膜上形成圖案以形成橫過(guò)所述孔圖案的帶狀振動(dòng)器電極；以及第五步，選擇去除位于所述孔圖案中的所述犧牲層，從而在所述輸出電極與所述振動(dòng)器電極之間設(shè)置間隔部分。
5.如權(quán)利要求4所述的制造微型機(jī)械的方法，其中在形成所述振動(dòng)器電極的方法中，在所述第二步，將所述夾層絕緣薄膜形成為將所述輸出電極嵌入其中。
6.如權(quán)利要求4所述的制造微型機(jī)械的方法，其中在形成所述振動(dòng)器電極的方法中，在所述第四步，按圖案形成所述振動(dòng)器電極，其形成形狀使該振動(dòng)器電極封閉所述孔圖案并且設(shè)置有到達(dá)位于所述孔圖案中的所述犧牲層的孔部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于具有高Q值和更高頻帶的高頻過(guò)濾器的微型機(jī)械。該微型機(jī)械(20)包括設(shè)置在襯底(1)上的輸出電極(7)；包括第一絕緣薄膜(9)和第二絕緣薄膜(11)的夾層絕緣薄膜，所述第一和第二絕緣薄膜設(shè)置在襯底上以覆蓋所述輸出電極(7)；孔圖案(11a)，設(shè)置在所述第二絕緣薄膜(11)中以到達(dá)所述輸出電極(7)；以及帶狀振動(dòng)器電極(15)，設(shè)置在所述第二絕緣薄膜(11)上，從而橫過(guò)由所述孔圖案(11a)內(nèi)部構(gòu)成的間隔部分(A)的上側(cè)。
文檔編號(hào)H03H3/007GK1568284SQ0380127
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者多田正裕, 木下隆, 谷口武士, 池田浩一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社