Способ изготовления мэмс коммутатора

Авторы патента:

Эннс Павел Борисович (RU)

Залевская Валентина Афанасьевна (RU)

Шлеенкова Наталья Михайловна (RU)

B81C3 - Сборка устройств или систем из отдельно обработанных компонентов, подвергающихся обработке

Владельцы патента RU 2417941:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО ПО РЕЛЕЙНОЙ ТЕХНИКЕ" (ОАО "СКТБ РТ") (RU)

Изобретение относится к микросистемной технике, а именно к способу изготовления МЭМС коммутаторов, имеющих контактную систему. Техническим результатом изобретения является получение стабильных характеристик МЭМС коммутаторов, таких как омическое сопротивление, управляющее напряжение, время срабатывания, переходное сопротивление контактов, за счет формирования металлического контакта и получения межконтактного зазора строго фиксированной величины с высокой воспроизводимостью. Сущность изобретения: в способе изготовления МЭМС коммутатора на подложку поэтапно наносят электродный слой, в котором формируют нижний управляющий электрод и нижний контакт. Поверх электродного слоя наносят первый жертвенный слой, толщина которого - сумма высот верхнего и нижнего контактов, вытравливают в жертвенном слое рельеф с образованием отверстия до поверхности нижнего контакта. Затем выполняют второй жертвенный слой, толщина которого равна расчетному значению межконтактного зазора. Далее формируют верхний контакт, подвижную часть необходимой конструкции, верхний управляющий электрод и вытравливают весь жертвенный слой. 4 ил.

Изобретение относится к микросистемной технике, а именно к способу изготовления МЭМС коммутаторов, имеющих контактную систему.

В настоящее время существуют МЭМС коммутаторы различных конструкций (консольного типа, мембранные, мосты) с металлическими контактами, имеющие разные механизмы срабатывания (электростатический, тепловой, пьезоэлектрический, электромагнитный).

Несмотря на различия в конструкции коммутаторов с металлическими контактами, процесс формировании верхнего контакта сводится к процессу травления жертвенного слоя на глубину, которая определяет высоту верхнего контакта [l].

Поскольку процесс травления является трудно контролируемым и зависит от многих обстоятельств (флуктуации температурного режима и состава травителя, разброса характеристик жертвенного слоя и пр.), размер углубления под верхний контакт колеблется, приводя к отклонению высоты верхнего контакта и, соответственно, к изменению его омического сопротивления и величины межконтактного зазора, что, в свою очередь, ведет к отклонению характеристик коммутатора от расчетных.

Техническим результатом изобретения является получение стабильных характеристик МЭМС коммутаторов, таких как омическое сопротивление, управляющее напряжение, время срабатывания, переходное сопротивление контактов, за счет формирования металлического контакта и получения межконтактного зазора строго фиксированной величины с высокой воспроизводимостью.

Для достижения указанного выше технического результата предлагается выполнять два жертвенных слоя, причем толщина первого слоя выбирается равной расчетному значению суммы высот верхнего и нижнего контактов, а толщина второго жертвенного слоя равна расчетному значению межконтактного зазора. В первом жертвенном слое вытравливается сквозное, до поверхности нижнего контакта, отверстие. Затем выполняется второй жертвенный слой, толщина которого равна расчетному значению межконтактного зазора. Таким образом, углубление под верхний контакт и межконтактный зазор имеют контролируемый размер. Далее формируют верхний контакт, подвижную часть необходимой конструкции и вытравливают весь жертвенный слой.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен этап формирования нижнего управляющего электрода, нижнего контакта и первого жертвенного слоя.

На фиг.2 изображен этап травления первого жертвенного слоя в области нижнего контакта.

На фиг.3 изображен этап формирования второго жертвенного слоя.

На фиг.4 изображен этап формирования верхнего контакта, верхнего управляющего электрода и подвижной части.

При этом на чертежах и далее по тексту:

поз.1 - подложка;

поз.2 - нижний контакт;

поз.3 - нижний управляющий электрод;

поз.4 - первый жертвенный слой;

поз.5 - второй жертвенный слой;

поз.6 - верхний контакт;

поз.7 - подвижная часть;

поз.8 - верхний управляющий электрод;

h₁ - толщина первого жертвенного слоя;

h₂ - толщина второго жертвенного слоя;

h₃- высота углубления под верхний контакт.

Изобретение осуществляется следующим образом: на подложку поз.1 поэтапно наносят электродный слой, в котором формируют нижний управляющий электрод поз.3 и нижний контакт поз.2. Поверх электродного слоя наносят первый жертвенный слой поз.4, причем толщина первого слоя h₁ выбирается равной расчетному значению суммы высот верхнего и нижнего контактов (фиг.1), вытравливают в жертвенном слое рельеф с образованием отверстия до поверхности нижнего контакта поз.2 (фиг.2). Затем выполняют второй жертвенный слой поз.5, толщина которого h₂ равна расчетному значению величины межконтактного зазора (фиг.3). Таким образом, высота углубления под верхний контакт h₃ и межконтактный зазор имеют контролируемый размер. Далее формируют верхний контакт поз.6, подвижную часть поз.7 необходимой конструкции и верхний управляющий электрод поз.8. Затем вытравливают весь жертвенный слой (фиг.4).

Литература

1. 3аявка RU 2008101689 «Устройства МЭМС, имеющие поддерживающие структуры, и способы их изготовления». Дата приоритета 20.07.2006 г.

Способ изготовления МЭМС коммутатора, согласно которому на подложку поэтапно наносят электродный слой, в котором формируют нижний управляющий электрод и нижний контакт, поверх электродного слоя наносят жертвенный слой, формируют верхний контакт, подвижную часть необходимой конструкции, верхний управляющий электрод и вытравливают весь жертвенный слой, отличающийся тем, что поверх электродного слоя наносят два жертвенных слоя, причем толщина первого жертвенного слоя равна расчетному значению суммы высот верхнего и нижнего контактов, а толщина второго жертвенного слоя равна расчетному значению межконтактного зазора, при этом в первом жертвенном слое вытравливают сквозное, до поверхности нижнего контакта, отверстие, затем выполняют второй жертвенный слой, далее формируют верхний контакт, подвижную часть необходимой конструкции, верхний управляющий электрод и вытравливают весь жертвенный слой.

Изобретение относится к изготовлению микромеханических устройств. .

Способ изготовления туннельного сенсора механических колебаний // 2388682

Изобретение относится к области технологии изготовления микроэлектронных и микромеханических устройств и может быть использовано при изготовлении сенсоров, функционирующих на основе туннельного эффекта и обеспечивающих преобразование «перемещение - электрический сигнал».

Устройство для нанесения нанокластерного покрытия // 2362838

Изобретение относится к микро- и нанотехнологии. .

Способ получения высокопористого покрытия на основе двойных оксидов кремния и марганца // 2496712

Изобретение относится к технологии получения высокопористых покрытий на основе систем двойных оксидов, применяемых в быстро развивающихся областях электронной техники и светотехнической промышленности, производстве материалов катализаторов, в качестве функционально-чувствительных, декоративных, фильтрующих и перераспределяющих излучение покрытий. Способ включает приготовление пленкообразующего раствора с последующим нанесением его на поверхность подложек, сушкой, отжигом и охлаждением. Свежеприготовленный пленкообразующий раствор выдерживают в течение 8-13 суток при температуре 6-8°С, сушку проводят при температуре 60°С в течение 30-40 минут с последующим нелинейным нагревом до 800-900°С в атмосфере воздуха - в первые 15-20 минут скорость нагрева максимальна и составляет 22°С/мин, в следующие 17 минут скорость нагрева поддерживают на уровне 18°С/мин, затем в течение 12 минут скорость нагрева составляет 12°С/мин, последние 40-20 минут скорость нагрева поддерживают на уровне 0,5°С/мин - и выдержкой при 800-900°С в течение 1 часа, постепенным охлаждением в условиях естественного остывания муфельной печи при следующем соотношении компонентов в пленкообразующем растворе, мас.%: тетраэтоксисилан 22,4-21,6, соляная кислота 1,3·10-4-1,2·10-4, дистиллированная вода 3,2-1, соль металла MnCl2·4Н2О 0,8-6,6, этиловый спирт (98 об.%) - остальное. Технический результат - упрощение способа получения высокопористого покрытия, более высокие значения коэффициента отражения в видимом диапазоне длин волн и коэффициента пропускания ближнего ультрафиолетового излучения с одновременным сочетанием невысоких значений показателя преломления и толщины. 1 ил., 2 пр.

Способ сборки микроэлектромеханических устройств // 2525684

Использование: область микроэлектроники, а именно сборка микроэлектромеханических устройств и систем (МЭМС) на основе пьезоэлектрического кварца. Технический результат: повышение надежности функционирования в условиях высоких комплексных внешних воздействий. Сущность: способ включает выполнение на контактных площадках первичного преобразователя (ПП) кристаллического типа объемных токовыводов (ОВ) методом термозвуковой микросварки с последующей установкой ПП на плату вторичного преобразователя МЭМС. При этом предварительно осуществляют высокотемпературную сборку ПП, состоящего из чувствительного элемента ЧЭ и других функциональных элементов МЭМС, которую проводят при температуре не более 500°C, после чего к объемным токовыводам, выполненным на контактных площадках ПП, изготовленных из чередующихся металлических слоев Cr - Au толщиной не более 0,4 мкм, приваривают токовыводы в виде проволоки из золота методом контактной сварки. Затем полученный указанным образом ПП присоединяют сформированными токовыводами в виде проволоки методом контактной сварки к контактным площадкам вторичного преобразователя (ВП) МЭМС. 2 ил.

Способ сборки чувствительного элемента микромеханического датчика // 2525715

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при изготовлении чувствительных элементов, применяемых при изготовлении микромеханических акселерометров, микрогироскопов, интегральных датчиков давления. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение и уменьшение технологического цикла сборки чувствительного элемента микромеханического датчика. В способе сборки чувствительного элемента микромеханического датчика совмещают стеклянную обкладку и кристалл из монокристаллического кремния, устанавливают и зажимают в специальном приспособлении, разогревают, выдерживают при заданной температуре и подают необходимое напряжение. При этом совмещают одновременно две стеклянные обкладки и кристалл из монокристаллического кремния, находящийся между ними, разогревают их до температуры 410°C, выдерживают 1,5 часа, подают напряжение на обе обкладки не меньше, чем на две минуты, отключают напряжение, меняют полярность напряжения, снова подают напряжение и повторяют цикл изменения полярности не менее трех раз. 1 ил.

Соединительный пресс для матриц большого формата // 2586088

Изобретение относится к области микроэлектронной техники и может быть использовано при разработке технологического оборудования для изготовления гибридных микросхем большого формата, упрощения и удешевления такого оборудования. Заявленный соединительный пресс для матриц большого формата состоит из основания на котором помещена нижняя платформа для расположения на ней матриц большого формата, верхней платформы для передачи усилия сжатия на матрицы большого формата, причем содержит блок усиления сдавливающего усилия, состоящий из осевой конструкции, усилительного рычага с расположенным на нем подвижным элементом самоформирования углубления для приложения усилия сжатия, пневматического блока, а также конусного элемента передачи усилия сжатия, свободно расположенного на матрице большого формата, состоящего из конуса с нижним плоским основанием и опорного шарика диаметром, в 14-60 раз меньшим диаметра основания конусного элемента передачи усилия сжатия, при этом твердость материала опорного шарика должна быть не менее чем в 12 раз больше твердости материала подвижного элемента самоформирования углубления для приложения усилия сжатия. Техническим результатом является повышение усилия сжатия до 14 кН при сохранении точности совмещения множества микроконтактов, а также значительном упрощении конструкции и удешевлении изготовления соединительного пресса. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.