微机电系统（MEMS）以及相关的致动器凸块、制造方法和设计结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103917481103917481A(43)申请公布日2014.07.09(21)申请号201280026455.X(51)Int.Cl.(22)申请日2012.03.14B81B3/00(2006.01)(30)优先权数据13/164,3312011.06.20US(85)PCT国际申请进入国家阶段日2013.11.29(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0290052012.03.14(87)PCT国际申请的公布数据WO2012/177304EN2012.12.27(71)申请人国际商业机器公司地址美国纽约阿芒克(72)发明人C.V.杰恩斯A.K.斯坦珀(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人赵国荣权权利要求书3页利要求书3页说明书18页说明书18页附图14页附图14页(54)发明名称微机电系统（MEMS）以及相关的致动器凸块、制造方法和设计结构(57)摘要提供微机电系统（MEMS）结构、制造方法和设计结构。形成MEMS结构的方法包括在基板上形成固定致动器电极（115）和接触点。该方法还包括在固定致动器电极和接触点之上形成MEMS梁（100）。该方法还包括形成与固定致动器电极的部分对齐的致动器电极阵列（105’），其大小和尺度设置为防止MEMS梁在重复循环后下陷在固定致动器电极上。致动器电极阵列形成为与MEMS梁的下侧和固定致动器电极的表面至少之一直接接触。CN103917481ACN1039748ACN103917481A权利要求书1/3页1.一种形成MEMS结构的方法，包括：图案化基板上的配线层以形成固定致动器电极和接触点；在该配线层上形成牺牲材料；在该配线层之上将该牺牲材料图案化为具有多个沟槽的阵列，该多个沟槽形成为具有预定的高度和宽度；用材料填充该多个沟槽的阵列；在该填充的多个沟槽的阵列之上形成与该多个沟槽的阵列中的该材料接触的MEMS梁；在该MEMS梁之上形成另外的牺牲材料；在该MEMS梁之上的该另外的牺牲材料之上形成盖；在该盖中形成至少一个排出孔；以及排出该MEMS梁之下的该牺牲材料和该MEMS梁之上的该另外的牺牲材料，使该多个沟槽的阵列内的该材料变为从该MEMS梁的下侧悬吊，以该预定的高度和宽度形成致动器凸块阵列。2.如权利要求1所述的方法，其中该致动器凸块阵列与形成该MEMS梁的下侧的绝缘体材料直接接触且从其延伸。3.如权利要求1所述的方法，其中该致动器凸块阵列形成为与该MEMS梁之下的该固定致动器电极对齐。4.如权利要求1所述的方法，其中该致动器凸块阵列形成为与该MEMS梁之下的该固定致动器电极之间的间隔或开口对齐，从而在向下促动该MEMS梁时使该致动器凸块阵列落在该基板上。5.如权利要求1所述的方法，其中：该致动器凸块阵列形成为与该MEMS梁之下的固定致动器位置处的虚设致动器电极对齐；并且该虚设致动器电极形成在该配线层上作为如下之一：单独电浮置电极；以及连接的单独电浮置电极。6.如权利要求5所述的方法，其中该单独电浮置电极和该连接的单独电浮置电极偏置到已知的电压。7.如权利要求1所述的方法，其中该致动器凸块阵列形成为与该固定致动器电极的部分之间的绝缘体材料对齐。8.如权利要求1所述的方法，其中该致动器凸块阵列全部形成为具有一致的高度和宽度。9.如权利要求1所述的方法，其中该致动器凸块阵列采用不同的蚀刻速率和掩模步骤至少之一形成为具有不同的高度和宽度。10.如权利要求9所述的方法，其中最远离该接触点的致动器凸块形成为比更靠近该接触点的致动器凸块更深。11.如权利要求1所述的方法，其中该致动器凸块阵列形成在形成该MEMS梁的导电材料的部分之间的绝缘体材料之下。2CN103917481A权利要求书2/3页12.如权利要求1所述的方法，其中另外的致动器凸块阵列形成在该配线层上且朝着该MEMS梁延伸。13.一种MEMS结构，包括：第一组配线，位于基板上且包括固定致动器电极和接触；MEMS梁，包括在该第一组配线之上的第二组配线；以及微型凸块阵列，位于该第一组配线和该第二组配线之间，其中该微型凸块阵列防止该第二组配线的部分在促动时接触该固定致动器电极。14.如权利要求13所述的MEMS结构，其中该微型凸块阵列与形成该MEMS梁的下侧的绝缘体材料直接接触且从其延伸。15.如权利要求13所述的MEMS结构，其中该微型凸块阵列形成为与该MEMS梁之下的该固定致动器电极对齐。16.如权利要求13所述的MEMS结构，其中该微型凸块阵列与该MEMS梁之下的该固定致动器电极之间的间隔或开口对齐，从而在向下促动该MEMS梁时使该微型凸块阵列落在该基板上。17.如权利要求13所述的MEMS结构，其中：