带有无机绝缘的微机械的继电器制造技术

一种微机械的继电器组成：　　　　衬底；　　　　源接触件，安装在所述衬底上；　　　　栅接触件，安装在所述衬底上；　　　　一对漏接触件，安装在所述衬底上；和　　　　可偏转的横杆；　　　　所述的可偏转横杆包括，　　　　传导的横杆体，带有第一端和第二端；　　　　所述传导横杆体的所述第一端附贴于所述源接触件，　　　　所述传导横杆体大体平行于所述衬底平行延伸，以使所述传导横杆体的所述第二端延伸超过所述漏接触件，　　　　横杆接触件，悬跨于所述漏接触件上，和　　　　绝缘体，位于所述传导横杆体的所述第二端与所述横杆接触件之间，将所述横杆体的所述第二端同所述横杆接触件结合并使所述传导横杆体与所述横杆接触件电气绝缘。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先机信息本申请主张的优先权依据临时申请序号为60/421,162，2002年10月25日登记，该申请整体引用于此作为参考。本专利
本专利技术是针对一种微机械的继电器，更具体说，本专利技术是针对利用微机械的技术制成的带有无机绝缘的一种微机继电器。本专利技术的背景电子测量和测试系列利用继电器安排模拟信号的程序。用在这些系统里的开关器件要求具有很高的断路-电阻和很低的通路-电阻，MOS模拟开关具有缺点，有非零的漏电流和高的通路-电阻。先前工艺的微开关的一个例子以图表明于附图说明图1，该基本结构是一个微机械的开关，它包含一个源接触件14，一个漏接触件16，以及一个栅接触件12。一个导电的桥结构18附属于这漏接触件16因而当向下偏转时有能力与漏接触件16进入机械的和电的接通。一旦与漏接触件16相接通，桥18允许电流从源接触件14流到漏接触件16那时在源极和漏极之间加上了一个电场。于是，如在图2中所示，栅12和源14之间的电压依靠在空间20产生的电场控制该器件的驱动。由于在空间20与充分大的电压，该开关闭合并且因桥结构18向下编转与漏接点16接通使源极和漏极之间电路完成。这种类型的开关涉及Zavracky等人的美国专利4,674,180；美国4,674,180号专利的整个内容在此编入参考。在该器件里，需要有一个特殊的阈电压使桥结构18偏折以致它能与漏接触件16接通。一旦该桥18与漏接触件16进入接通状态，在源极和漏极之间就建立起电流流动。为了得到一致的性能源极必须常接地，或者在源极和栅极之间的驱动电势相对了源极电势必是浮动的。然而，这种安排对许多应用是不能被接受的。一种更可取的安排是器件具有四外部接头代替三个接头一个源，一个栅，以及一对漏接头，它们如此配置在栅极和源极之间的驱动电压激励这器件，并且在两漏电极之间建立电的接触，但这持这两漏电极与栅和源电极间电气隔离。这种安排的优点是，正在转换的电流不会改变用于激励开关的电场。因此，该绝缘的接触完成一个电路与激励该开关所用的线路是独立无关的。有几个这种类型的静电的微继电器在先前的工艺中曾有描述。属于Kasano等人号为5,278,368的美国专利涉及一种静电的微继电器，它带有一单晶硅悬臂横杆悬于栅极电之上，并附有一个接触条，但与该横杆的下边是电绝缘的。当该染受激励时，这接触条在一对漏电极之间创建一个电路。分布于该横杆上下的另外的导体能够有双稳态的作用。制备这样一种器件需要有几层导体和绝缘体的结构和排列。Yao和Chang传感器‘95欧洲敏感元件区，斯德哥耳摩，瑞典(1995)曾报道有类似的器件，差异在于悬臂横杆是用硅氧化物做的，并且源极与该横杆绝缘接触无须一个附加的绝缘层。Gretillat等人(微机械和微技术月刊，5，156-160(1995)曾报道一种微继电器带有一多晶硅/氮化硅/多晶硅桥作为机械元件。Schile等人的号为6,162,657的美国专利，涉及一种微继电器基于在硅氧化物层之间夹有一个金的悬臂由于剩余应力作用使该横杆有弯曲，从而改善在关断-状态的绝缘。在先前工艺中也描述了许多电磁驱动的微开关和微继电器。采用电磁的驱动限制了这些器件小型化的程度，而且也造成比静电驱动有更高功耗的结果。一种静电的微继电器是涉及Zavracky号为5,638,946的美国专利。如同Zavracky所揭示的并用图说明于本申请于图3中，微机械的继电器包含衬底30以及支撑在衬底上的一系列接触件(32，34，36)。这些接触件包括一源接触件32，一栅接触件34，和一漏接触件36。该漏接触件36是由两个分离的接触件组成，在图3中没有画出。横杆38于一端40附贴到源接触件32并允许该横杆悬空跨越衬底30。整个横杆结构38，是由三个分开部件组成(一个传导体部件44它包括一端40附贴于源接触件32，一个绝缘元件42，和一个传导的接触件46)，横杆有充分的长度以悬空伸跨栅接触件34和漏接触件36二者。如上所述。该横杆结构38包括一绝缘元件42它将传导的横杆体44与该横杆接触件连接并电气绝缘。传送的横杆体44只悬跨栅接触件34。绝缘的元件42有充分的长度提供一个机械的桥或伸跨于传导的横杆体44和传导的接触件46之间如此传导的接触件46悬挂于漏接触件36之上。换句话说，该绝缘的元件42对横杆结构38提供附加的侧向长度。在工作时，开关启动允许该横杆接触件46将两个分开的漏接触件36连接并许可电流从一个分开的漏接触件流进另一个。上面描述的微继电器是基于有一个金属的悬臂横杆。当在栅电极的源电极之间加一电压时，横杆和栅电极之间的静电力将横杆的自由端往下推移。自由端或横杆接触靠一段绝缘材料，通常是聚酰亚胺与横杆的其余部分机械连接而电气绝缘。当横杆往下推移时，一对接触件冲撞于横杆接触件的下边使在该接触件底下边的一对薄膜电极之间路径闭合。上述的先前工艺的器件相对于前面参照的其他先前工艺的器件有某些优点。该器件是用一单片制造的且不需要片焊接步骤。它是利用表面微机械加工程序来制备的，一般说它比体材的微机械加工程序简单。相对于Si微机械加工程序和传统的半导体制备程序该制备程序也是一种低温程序。这些优点使它可能制造出廉价器件，并且还使它适于用半导体集成电路的方式集成此器件，借助半导体制备程序而将障碍缩到最小。可是，该器件的一个缺点是绝缘段42的材料要满足许多要求，其中某些可能是相干的。它应该将传导的横杆接触件46与传导的横杆体44是电气绝缘的；它应当具有充分的机械强度和刚度以防过量的弯曲或当微继电器驱动时该绝缘段断裂；它必须与梁体和梁体解有良好的粘合当微继电器重复开启和闭合时保证器件的机械的完整性；它应允许淀积和制作图案的方法是直截了当的并与其他的制备程序相容；以及它应该是化学上惰性的以致微继电器能在一个封闭环境中工作不必对从绝缘段出气使接触件污染受到影响。用聚酰亚胺做的绝缘段42的器件其实际的具体表现曾被发现有差的机械整体性。更具体说，当开关重复开启和闭合时，聚酰亚胺段失去与传导的横杆体44的附着力，以致绝缘元件42与传地的横杆接触件46一道使传导的横杆体44的端部不受控制。还有可能当继电器在密封环境中工作时，聚酰亚胺材料会出气，特别在高温循环期间，和污染了微继电器的有关情况。因此，设计一种合乎需要的微继器，其中对电气绝缘材料加较少的要求，以使微继电器具有良好的电性能和机械的整体性能在低成本条件实现。本专利技术的内容本专利技术一方面是一微机械的继电器。该微机械的继电器包括一个衬底；一个源接触件支持在衬底之上；一个栅接触件支撑压衬底上；一对漏接触件支持在衬底之上；以及一可偏转的横杆。可偏转的横杆包括一个传导的横杆体含有第一端和第二端，此传导的横杆体的第一端附贴于源接触件。传导的横杆体大体上平行于衬底伸展，如此传导的横杆体伸展跨过二个漏接触件。可偏转的横杆还包括一横杆接触件悬跨过两漏接触件和一个位于传导的横杆体第二端与横杆接触件之间的绝缘体，它将传导的横杆体的第二端与横杆接触件连合而使之两者在电气上是绝缘的。本专利技术的第二方面是制造微机械的继电器的方法。此方法在一衬底上形成一源接触件，一栅接触件和一对漏接触件；形成一个牺牲区复盖源接触件，栅接触件，漏接触件和衬底；在牺牲区之上形成一传导的横杆接触件，在其下有漏接触件；在跨越本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微机械的继电器组成衬底；源接触件，安装在所述衬底上；栅接触件，安装在所述衬底上；一对漏接触件，安装在所述衬底上；和可偏转的横杆；所述的可偏转横杆包括，传导的横杆体，带有第一端和第二端；所述传导横杆体的所述第一端附贴于所述源接触件，所述传导横杆体大体平行于所述衬底平行延伸，以使所述传导横杆体的所述第二端延伸超过所述漏接触件，横杆接触件，悬跨于所述漏接触件上，和绝缘体，位于所述传导横杆体的所述第二端与所述横杆接触件之间，将所述横杆体的所述第二端同所述横杆接触件结合并使所述传导横杆体与所述横杆接触件电气绝缘。2.如权利要求1所述的微机械的继电器，其特征在于，所述可偏转横杆可偏转到第一位置，所述第一位置处在当所述横杆接触件响应所述栅电极和所述传导横杆体之间建立的第一强度的电场而与所述漏接触件电气连通时的状态；所述可偏转横杆可偏转到第二位置，所述第二位置是在所述横杆接触件响应所述栅电极和所述传导横杆体之间建立的第二强度的电场而与所述漏接触件电气绝缘时的状态。3.如权利要求1所述的微机械的继电器，其特征在于，所述衬底为氧化的硅或玻璃组成。4.如权利要求1所述的微机械的继电器，其特征在于，所述的可偏转横杆体为镍、金、钛、铬、铜或铁构成。5.如权利要求1所述的微机械的继电器，其特征在于，所述绝缘体为聚酰亚胺或PMMA构成。6.如权利要求1所述的微机械的继电器，其特征在于，所述的绝缘体由氮化硅，氧化硅或氧化铝构成。7.如权利要求1所述的微机械的继电器，其特征在于，所述漏接触件由铂、钯、钛、钨、铑、钌或金构成。8.如权利要求1所述的微机...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·玛杰姆德，R·莫瑞森，K·斯克洛比斯，
申请(专利权)人：模拟设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：