[发明专利]MEMS器件

说明书

本申请是申请号为200710162734.X、申请日为2007年10月8日、发明名称为“MEMS器件及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在硅基板上具备使用半导体制造工艺而形成的可动电极和固定电极等结构体的MEMS器件及其制造方法。

背景技术

随着微细加工技术的发展，具备由使用半导体制造工艺而形成的可动电极和固定电极所构成的微小的结构体的机电系统器件，例如共振器、滤波器、传感器、电动机等所谓的MEMS(Micro Electro Mechanical System：微电子机械系统)器件备受关注。MEMS器件由于使用半导体制造工艺来制造，因此可形成与例如CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补性氧化金属半导体)的复合器件，所以作为能满足近年来要求越来越高的电子设备的小型化和高性能化的器件，也受到期待。

随着这样的电子设备的高性能化的要求，MEMS器件需要精密的电流值控制和电气高速化，要求构成MEMS器件的电路的结构体和配线等的进一步的低电阻化。例如，在无线通讯用的RF(Radio Frequency：射频)-MEMS等在高频带工作的MEMS器件与插入损失大和特性本身变差直接相关，所以需要极力地抑制MEMS器件的电路整体的电阻值。

对MEMS器件的制造方法的一个示例进行说明，首先，在硅(Si)等半导体基板上，形成固定电极和一部分形成在牺牲层上的方式的可动电极，接着在固定电极和可动电极上形成包括配线的配线层叠部。然后，通过将配线层叠部及牺牲层的一部分利用刻蚀(释放刻蚀)除去以释放可动电极，形成了机械可动的状态的可动电极。

但是，MEMS器件的电路中的配线一般是与通常的半导体制造同样地通过这样来形成的：利用溅射法或CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法或者真空蒸镀法等，使铝(A1)等金属堆积起来，然后形成图案，因此电阻低。与之相对，MEMS器件的可动电极和固定电极等结构体在堆积硅后形成图案之后，需要实施用于实现作为半导体的硅的低电阻化的某些处理。作为实现由硅构成的结构体的低电阻化的处理的方法，已知有对硅膜进行注入磷离子(例如³¹P⁺)等杂质离子的离子注入来形成扩散层的方法(例如参照专利文献1)。

此外，作为实现结构体的进一步低电阻化的方法，在例如专利文献1和专利文献2中公开了这样的所谓的转化为硅化物的方法：利用用溅射法或CVD法或真空蒸镀法等，使金属堆积在硅膜上后，在高温下进行退火，由此使与作为金属的钛接触的硅扩散从而使其合金化。利用例如钛(Ti)而转化为硅化物的硅化物部分(TiSi)具有大约10^-5Ωcm的电阻率，该值是通过杂质离子注入所形成的扩散层的大约一百分之一。

专利文献1：日本特开2004-221853号公报

专利文献2：日本特开2001-264677号公报

如上所述，在由硅构成的结构体中注入杂质离子以形成扩散层的方法中，难以将结构体的电阻值减小到在高频带工作的MEMS器件所要求的电阻值。另一方面，虽然将由硅构成的结构体转化为硅化物的方法是对大幅度降低结构体的电阻有效的方法，但根据硅化物用金属的种类，在利用刻蚀除去配线层叠部的一部分及牺牲层来释放可动电极时，存在硅化物部分溶解于刻蚀液中的可能。在硅化物部分溶解了的情况下，电阻值反而上升、或者结构体变薄导致机械强度下降，由此存在MEMS器件的电特性和机械特性发生变动而无法获得所希望的特性的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种在保持了结构体的机械特性的同时降低了电阻值、并具有优良的工作特性的MEMS器件及其制造方法。

为了解决上述问题，本发明的MEMS器件具有：固定电极，其形成在半导体基板上，由硅构成；可动电极，其与半导体基板隔开间隙并以机械可动的状态配置，该可动电极由硅构成；和配线层叠部，其形成在可动电极的周围，并且以覆盖固定电极的一部分的方式形成，该配线层叠部包括配线，在固定电极或者可动电极中射入有杂质离子，而且固定电极的由配线层叠部覆盖的部分的至少一部分转化为了硅化物。