Mems结构体、电子设备以及移动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及MEMS结构体、电子设备以及移动体。
【背景技术】
[0002]使用MEMS(Micro Electro Mechanical System:微机电系统)技术制造的 MEMS结构体(MEMS器件)被应用于具有可动部的各种结构体(例如振子、滤波器、传感器、马达等)O
[0003]例如，专利文献I中记载的MEMS器件具有基板以及可动结构体，可动结构体具有与基板隔开间隔配置于基板的可动部、固定于基板的固定部以及连结可动部与固定部的支承梁。该MEMS器件能够基于基板与可动部之间的静电电容变化，计算作用于MEMS器件的加速度及角速度。
[0004]在制造这样的MEMS器件时，例如，如专利文献I公开的那样，根据可动结构体的形状，在对SOI基板的一个硅层进行蚀刻后，对SOI基板的氧化硅膜(牺牲层)进行蚀刻，形成可动结构体。利用蚀刻去除这样的牺牲层，在使蚀刻后的冲洗液干燥时等，与基板之间形成有微小的间隙的可动结构体容易固着于(粘连于)基板。
[0005]因此，在专利文献I中记载的MEMS器件中，在基板的靠可动结构体侧的面以及可动结构体的靠基板侧的面上，分别设有凸部。
[0006]但是，在专利文献I中记载的MEMS器件中，用于降低粘连的凸部由与基板或可动结构体相同的材料(具体而言为硅)构成，因此，有时因设置凸部而产生意外的特性变化，存在设计自由度下降这样的问题。
[0007]专利文献1:日本特开2012-135819号公报
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供能够提高设计自由度且能够降低可动电极相对于固定电极的粘连的MEMS结构体，并提供具有该MEMS结构体的电子设备以及移动体。
[0009]这样的目的，通过下述的本发明而达成。
[0010][应用例I]
[0011]本发明的MEMS结构体的特征在于具有:基板；固定电极，其配置在所述基板上；可动电极，其具有与所述固定电极分离且与所述固定电极相对地配置的可动部；以及凸部，其从所述固定电极的与所述可动部相对的一侧的面以及所述可动部的与所述固定电极相对的一侧的面中的至少一个面突出，含有与所述固定电极或所述可动部不同的材料。
[0012]根据这样的MEMS结构体，凸部由与固定电极或可动部不同的材料构成，因此，通过适当选择构成凸部的材料，能够调整特性。因此，即使在固定电极或可动部处设置凸部，也能够使得设置凸部所引起的特性变化成为期望的情况。由此，能够提高设计自由度且能够降低可动电极相对于固定电极的粘连。
[0013][应用例2]
[0014]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，所述凸部含有金属。
[0015]由此，通过优化凸部的导电性，能够优化固定电极或可动部的电特性。此外，能够利用成膜来简单且高精度地形成凸部。此外，通常，固定电极以及可动电极使用硅来形成，而多数金属的比重大于硅。因此，通过利用金属来构成凸部，能够增大包含可动部的振动系统的质量，实现可动部的小型化，并实现该振动系统的低频率化。
[0016][应用例3]
[0017]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，所述金属为钨。
[0018]钨的熔点极高。因此，即使可动部与固定电极经由凸部短路而在凸部中流过过电流，也能够减轻凸部熔融的情况。此外，钨的硬度极高，因此，即使凸部与可动部或固定电极接触，也不易变形，从而能够减轻凸部的变形导致的特性变化。
[0019][应用例4]
[0020]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，具有贯通所述可动部且含有所述金属的金属部，所述金属部的从所述可动部突出的部分构成所述凸部。
[0021]由此，能够简单且高精度地在可动部上形成凸部。
[0022][应用例5]
[0023]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，构成所述凸部的材料的熔点高于构成所述可动电极以及所述固定电极中的至少一方的材料的熔点。
[0024]由此，即使可动部与固定电极经由凸部短路而在凸部中流过过电流，也能够减轻凸部熔融的情况。
[0025][应用例6]
[0026]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，构成所述凸部的材料的杨氏模量大于构成所述可动电极以及所述固定电极中的至少一方的材料的杨氏模量。
[0027]由此，即使凸部与可动部或固定电极接触，也不易变形，从而能够减轻凸部的变形导致的特性变化。
[0028][应用例7]
[0029]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，构成所述凸部的材料对于含有氟酸的蚀刻液具有耐受性。
[0030]由此，在对由氧化硅膜构成的牺牲层进行蚀刻而在可动部与固定电极之间形成间隙时，能够减轻凸部被蚀刻的情况。
[0031][应用例8]
[0032]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，所述可动部的数量为多个。
[0033]由此，能够减轻从可动部向外部的振动泄漏。
[0034][应用例9]
[0035]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，所述可动部以被单端支承，所述凸部配置在所述可动部的自由端侧。
[0036]由此，能够有效地减轻可动部固着于固定电极的情况。
[0037][应用例10]
[0038]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，在从所述固定电极和所述可动部排列的方向观察时，所述凸部配置在所述固定电极和所述可动部重叠的区域内。
[0039]由此，能够抑制凸部的高度，减轻因设置凸部而导致的振动特性的变化，并有效地减轻可动部固着于固定电极的情况。
[0040][应用例11]
[0041]在本发明的MEMS结构体中，优选的是，是如下静电驱动型的振子:在所述固定电极和所述可动部之间产生周期性变化的电场，使所述可动部振动。
[0042]由此，可提供能够提高设计自由度且能够降低可动电极相对于固定电极的粘连的静电驱动型的振子。
[0043][应用例12]
[0044]本发明的MEMS结构体的制造方法的特征在于，具有如下工序:准备基板；在所述基板上形成固定电极形成用膜；在所述固定电极形成用膜上形成牺牲层；在所述牺牲层上形成可动电极形成用膜；利用金属形成凸部，所述凸部从所述可动电极形成用膜的靠所述固定电极形成用膜侧的面突出；以及蚀刻所述牺牲层。
[0045]由此，可制造出能够提高设计自由度且能够降低可动电极相对于固定电极的粘连的MHMS结构体。
[0046][应用例13]
[0047]本发明的电子设备的特征在于具有本发明的MEMS结构体。
[0048]由此，可提供具有能够提高设计自由度且能够降低可动电极相对于固定电极的粘连的MEMS结构体的电子设备。
[0049][应用例14]
[0050]本发明的移动体的特征在于具有本发明的MEMS结构体。
[0051]由此，可提供具有能够提高设计自由度且能够降低可动电极相对于固定电极的粘连的MEMS结构体的移动体。
【附图说明】
[0052]图1是示出本发明的MEMS结构体的第I实施方式的剖视图。
[0053]图2是示出图1所示的MEMS结构体具有的振动元件的图，其中，图2的(a)为剖视图，图2的(b)为俯视图。
[0054]图3是示出图1所示的MEMS结构体的制造工序(固定电极形成工序)的图。
[0055]图4是示出图1所示的MEMS结构体的制造工序(可动电极形成工序)的图。
[0056]图5是示出图1所示的MEMS结构体的制造工序(腔室形成工序)的图。
[0057]图6是示出本发明的第2实施方式的MEMS结构体具有的振动元件的图，其中，图6的(a)为剖视图，图6的(b)为俯视图。
[0058]图7是示出本发明的第3实施方式的MEMS结构体具有的振动元件的图，其中，图7的(a)为剖视图，图7的(b)为俯视图。
[0059]图8是示出本发明的MEMS结构体的第4实施方式的剖视图。
[0060]图9是示出作为本发明的电子设备的第I例的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
[0061]图10是示出本作为发明的电子设备的第2例的移动电话(也包括PHS)的结构的立体图。
[0062]图11是示出作为本发明的电子设备的第3例的数字静态照相机的结构的立体图。
[0063]图12是示出作为本发明的移动体的一例的汽车的结构的立体图。
[0064]标号说明
[0065]I MEMS结构体；1A MEMS结构体；1B MEMS结构体；1C MEMS结构体；2基板；2C基板；5振动元件；5A振动元件；5B振动元件；6层叠结构体；20膜片部；21半导体基板；21C半导体基板；22绝缘膜；23绝缘膜；24导体层；51下部电极(固定电极)；51a下部电极(固定电极)；51b下部电极(固定电极)；51c下部电极(固定电极)；51d下部电极(固定电极)；52下部电极；52B下部电极；53上部电极(可动电极)；53A上部电极(可动电极)；53B上部电极(可动电极)；54金属部；54A金属部；61层间绝缘膜；62层间绝缘膜；63布线层；64层间绝缘膜；65布线层；66表面保护膜；67密封层；71导体膜(可动电极形成用膜)；72牺牲层；73导体膜；74层间绝缘膜；75层间绝缘膜；211凹部；212薄壁部分；213受压面；531可动部；531A可动部；531B可动部；531a可动部；531b可动部；531c可动部；531d可动部；532固定部；532B固定部；533连结部；533B连结部；534