[发明专利]微电子机械系统器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子机械系统器件及其制造方法，尤其涉及适合于提高微电子机械系统振动器的频率精度的情况的结构及制造工序。

背景技术

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微电子机械系统)为微小结构体形成技术之一，其指制作例如微米量级等的微细的电子机械系统的技术、其产品等。虽然半导体芯片因为在硅基板上叠层硅、氧化膜、金属等薄膜而制作电子电路，所以其电路结构通常由平面性图案构成，但是当在MEMS中采用上述半导体芯片的制造技术、即半导体制造技术的情况下，因为通过在基板上形成薄膜并利用蚀刻将该薄膜部分地从基板分离，来形成微米尺寸的板簧、镜、旋转轴等，所以MEMS结构体具有立体性结构，并至少在一部分上具备可动部。

作为MEMS备受关注的领域，存在用于构成便携电话机等的通信技术的领域。在便携电话机中，除了LSI之外，还组装有滤波器、天线/开关、发送接收开关等多种部件。因为如果利用蓝牙、无线LAN等的多频带化有所进展，则天线的转换开关、波段转换开关等无源部件就会增加，所以为了推进小型化、省功耗化而将上述的部件收置于一块半导体芯片上而减少部件数量，成为最有效的对策。在该对策中，还有以下优点：因为布线变短，并且MEMS部件机械性地进行工作，所以可预期抗噪音强、低损耗化等性能提高。并且，通过采用半导体，也可实现与LSI一体化等与以往已有的构成部件结合为一体。尤其是，在MEMS振动器中，通过一体化，能够实现与单独部件相比损耗小10倍或10倍以上的滤波器。作为这样的MEMS振动器的一例，例如存在以下的专利文献1及2中所公开的方案。

在MEMS器件中，例如存在以下的情况，即构成为：固定电极与可动电极隔着间隔相对，利用作用于两电极间的静电力，可动电极的可动部进行动作。此时，MEMS器件的可动部的工作特性，由固定电极与可动电极的机械结构和构成该结构的材料的弹性系数所决定。

【专利文献1】特表2007-535275号公报

【专利文献2】特表2007-533186号公报

可是，在以往的MEMS器件中，因为如前所述工作特性因结构尺寸而定，所以工作特性会由于在制造时产生的结构尺寸的偏差而产生偏差，从而存在着得不到充分的器件精度的情况。例如，虽然在MEMS振动器中频率精度越高作为振动器的特性越好，但是由于结构尺寸的精度极限，一般很难以与以往的水晶振动器的频率精度(几ppm左右)对应的精度来形成MEMS振动器的频率特性。

发明内容

于是，本发明对上述问题进行解决，其目的在于提供一种能够使MEMS器件的工作精度提高的结构及其制造方法。

鉴于这样的实际情况，本发明的MEMS器件具备：基板和形成于该基板上的MEMS结构体；其中，该MEMS结构体具有工作部结构，该工作部结构具备支撑部和可动部，所述支撑部形成于前述基板上，所述可动部从该支撑部延伸设置并构成为在前述基板上可以动作；该工作部结构在前述可动部上具有剖面极小部，该剖面极小部其与从前述工作部结构的前述支撑部朝向前述可动部的方向正交的剖面的面积比前述可动部的剖面面积小，且该剖面极小部由在前述工作部结构的平面图案中设置的边界图案形状形成。

根据本发明，因为通过在工作部结构的可动部上，设置由在工作部结构的平面图案中设置的边界图案形状形成的剖面极小部，该剖面极小部的刚性比其两侧有所下降，所以由支撑部侧的结构造成的对于可动部的工作特性的影响比剖面极小部小。而且，因为上述剖面极小部由于边界图案形状而刚性降低，所以以工作部结构的可动部中的边界图案形状的平面图案上的图案精度限定了对于工作特性产生大的影响的结构尺寸。从而，因为能够减小对工作特性的影响，所以可以提高MEMS器件的工作精度，其中该对工作特性的影响是因上述图案精度以外的结构尺寸的误差、偏差等，例如由图案偏离造成的工作部结构的伸出长度的误差、偏差等引起的。

例如，在MEMS振动器的情况下，因为在使可动部振动时上述剖面极小部成为振动的关节，由此，由可动部的平面形状造成的影响变大，由支撑部侧的结构造成的影响与剖面极小部相比减小，所以能够提高频率精度。

在本发明的一种方式中，前述边界图案形状由形成于前述工作部结构的侧边缘的切口构成。通过由设置于工作部结构的侧边缘、即从支撑部伸向可动部的工作部结构的边缘部处的切口构成边界图案形状，仅改变平面图案的外缘形状就能够容易地使剖面极小部的刚性降低。

在该情况下，进一步优选：前述切口分别形成于前述工作部结构的两侧边缘。通过将切口分别形成于工作部结构的两侧边缘，能够使剖面极小部的刚性进一步降低。