金屬微結構之製程及其應用之研究

Abstract

在利用矽基微加工技術製作微結構的諸多問題中，以溫度的影響最為 深遠，不但影響整體製程的規劃，更嚴重地限制了微機電元件與積體電路 進行整合的機會。因此，為了提高微機電元件與現存矽基系統的整合能力， 大家逐漸重視具有低溫製程優點的金屬微加工技術，本研究計劃即是在開 發具整合優勢之金屬式微加工技術之特色製程，我們稱之為垂直空間式金 屬犧牲層(VSMSL, Vertical Space with Metal Sacrificial Layer)技術，並用以製 作靜電式垂直金屬梳狀致動器，此一製程技術可滿足需要固定式金屬微結 構與懸浮式金屬微結構垂直交錯排列之需求，並進一步以此深具優勢之出 平面致動器發展出各種應用元件。 在垂直空間式金屬犧牲層(VSMSL)製程開發方面，將在不同光阻及不 同厚度的設定之下，對各項製程參數做詳細的測試，建立此一製程技術的 參數庫，並用以開發靜電式垂直金屬梳狀致動器。與現有之垂直式梳狀致 動器相比，其皆是以矽基微加工技術製作，一類需利用晶片接合技術，而 在此所提出以VSMSL 技術所製作之垂直式金屬梳狀致動器則具有自我對 準(self-aligned)及精確控制間隙大小的優勢；若與現有以矽基深蝕刻體型加 工技術製作垂直式梳狀微致動器相比，不但不需要參雜(doping)之步驟，並 且梳狀結構上方仍可製作金屬平面，對有效利用元件面積，增加額外靜電 驅動力，維持製程穩定性，及進一步在梳狀結構上方整合其他元件有相當 大的幫助。 而此一垂直式梳狀致動器的建立則將進一步配合不同應用，發展各式 微機電元件，如高密度光開關、光反射鏡面、高Q 值可調式電容器。