构建于基板上的具有钌基接触表面材料的MEMS器件的制作方法
构建于基板上的具有钌基接触表面材料的mems器件
1.相关申请
2.本技术是2020年3月27日提交的美国申请no.16/832,408的继续申请。上述申请的全部教导通过引用并入本文。
背景技术：
3.诸如微机电系统(mems)开关的器件通常需要封装以保护微尺度特征免受环境污染物的影响。这些封装通常是分立的或者通过晶片键合(bonding)工艺形成。当暴露于不受控的操作环境条件时，mems开关可能不会可靠且一致地操作。湿气和污染可能导致初始性能的缺乏或者早期器件失效的增加。因此，通常的做法是将这种器件包含在保护性封装内，该封装至少在某种程度上将内部器件环境与外部环境分隔开。与将器件封闭在保护性封装内相关联的工艺对于形成可靠且持久的、气密密封的开关器件是关键的。
4.例如，在美国专利no.7,968,364；no.8,124,436；no.9,583,294；no.9,784,048；no.10,388,468以及美国专利申请公报no.2007/0115082中可以到具有ruo2触点的现有技术mems开关的示例，其被构建于硅基板上并密封在气密密封封装中。
技术实现要素：
5.本发明的实施方式致力于包含微机电系统(mems)开关的气密密封键合晶片叠层，其中，mems开关包含钌氧化物(例如，ruo2)触点，该钌氧化物触点被装入包含氧气、或者氧气、氮气和/或稀有气体的混合物的密封的隔离环境内。
6.本文的示例实施方式描述了一种构建于基板上的mems开关器件，其具有化学计量金红石结构二氧化钌(ruo2)作为接触表面材料。在包含少量氧气(o2)和其它惰性气体(例如，氩气(ar)和/或氮气(n2))的环境中，通过键合工艺(例如，热压缩(tc)晶片键合工艺)气密地密封mems开关器件。接触材料可以是ru，或者以ru作为顶部和暴露的接触材料的金属叠层，或ru合金。示例实施方式还描述了一种致力于创建ruo2(导电氧化物)接触表面的工艺流程，该ruo2接触表面是在玻璃基板的预键合、氧等离子体灰化(ash)清洁工艺中形成。由等离子体生成的激发氧离子有效地与接触材料顶表面上的ru原子反应，以创建在等离子体灰化清洁期间生成的高质量薄层ruo2。最终所得的ruo2触点使得mems开关器件能够贯穿数十亿个开关周期保持低接触电阻值。
7.示例实施方式还描述了几种器件增强技术。一种技术涉及将氧气封装在腔内部以减轻有机污染在接触表面上的积聚，这提高了制造成品率和开关器件的寿命。另一种增强技术是预键合氧热处理以增加ruo2触点的厚度。可以向密封环境中加入惰性气体以进一步提高开关的寿命。
8.在示例实施方式中，可以将mems开关器件构建在基于晶片的基板上，例如，硅、二氧化硅(sio2)、熔融硅石(silica)、硅石玻璃、石英(quartz)、掺杂钠的玻璃、硼硅酸盐玻璃、蓝宝石、soi等。在热压缩(tc)键合工艺之前，ruo2接触表面材料可以由玻璃基板的氧等离子体灰化以及淀积的ru接触材料来创建。氧等离子体灰化的典型期望是清洁基板上的任
何有机残留材料，包括接触表面。清洁的化学计量氧化接触表面导致低且稳定的接触电阻。附加的处理步骤(诸如在预键合温度升高(ramping)阶段或者在机械键合阶段期间引入氧)将进一步固化和加厚ruo2接触层。
9.在一个方面，本发明可以是一种制造和封装欧姆微机电系统(mems)开关器件的方法，所述方法包括以下步骤：在基板上构造欧姆mems开关器件。该欧姆mems开关器件可以具有由铂族金属构成的一个或更多个触点。在第一室内，所述方法还可以包括以下步骤：在所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上形成铂族金属的氧化层。在第二室内，所述方法还可以包括以下步骤：将盖键合至基板，由此，将欧姆mems开关器件气密地密封在由盖和基板形成的密封腔内。该键合可以发生在具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例的键合气氛中，使得在欧姆mems开关器件已经被气密地密封在密封腔内之后，该密封腔内的腔气氛具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。
10.在实施方式中，该基板和盖可以各自包括绝缘材料。该铂族金属可以是钌(ru)，并且该铂族金属的氧化层可以是二氧化钌(ruo2)。构造欧姆mems开关器件的步骤还可以包括：使用薄膜微制造工艺在基板上形成欧姆mems开关器件。在所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上形成铂族金属的氧化层的步骤可以包括：在欧姆mems开关器件上执行氧等离子体灰化过程。所述方法还可以包括以下步骤：在在所述一个或更多个触点的外表面上形成了铂族金属的氧化层的步骤之后，在欧姆mems开关器件上执行氧等离子体灰化清洁过程，以增强所述一个或更多个触点的外表面上的铂族金属的氧化层。
11.该键合气氛可以具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。将盖键合至基板的步骤还可以包括：使盖和基板经受键合温度，并且根据相对于时间表征键合温度和键合力的分布图(profile)，利用键合力将盖和基板按压在一起。
12.该基板可以是第一晶片上的多个基板中的一个基板，并且该盖可以是第二晶片上的多个盖中的一个盖。将盖键合至基板的步骤还可以包括：使第一晶片和第二晶片经受键合温度，并且根据相对于时间表征键合温度和键合力的分布图，利用键合力将第一晶片和第二晶片按压在一起。该键合气氛还可以包括(1)氮气(n2)和(ii)惰性气体中的一种或两种。
13.在另一方面，本发明可以是一种开关设备，该开关设备包括：构造于基板上的欧姆微机电系统(mems)开关器件。该欧姆mems开关器件可以具有由铂族金属构成的一个或更多个触点。该开关设备还可以包括：在所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上形成的铂族金属的氧化层；以及在基板上设置盖并将该盖键合至基板，以形成封闭欧姆mems开关器件的气密密封腔。该密封腔内的腔气氛可以具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。
14.该基板和盖可以各自包括绝缘材料。该铂族金属可以是钌(ru)，并且该铂族金属的氧化层可以是二氧化钌(ruo2)。可以使用薄膜微制造工艺在基板上形成欧姆mems开关器件。可以使用氧等离子体灰化过程在欧姆mems开关器件上形成所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上的铂族金属的氧化层。在在所述一个或更多个触点的所述外表面上形成了铂族金属的氧化层之后，可以在欧姆mems开关器件上使用氧等离子体灰化清洁过程，来增强铂族金属的氧化层。
15.该密封腔内的腔气氛可以具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。为了将盖
键合至基板，可以使盖和基板经受键合温度，并且可以根据相对于时间表征键合温度和键合压力的分布图，利用键合压力将盖和基板按压在一起。该绝缘基板可以是第一晶片上的多个绝缘基板中的一个绝缘基板，并且该绝缘盖可以是第二晶片上的多个绝缘盖中的一个绝缘盖。
16.为了将绝缘盖键合至绝缘基板，可以使第一绝缘晶片和第二绝缘晶片经受键合温度，并且可以根据相对于时间表征键合温度和键合压力的分布图，利用键合压力将第一绝缘晶片和第二绝缘晶片按压在一起。该腔气氛还可以包括(1)氮气(n2)和(ii)惰性气体中的一种或两种。
17.在另一方面，本发明可以是一种制造和封装欧姆微机电系统(mems)开关器件的方法，所述方法包括以下步骤：使用薄膜微制造工艺在熔融硅石基板上构造欧姆mems开关器件。该欧姆mems开关器件可以具有由钌(ru)构成的一个或更多个触点。所述方法还可以包括以下步骤：在第一室内，在所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上形成二氧化钌(ruo2)层，以及在第二室内，将熔融硅石盖键合至熔融硅石基板，由此，将欧姆mems开关器件气密地密封在由盖和基板形成的密封腔内。该键合可以发生在具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例的键合气氛中，使得在所述欧姆mems开关器件已经被气密地密封在所述密封腔内之后，所述密封腔内的腔气氛具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。所述方法还可以包括以下步骤：在在所述一个或更多个触点的外表面上形成了ruo2之后，在欧姆mems开关器件上执行氧等离子体灰化过程，以增强所述一个或更多个触点的外表面上的ruo2。
附图说明
18.本专利或申请文件包含按颜执行的至少一个附图。具有彩图的该专利或专利申请公开的副本在请求并支付必需费用时由专利局提供。
19.前述内容根据下面对如附图中例示的示例实施方式的更具体描述将变得显而易见，在附图中，贯穿不同视图，相同标号指代相同部分。附图不必按比例绘制，而是将重点放在例示实施方式上。
20.图1a例示了根据本发明的开关器件的示例实施方式的详细截面。
21.图1b示出了图1a所示的开关器件的基板部分的孤立视图。
22.图1c示出了图1a所示的开关器件的盖部分的孤立视图。
23.图1d示出了图1a所示的开关器件的触点区域的放大视图。
24.图2描绘了用于制备和键合容纳(hosting)mems开关的玻璃基板晶片和玻璃盖晶片的工艺流程的示例实施方式。
25.图3示出了根据本发明的热压缩(tc)键合分布图的示例实施方式。
26.图4a示出了根据本发明的包括使含氧气的气体流入键合室的示例实施方式。
27.图4b示出了根据本发明的包括使含氮气的气体流入键合室的示例实施方式。
28.图4c示出了根据本发明的包括使含稀有惰性气体的气体流入键合室的示例实施方式。
29.图5a、图5b和图5c示出了根据本发明的致力于预处理步骤以形成ruo2接触层的示例实施方式。
具体实施方式
30.以下是对示例实施方式的描述。
31.本文所引用的所有专利、公布的申请以及参考文献的教导通过引用它们的全部内容而并入。
32.自从20世纪60年代以来，已经在各种机械继电器和开关产品中采用了钌(ru)作为接触材料，并且将二氧化钌(ruo2)作为接触表面材料。除了低且稳定的接触电阻之外，ruo2触点表现出所需机械性能，诸如极高的硬度、良好的耐腐蚀性以及耐磨性。在热开关应用中(即，在输送信号时打开或闭合开关触点)，ruo2展示了耐受高强度电弧放电和抗粘着或点蚀的能力。尽管本文的示例实施方式描述了具有ruo2接触表面材料的ru触点，但是其它实施方式可以利用包括任何铂族金属(例如，ru、rh、pd、os、ir或pt)以及铂族金属的相对应氧化物层的触点。
33.ru在被暴露于含有o2的环境时，将生长天然的自抑制氧化物表面层。如果氧化温度超过某一阈值(在大多数文献中报告为高于200℃)，则将形成化学计量二氧化钌(ruo2)层，而不是其它类型的ru氧化物(例如，ruo、ruo3和ruo4)。化学计量ruo2是具有约3.5～4.6
×
10-5
ω
·
cm的本征电阻率的导电氧化物材料。该值大于6.71～7.16
×
10-6
ω
·
cm的ru本征电阻率，但比其它形式的ru氧化物低得多。在室温和气体环境下，ru在其表面的氧化过程自限性高达表面ruo2具有致密的晶格结构，其限制o2的渗透以在下面形成更多的ruo2，从而导致其它类型的ru氧化物。已经发现，非化学计量ruo2主导的触点将具有比化学计量的ruo2高5至10倍的接触电阻，并且该电阻随着开关操作的时间而增加，而化学计量ruo2表现出稳定的低接触电阻。
34.形成ruo2的其它方法包括：氧等离子体处理、在ar/o2混合环境中将ruo2直接溅射在表面上、化学汽相淀积(cvd)或原子层淀积(ald)。溅射方法可以产生比其它方法厚得多的氧化层。出于这些理由，mems开关可以利用ru作为接触材料来制造，而不是利用金、银、铜、铝以及其它这种高导电金属制造。
35.mems开关通常被构建于半导体基板(例如，硅)上，这是因为mems制造历史上源自硅cmos加工技术。因此，大多数mems器件制造基础设施是基于对硅基板的使用的。因此，期望/预测到，往前看，mems开关技术的商业化将主要是在硅基基板上实现的。仅用于特殊应用(例如，微波技术)的是被构建于除硅之外的基板上的mems开关器件。
36.可以将诸如ru的硬材料涂覆到金(au)mems开关触点上以延长开关寿命。然而，被用作触点的硬材料本身不会防止开关周期操作中的早期失效，通常少于几百万个周期。失效机制可以包括磨损、微焊接、因断裂而造成的表面粗糙化、以及表面上有机/聚合物污染物积聚。ru接触表面的氧化或ruo2作为接触材料的直接淀积可以极大地改善mems开关的热机械性能，并且减少接触表面上的有机累积。mems开关器件通常是在密封的洁净环境中进行封装的，以保证在长寿命内的器件性能，这在传统的机械开关和继电器产品中是广泛采用的方法，以避免湿气和开关触点的污染。
37.本文所描述的示例实施方式提出了一种mems欧姆接触开关，其可以被构建于绝缘基板上，例如，二氧化硅、熔融硅石、硅石玻璃、石英、掺杂钠的玻璃、以及硼硅酸盐玻璃，尽管可以另选地使用其它非绝缘基板材料(例如，硅)。在示例实施方式中，熔融硅石因其极低电损耗的特性而可以被选择为基础基板材料。该特性有利于开关器件具有用于rf和微波应
用的优异的低插入损耗，以及用作高功率dc和/或rf或微波开关的极好隔离。在示例实施方式中，可以将ruo2形成在顶部和底部mems开关接触表面两者上，这有助于延长超过数十亿个周期的开关寿命周期。图1a例示了根据本发明的开关器件100的示例实施方式的详细截面。图1b、图1c以及图1d例示了图1a所描绘的开关器件的某些部分的详细视图。
38.参照图1a，示例开关器件100包括图1b中孤立地示出的基板部分104以及图1c中孤立地示出的盖部分106。图1d孤立和放大地示出了开关器件100的触点区域102。
39.参照图1b所描绘的示例实施方式，开关器件100的基板部分104可以包括基板(例如，熔融硅石)108。可以将电绝缘材料层110淀积在绝缘体基板108的顶表面和底表面中的一个或两个表面上。第一键合位点112和第二键合位点114两者都包括被用于将开关器件基板104机械地且电气地连接至其对应的106的键合金属。可以将各种金属和金属叠层用于金属压缩或金属共晶键合方法。(金属叠层可以用于金属压缩键合或金属共晶键合)。可以将第一键合位点112和第二键合位点114两者的键合金属形成于被淀积在绝缘材料层110上的粘合层116上。在本文所描述的键合过程期间，第一键合位点112和第二键合位点114可以与盖部分106上的对应金属键合位点键合。这种键合限定了围绕开关元件(例如，本文所描述的梁、栅极和开关触点)的腔111a(参见图1a)，该腔使开关元件与开关器件100外部的环境111b隔离开。腔111a内的环境在压力和气体成分方面可以不同于经键合的开关器件周围的环境111b。
40.可以将梁118的第一端锚定至导电迹线，该导电迹线与键合位点112电连通并且被机械地联接至基板108。可以将第一触点布置126设置在梁118的第二端。第一触点布置126可以包括：被机械地联接至梁118的下侧并与该梁电连通的ru层130；以及被形成在ru层130的外表面上的ruo2层132。第二且对应的触点布置134可以包括：被淀积在导电迹线的延伸部分上的ru层136，该导电迹线与键合位点(114)电连通并且被机械地粘附至基板108；以及被形成在ru层136的外表面上的ruo2层138。第二触点134应当位于梁的下方，并且具有与第一触点126类似的x和y坐标，使得当梁被栅电极140致动并被拉向基板时，第一接触表面和第二接触表面接触并且电连通。虽然在示例实施方式中，将ru层136淀积在第二键合位点114的延伸部分上，但是其它实施方式可以具有被淀积在不同于键合位点的位点上的ru层。例如，在一些实施方式中，附加的电路元件可以位于第三触点布置134与键合位点114之间。
41.栅极结构140可以包括被淀积在绝缘体基板108上的导电金属层142。可以将栅极结构140用于在梁118上产生电动势，该电动势使梁弯曲，直到第一触点布置126的ruo2层132与第二触点布置134的ruo2层138电接触。
42.参照图1c，开关器件100的盖部分106可以包括绝缘体盖150，该绝缘体盖包括绝缘材料，诸如熔融硅石或本领域已知的其它这种绝缘材料。可以将第三键合位点152和第四键合位点154(两者都包括诸如金(au)的键合材料)形成于被淀积在绝缘体盖150上的诸如钽(ta)的粘合层156上的、有助于与第一键合位点112和第二键合位点114键合的位置中。可以将至少一个导电的、气密密封的玻璃通孔(tgv)158设置在绝缘体盖150中，该玻璃通孔便于使电信号传导至开关器件100的组件和/或从开关器件100的组件传导电信号，该开关器件的组件是密封于在将盖部分106键合至基板部分104之后形成的腔内的。
43.与在晶片键合设备中使用氧工艺来氧化ru接触表面或者直接溅射ruo2材料的方法相反，所述实施方式在热压缩(tc)键合之前采用氧等离子体灰化工艺用于两个目的。氧
等离子体灰化工艺的第一个目的是清除接触表面上的有机污染。氧等离子体灰化工艺的第二个目的是使ru接触表面减活化以形成ruo2。后续的键合工艺是在包含0.05％到30％之间的氧气比例的环境中执行的，尽管对于示例实施方式，氧气比例可以不超过20％。在其它的实施方式中，键合环境可以利用一种或更多种其它气体(例如，氮气(n2)和/或诸如氩气(ar)的稀有惰性气体)来补充氧气。
44.因为ruo2层是在氧等离子体灰化工艺期间，并且在键合室中将盖键合至基板之前形成的，所以在盖与基板之间的密封的封装器件环境内捕获的氧气在键合工艺期间基本上不会被ru触点氧化耗尽。因此，被密封在器件环境内的气体的氧气比例可以等于或接近在键合过程期间供应的气流的氧气比例。在示例环境中，密封器件环境中的氧气比例可以是20％，尽管其它环境可以表现出介于0.05％到30％之间的氧气比例。
45.图2描绘了用于制备和键合可以容纳一个或更多个mems开关的基板晶片与盖晶片的工艺流程200的示例实施方式。该示例实施方式致力于玻璃基板晶片和玻璃盖晶片的使用，尽管其它实施方式可以利用其它绝缘或非绝缘晶片。此外，应理解，可以使用具有合适的配合表面以便于在晶片键合工艺中键合至基板部分的任何盖。
46.工艺流程200可以包括：在玻璃基板(例如，mems晶片)上形成202器件(例如，mems开关)、释放204mems开关结构(即，消除牺牲支承结构，以使预期可移动的开关组件自由移动，从而暴露ru接触表面)、执行206氧等离子体灰清洁程序达至少1分钟(在示例实施方式中为4分钟+/-0.1分钟)。
47.将mems晶片键合至对应盖晶片，以封装器件并使得器件能够在含氧环境内气密密封。盖晶片可以通过典型的微制造工艺来制备以使包括任何电功能或机械层。盖晶片包含便于将盖晶片键合至其对应mems器件晶片的材料和特征，从而气密封装器件。
48.将基板部分104和盖部分106对准并装载208到热压缩(tc)键合室中。一旦将基板部分104和盖部分106装载到键合室中，工艺200就通过使具有所需成分的气体流入210键合室中直至所需压力、升高室温度、以及在特定温度和力下键合212基板和盖晶片而继续。随着温度下降，所需气体流动214继续，以结束示例键合过程。
49.在一个实施方式中，使气体流入210键合室中直至所需压力(本文中更详细地描述)、施加第一键合力(通常为随后的第二键合力的20％或更小)以接触晶片(彼此)、使键合室中的温度升高、施加第二且更高的力(键合力)，从而将盖部分106键合212至基板部分104。利用所需气体将键合室维持在其相应的压力，并且将键合力减小至第一键合力(或类似的低力)，并使键合室中的温度下降。
50.在工艺流程200中，在将mems晶片装载到热压缩键合设备中之前，可以在氧等离子体灰化工艺步骤206期间，形成导电氧化物接触表面(例如，ruo2)。图3示出了根据本发明的示例tc曲线图，其中示出了室温度302(单位为℃)连同所施加的键合力304(单位为kn)。应理解，图3所描述的温度和压力仅仅是为了描述的目的而呈现的示例，而不是为了限制。通常，键合温度和压力分布图可以落在适于实现如本文所描述的基板与盖之间的键合的范围内。除了那些不执行ru氧化的普通键合工艺之外，不需要特殊的键合处理来适应对ru接触表面的氧化。被用于填充键合室的气体可以是n2/o2混合物、或清洁干燥空气(cda)、或惰性气体/o2混合物、或仅惰性气体、或刚刚提及的与一种或更多种稀有惰性气体混合的任何气体。
51.在氧等离子体灰处理期间，可以将化学计量金红石氧化物ruo2形成ru触点的外表面上。高反应性o2原子可以穿透体ru的表面，但是可以在表面下形成非化学计量ruo
x
(其中，x是正实数)。利用o2退火将这种ruo
x
转化为ruo2。结果，在o2等离子体灰化之后和在晶片键合阶段之前的附加可选步骤可以产生较厚且较高百分比的ruo2作为表面接触材料。这些选项例如在图5a、图5b以及5c中进行了展示。
52.图4a示出了这样的示例实施方式，即，该示例实施方式包括：一旦执行了氧等离子体灰化步骤并且将基板部分和盖部分装载到键合室中，就使含氧气(o2)的气体流入402键合室中。图4b示出了这样的示例实施方式，即，该示例实施方式包括：一旦执行了氧等离子体灰化步骤并且将基板部分和盖部分装载到键合室中，就使含氮气(n2)(氧气除外)的气体流入404键合室中。图4c示出了这样的示例实施方式，即，该示例实施方式包括：一旦执行了氧等离子体灰化步骤并且将基板部分和盖部分装载到键合室中，就使含稀有惰性气体的气体流入406键合室中。在其它的实施方式中，惰性气体可以与o2、n2、或两者组合。在所有三个实施方式(图4a、图4b以及图4c)中，所示出的最后步骤涉及在形成基板部分与盖部分之间的键合时，继续分别在步骤402、404、以及406中描述的气体流动。
53.图5a、图5b以及图5c示出了在键合工艺之前致力于预处理步骤以形成本文所描述的ruo2接触层的示例实施方式。ruo2层是在与键合室分离的室(例如，烘箱)中形成的，而不是在氧等离子体灰化期间创建ruo2层。ruo2层可以在氧等离子体灰化期间被增强。所有三个实施方式(图5a、图5b以及图5c)示出了在将mems器件装载到烘箱中之后，利用含氧气体填充502烘箱，并且在大于200℃下使器件退火达至少10分钟。图5a、图5b以及5c分别示出了在键合室中流动的氧气504、氮气506或惰性气体508。
54.虽然具体示出并描述了多个示例实施方式，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求涵盖的实施方式的范围的情况下，可以在形式和细节上对这些实施方式进行各种改变。
技术特征：
1.一种制造和封装欧姆微机电系统(mems)开关器件的方法，所述方法包括以下步骤：在基板上构造所述欧姆mems开关器件，所述欧姆mems开关器件具有由铂族金属构成的一个或更多个触点；在第一室内，在所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上形成所述铂族金属的氧化层；在第二室内，将盖键合至所述基板，由此，将所述欧姆mems开关器件气密地密封在由所述盖和所述基板形成的密封腔内，所述键合发生在具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例的键合气氛中，使得在所述欧姆mems开关器件已经被气密地密封在所述密封腔内之后，所述密封腔内的腔气氛具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板和所述盖各自包括绝缘材料。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铂族金属是钌(ru)，并且所述铂族金属的所述氧化层是二氧化钌(ruo2)。4.根据权利要求1所述的方法，其中，构造所述欧姆mems开关器件的步骤还包括：使用薄膜微制造工艺在所述基板上形成所述欧姆mems开关器件。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述一个或更多个触点中的各个触点的所述外表面上形成所述铂族金属的所述氧化层的步骤包括：在所述欧姆mems开关器件上执行氧等离子体灰化过程。6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在在所述一个或更多个触点的所述外表面上形成了所述铂族金属的所述氧化层的步骤之后，在所述欧姆mems开关器件上执行氧等离子体灰化清洁过程，以增强所述一个或更多个触点的所述外表面上的所述铂族金属的所述氧化层。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述键合气氛具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。8.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述盖键合至所述基板的步骤还包括：使所述盖和所述基板经受键合温度，并且根据相对于时间表征所述键合温度和键合力的分布图，利用所述键合力将所述盖和所述基板按压在一起。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板是第一晶片上的多个基板中的一个基板，并且所述盖是第二晶片上的多个盖中的一个盖，并且将所述盖键合至所述基板的步骤还包括：使所述第一晶片和所述第二晶片经受键合温度，并且根据相对于时间表征所述键合温度和键合力的分布图，利用所述键合力将所述第一晶片和所述第二晶片按压在一起。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述键合气氛还包括(1)氮气(n2)和(ii)惰性气体中的一种或两种。11.一种开关设备，所述开关设备包括：欧姆微机电系统(mems)开关器件，所述欧姆mems开关器件构造于基板上，所述欧姆mems开关器件具有由铂族金属构成的一个或更多个触点；所述铂族金属的氧化层，所述铂族金属的所述氧化层形成在所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上；盖，所述盖设置在所述基板上并被键合至所述基板，以形成封闭所述欧姆mems开关器件的气密密封腔，所述密封腔内的腔气氛具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。
12.根据权利要求11所述的开关设备，其中，所述基板和所述盖各自包括绝缘材料。13.根据权利要求11所述的开关设备，其中，所述铂族金属是钌(ru)，并且所述铂族金属的所述氧化层是二氧化钌(ruo2)。14.根据权利要求11所述的开关设备，其中，所述欧姆mems开关器件是使用薄膜微制造工艺形成在所述基板上的。15.根据权利要求11所述的开关设备，其中，所述一个或更多个触点中的各个触点的所述外表面上的所述铂族金属的所述氧化层是使用氧等离子体灰化过程形成在所述欧姆mems开关器件上的。16.根据权利要求11所述的开关设备，其中，所述铂族金属的所述氧化层是在在所述一个或更多个触点的所述外表面上形成了所述铂族金属的氧化层之后，在所述欧姆mems开关器件上使用氧等离子体灰化清洁过程来增强的。17.根据权利要求11所述的开关设备，其中，所述密封腔内的所述腔气氛具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。18.根据权利要求11所述的开关设备，其中，为了将所述盖键合至所述基板，所述盖和所述基板经受键合温度，并且所述盖和所述基板根据相对于时间表征所述键合温度和键合压力的分布图利用所述键合压力被按压在一起。19.根据权利要求11所述的开关设备，其中，所述绝缘基板是第一绝缘晶片上的多个绝缘基板中的一个绝缘基板，并且所述绝缘盖是第二绝缘晶片上的多个绝缘盖中的一个绝缘盖，并且为了将所述绝缘盖键合至所述绝缘基板，所述第一绝缘晶片和所述第二绝缘晶片经受键合温度，并且所述第一绝缘晶片和所述第二绝缘晶片根据相对于时间表征所述键合温度和键合压力的分布图利用所述键合压力被按压在一起。20.根据权利要求11所述的开关设备，其中，所述腔气氛还包括(1)氮气(n2)和(ii)惰性气体中的一种或两种。21.一种制造和封装欧姆微机电系统(mems)开关器件的方法，所述方法包括以下步骤：使用薄膜微制造工艺在熔融硅石基板上构造所述欧姆mems开关器件，所述欧姆mems开关器件具有由钌(ru)构成的一个或更多个触点；在第一室内，在所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上形成二氧化钌(ruo2)层；在第二室内，将熔融硅石盖键合至所述熔融硅石基板，由此，将所述欧姆mems开关器件气密地密封在由所述盖和所述基板形成的密封腔内，所述键合发生在具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例的键合气氛中，使得在所述欧姆mems开关器件已经被气密地密封在所述密封腔内之后，所述密封腔内的腔气氛具有处于0.05％至30％的范围内的氧气比例。22.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在在所述一个或更多个触点的所述外表面上形成了所述ruo2之后，在所述欧姆mems开关器件上执行氧等离子体灰化过程，以增强所述一个或更多个触点的所述外表面上的所述ruo2。
技术总结
制造和封装欧姆微机电系统(MEMS)开关器件的方法可以包括：在绝缘基板上构造开关器件。该开关器件可以具有由铂族金属构成的触点。所述方法还可以包括：在所述一个或更多个触点中的各个触点的外表面上形成铂族金属的氧化层。所述方法还可以包括：将绝缘帽键合至绝缘基板，以气密地密封开关器件。该键合可以发生在具有处于0.5％至30％的范围内的氧气比例的气氛中，使得在开关器件已经被气密地密封在密封腔内之后，该密封腔内的气氛具有处于0.5％至30％的范围内的氧气比例。该铂族金属可以是钌，并且该铂族金属的氧化层可以是二氧化钌。化钌。化钌。
