专利摘要

本发明公开了一种三维微/纳机电开关及其制备方法，该三维微/纳机电开关包括具有绝缘基底，所述绝缘基底上设有两个基底电极、各个基底电极上垂直连接有微纳米线，以所述微纳米线的顶端作为开关触点。制备方法如下：(1)在具有绝缘层的基底上制备基底两个相互隔离的基底电极；(2)采用电化学沉积法在各个基底电极上制备微纳米线，即得到所述的三维微/纳机电开关。本发明的三维微/纳机电开关闭合电压较低、器件尺寸小，便于实现高度集成。且制备方法简单，易于实现，制作周期短，可制作高自由度三维微纳米线。

权利要求

1.一种三维微/纳机电开关，其特征在于，包括具有绝缘基底，所述绝缘基底上设有两个基底电极、各个基底电极上垂直连接有微纳米线，以所述微纳米线的顶端作为开关触点；所述微纳米线的高度为直径10～100倍，微纳米材料为类似异质结材料，由底端至顶端，微纳米线的材质的杨氏模量和电导率逐渐减小，密度逐渐增大，所述开关触点处设有触点模块，所述类似异质结材料为整个微纳米线划分为若干段，不同段之间采用不同的材料。

2.如权利要求1所述的三维微/纳机电开关，其特征在于，所述的微纳米线由金属材料制备得到。

3.如权利要求1所述的三维微/纳机电开关，其特征在于，所述微纳米线的高度为2～200μm。

4.如权利要求1所述的三维微/纳机电开关，其特征在于，所述微纳米线的直径为50nm～50μm。

5.如权利要求1所述的三维微/纳机电开关，其特征在于，所述微纳米线为直线型或螺旋弯型。

6.如权利要求1～4中任意一项权利要求所述的三维微/纳机电开关，其特征在于，所述微纳米线外周包覆有绝缘层，且微纳米线顶端部分裸露出绝缘层外作为开关触点。

7.如权利要求6所述的三维微/纳机电开关，其特征在于，所述绝缘层的厚度为100～500nm。

8.一种如权利要求1所述的三维微/纳机电开关的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在具有绝缘层的基底上制备两个相互隔离的基底电极；

(2)采用三维微纳结构制造系统制备微纳米线，具体制备过程如下：

(2-1)采用金属线引出玻璃基板上的电极，与外部直流电源负极/地线相连接，将基底放置于三维移动平台上固定；

(2-2)在玻璃微管内注入待沉积微纳米线材料前驱体，将毛细管垂直固定，尖端朝下，将带有基底电极的基片水平置于毛细管下方，使得毛细管与基底电极所在平面垂直，另一端将连接有外部直流电源正极的金属丝插入玻璃微管液体中；

(2-3)调节三维移动平台确定生长位置，通过调控三维移动平台各方向移动速度和外部直流电压控制生长微纳米线的尺寸和形貌，微纳米线的生长即可完成。

9.如权利要求8所述的三维微/纳机电开关的制备方法，其特征在于，还包括在基底上形成固定层以将所述的微纳米线并行固定在的基底电极。

10.如权利要求9所述的三维微/纳机电开关的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括在制备得到的微纳米线外形成绝缘层。

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种三维微/纳机电开关及其制备方法。

背景技术

微纳机电(MEMS/NEMS)开关是靠悬臂梁、梳齿或薄膜结构机械位移实现对电或射频信号的开断控制。高效、快速反应、准确、重复使用频率、高可靠性是现代电路系统对开关的特殊要求。与传统的场效应晶体管和PIN二极管开关相比，低损耗、低功耗、高隔离度是MEMS/NEMS开关的主要特点。MEMS开关的出现为高科技电路系统的发展提供了有力的保障，它在通讯、传感等领域的电路控制方面有广泛的应用前景。

随着半导体加工技术的发展，传统半导体开关由于能耗和不断增加的漏电流而受到很大的局限，而MEMS/NEMS开关有望降低漏电流和增加微纳器件的集成度。例如把MEMS/NEMS开关集成到典型的CMOS工艺中，就可以在动态可配置的现场可编程门阵列或其它可重复配置电路技术中取得应用。

MEMS开关主要由接触部分和驱动部分组成。接触部分通常采用在氮化硅或二氧化硅、多晶硅上覆金形成。驱动部分多为柔性悬臂梁。随着器件的不断小型化，MEMS开关中的关键部分(如悬臂梁等)可达到纳米级或是采用微纳米线(微米线或纳米线)替代，从而形成纳机电(NEMS)开关。目前微机电开关结构类型以悬臂梁式、桥膜式和扭转摆式为主，其驱动部分主要依赖于高分辨的光刻、刻蚀以及薄膜生长技术来实现，工艺制作中需要克服很多苛刻的工艺条件要求。以光刻为例，工艺流程大体分为10步：硅片表面处理、涂胶、前烘、曝光、后烘、显影、清除残胶、竖膜、图形转移和去胶，其中每一步都必须对处理条件和参数进行严格的最优化控制，这样才能确保产品质量和大规模重复制作的可能。也有采用电子束光刻、原子层沉积、介电泳、CMOS以及纳米管/线的生长技术制作纳机电开关。

随着半导体技术的发展，MEMS开关的三维化成为必然的发展方向。三维微/纳机电开关根据接触类型可大致分为两类：直接接触式和电容式。直接接触式微机电开关是通过两个电极直接接触，电容式微机电开关是通过一非常薄的介电层联接两电极，电容式多应用在10GHz以上或是更高频率要求的条件下。

三维MEMS开关不仅体积小、集成度高，更重要的是三维结构的引入使其具有更为优越的性能。MEMS开关中的三维微纳驱动单元需要高精度的有序排列，目前的三维悬臂梁的制作如通过物理或化学气相沉积得到的通常是相互交联的微纳米线，特别是目前还不能同时控制微纳米线的尺寸、位置和取向。为实现三维取向，通常采用光刻技术在基底上方以水平取向制造悬臂梁，然后通过机械作用提拉形成准三维结构。如文献报道采用塑性变形磁装配技术(PDMA)来对包含有磁性材料的微米级结构进行三维操控，成功制作出三维结构可控、可大规模复制性制造的微机电系统。

但该方法要求操控对象必须要有磁性，在制备固定结构时首先要对其进行磁性材料包覆，在制作开关中可动结构时包覆磁性材料会对可动结构性质影响较大，且在工艺上更加复杂。通过直流等离子体增强的化学气相沉积技术在衬底电极上生长竖直碳纳米管也可形成由竖直平行碳纳米管开关，闭合电压高达25V左右。公开号为CN 101866781A中国专利中通过在衬底上进行深度刻蚀的方法来筑造三维悬臂梁结构，制造一种垂直集成电路开关，该开关具有较好的可靠性，但闭合电压在50V以上。

一般微机电开关都要求能够快速切换通路，机械式开关所有的功能元件都提供了惯性质量，力与加速度之间的线性关系意味着很大的力将会导致更快的反应。另外，接触的可靠性显著的受到触点压力的影响，小的触点压力产生高的接触电阻以及由电流引起的过热，小的力还会导致小的接触面积，实际的接触可能仅在表面上微小的凹凸不平处发生，这会导致器件的过早失效。因此，在开关工作时，产生相对大的致动力起到关键性作用，因为短开关时间、低接触电阻以及高可靠性是通过足够的静电引力来实现的，足够的静电引力将这些开关机械移动的结构加速的足够快速，产生足够的触点压力并克服在断开时的粘附力。

由此可见，低闭合电压和大静电引力是相互矛盾的，合理的优化设计和制作工艺仍然具备很大的挑战性。此外，电接触问题还要考虑接触材料的选择、熄弧等。目前制约MEMS/NEMS开关的主要问题是闭合电压过高、加工成本高昂，这些极大地限制了三维微纳开关的实际商业化应用。因此，目前急需开发工艺简单、制作周期短、成本低、材料选择范围宽的三维微纳结构加工工艺。

目前制约MEMS/NEMS开关的主要问题是闭合电压过高、加工成本高昂，这些极大地限制了三维微纳开关的实际商业化应用。因此，目前急需开发工艺简单、制作周期短、成本低、材料选择范围宽的三维微纳结构加工工艺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种三维微/纳机电开关及其制备方法。

一种三维微/纳机电开关，包括具有绝缘基底，所述绝缘基底上设有两个基底电极、各个基底电极上垂直连接有微纳米线，以所述微纳米线的顶端作为开关触点。

本发明中的微纳米线垂直连接指从整体整体趋势上开，微纳米线与绝缘基底垂直。

绝缘基底能够杜绝较大漏电流，通常也可采用硅、非结晶的体材料、绝缘体上硅(SOI)、锗化硅SiGe、蓝宝石、氧化铝、玻璃、砷化镓等基底，但为了保证低的漏电流和低能耗，所以要在基底上蒸镀一层绝缘层，绝缘层采用的材料可以是二氧化硅、氮化硅等类似物。

本发明三维微/纳机电开关的基底电极可采用与CMOS工艺兼容铜Cu、金Au等材料制作。

作为优选，基底电极的结构和形状可以采用维纳机电开关中常规结构，通常可采用带状结构，两个基底电极之间的连接方式一般有电容式和电阻式。在实际应用时可以根据应用需求选择合适的结构和连接方式。

本发明的三维微/纳机电开关的竖直平行线式结构主要利用竖直线式电容器两极之间的静电引力作为驱动开关闭合动力，利用竖直线结构的弹性应力作为开关打开的驱动力，同时还要考虑开关接触时的粘附力，合理控制这些力的大小关系到开关性能的好坏，除了材料的选择和结构样式设计外，开关各部分的具体尺寸也非常重要，由于不同应用需求，不同材料选择，所以在结构尺寸上会有一些差异。

本发明中要求微纳米线导电即可，作为优选，所述的微纳米线由金属材料制备得到。

本发明中微纳米线材料可以由一致型材料制备得到，即整个纳米线的材质相同，如碳纳米管等类似的具有特殊性质的材料构筑而成。通过单独的均一化生长的微纳米线结构(竖直平行线式结构)即可显现出良好的开关性能，此类构型更加简单，易于操作，但是相应的材料选择少(如铂、导电有机物以及一些合金类物质)。

为满足不同的应用需求，如解决触点因电弧粘附以及材料刚度不足以维持较好的开关性能，本发明中的微纳米材料可以为类似异质结材料制备得到，即整个微纳米线划分为若干段，不同段之间采用不同的材料。如此设计可以有效弥补不同材料间的性能不足，如刚度符合开关要求而触点处容易粘附，可在该材料的基础上再生长一小段高熔点(一般大于1500℃)材料来防止触点放电导致熔融粘附，致使开关失效，有利于提高机电开关的性能。作为优选，当为类似异质结材料时，由底端(固定于基底电极上的一端)至顶端，微纳米线的材质的杨氏模量和电导率逐渐减小，密度逐渐增大。

为便于制备，本发明中微纳米线采用能够实现电化学沉积的材料制备得到，例如金属单质金Au、银Ag、铜Cu、铂Pt、锌Zn、钯Pd、镍Ni、锡Sn、铬Cr、钼Mo、钨W、锰Mn、镓Ga、铟In、钴Co、锇Os、铱Ir、钌Ru、铑Rh、铼Re、锝Tc、铊Tl等金属中的一种或任意两种或两种以上的合金。微纳米线还可以为一些导电聚合物(如聚吡咯和聚苯胺)，半导体(Si微纳米线)等。

本发明的微纳米线可为直线型、也可以为螺旋弯曲型，所述的螺旋弯曲型可以是具有任意扭曲形状，如具有环形结构、也可以为螺旋型，使用时根据具体应用情况选择(包括微纳米线的形状参数)。

这些结构可以在硬度较高的材料中使用增加三维开关的弹簧系数，利于降低闭合电压。另外，只要有助于开关性能提升也可以多种结构自由组合。

当顶端距离非常小的时候(一般在1nm左右)，位于两不同基底电极上的微纳米线间会产生较大的隧穿电流，受外电路电阻的影响，致使两微纳米线间的电势差减小，使得静电引力减小，此时微纳米线受自身惯性作用继续靠拢，弹性力仍因形变加大而继续增加，隧穿电流增加，电势差继续减小，当静电引力等于弹性力时便维持平衡状态，并保持一个较高的隧穿电流。当减小外加电压后，静电引力会减小，同时微纳米线相互分离，由于静电引力的减小速度和微纳米线弹性力的减小速度，以及隧穿电流的减小，使得回路电流变化并不是沿着增加电压时的趋势下降，而是有一个明显的滞后存在，这也是本发明微机电开关的主要理论依据。

微纳米线高度和微纳米线的直径直接影响微纳米线发生形变后所提供的弹性力的大小。若形变位移量确定，微纳米线高度与直径之比越大，所提供弹性力越小，想要达到高回路电流位，即开关闭合，所需外电压(开关的闭合电压)就越小，但是微纳米线高度与直径之比有不可太大，会导致微纳米线弹性力不足，开关触点容易粘附，且微纳米线机械性能会下降，降低开关寿命。

作为优选，所述微纳米线的直径为50nm～50μm，高度为直径10～100倍。进一步优选，所述微纳米线的高度为其直径25倍。

微纳米线高度和直径不单独限定，一般高度与直径比大于10左右，小于100(实验经验)，高度和直径还受与两线间的距离和微纳米线的材质制约。

作为优选，两根纳米线之间的距离为10nm～5μm。

由于微纳米线的机械性能不能满足要求，进一步优选，所述微纳米线的外包覆有绝缘层，且微纳米线顶端部分裸露出绝缘层外作为开关触点。通过在纳米线的外包覆有绝缘层可以提升整个结构的机械强度，提高开关寿命。

通过控制包覆绝缘层的薄厚来调节开关主体的机械性能。本发明中绝缘层为可以为氮化硅、氮化钛、氮化锆、氮化铪、氮化钒、二氧化硅等等类似物。

为达到上述作用效果，所述绝缘层的厚度为100～500nm，作为优选，所述绝缘层的厚度为300nm。

为解决纳米柱顶端生长的触点粘附问题，作为优选，所述开关触点处设有触点模块，该触点模块通常由熔点高于1500℃的金属材料制备得到，不仅保证了开关稳定性，也解决了触点粘附问题。作为优选，所述触点模块铂Pt、钯Pd、钌Ru、铑Rh、锝Tc、铬Cr、钨W、钼Mo等材料制备得到。

作为优选，所述的三维微/纳机电开关还包括固定层，所述固定层用于将所述微纳米线固定在基底电极上。用于支撑和固定微纳米线，以增强其稳定性。

为保证三维微/纳机电开关能够正常工作，所述的固定层由绝缘材料制备得到。且固定层采用的绝缘材料与上述绝缘层采用的绝缘材料相互独立，可以相同，也可以不同，无特殊要求。

进一步为达到固定效果，所述固定层的厚度为1～5μm，相当于把微纳米线的买入固定层中。对于两个不同的微纳米线，为节省材料可以形成相互独立隔离的固定层；为便于制备，也可以形成整块连接的固定层。

本发明还提供了一种三维微/纳机电开关的制备方法，该制备方法可以用于制备上述三维微/纳机电开关，具体包括如下步骤：

(1)在具有绝缘层的基底上制备两个相互隔离的基底电极；

使用酒精对绝缘层的基底表面清洗，去除表面杂物，在绝缘层上涂覆一层光刻胶，烘干，再在紫外光刻机下将掩膜板上的电极图形转移到绝缘层上；然后，通过磁控溅射或是电子束蒸发等方法在绝缘层上先沉积一层铬，再沉积一层金、银或是铜，显影后即得到基底电极。

(2)采用电化学沉积法在各个基底电极上制备微纳米线，即得到所述的三维微/纳机电开关。

本发明三维微/纳机电开关的三维微纳米线结构是利用基于电化学沉积原理的微纳结构制作技术。三维微纳结构制造系统主要由控制系统、系统移动平台(即三维移动平台)、显微镜、玻璃微管以及外部直流电源组成，系统移动平台采用程序控制下压电驱动，分辨率可以达到纳米尺度。具体制备过程如下：

(2-1)采用金属线引出玻璃基板上的电极，与外部直流电源负极/地线相连接，将基底放置于三维移动平台上固定；

(2-2)在玻璃微管内注入待沉积微纳米线材料前驱体，将毛细管垂直固定，尖端朝下，将带有基底电极的基片水平置于毛细管下方，使得毛细管与基底电极所在平面垂直，另一端将连接有外部直流电源正极的金属丝插入玻璃微管液体中；

本发明中的材料前驱体根据微纳米线的材质选择，为待制作微纳米线材质的无机盐溶液或是配合物溶液等；

本发明中的玻璃微管通过激光融化拉升装置拉制得到，外径为1mm，内径为0.5mm，顶端呈现口径为十纳米到几百微米(10nm～200μm)的尖端。

(2-3)调节三维移动平台确定生长位置，通过调控三维移动平台(基底电极)各方向移动速度和外部直流电压控制生长微纳米线的尺寸和形貌，微纳米线的生长即可完成。整个生长过程是在LABVIEW编写的多步生长程序控制下完成。

根据制备的微纳米线的形状、材质以及制备环境设定生长过程中三维移动平台的移动方式，包括移动速度和移动方向，其中移动速度必须与微纳米线的生长速度相匹配。

本实施例中制备直线型微纳米线，材质为铜，相应的确定生长位置后，在之后的生长过程中三维移动平台的向下移动，通常在温度为25℃，湿度为30～50％RH的环境下纳米线生长速度为0.15～0.25μm/s。作为优选，移动速度为0.18μm/s。

作为优选，所述的制备方法还包括在基底上形成固定层以将所述的微纳米线竖直固定在基底电极上。通过在基底上形成固定层以将所述的微纳米线竖直固定在的基底电极。

本发明中在微纳米线底部的外侧通过等离子体增强的化学气相沉积技术等公知的镀膜方法在基底上形成固定层，用于支撑和固定微纳米线，以增强其稳定性。

进一步优选，所述步骤(2)还包括在制备得到的微纳米线外形成绝缘层。

可以采用任何公知的方法(如等离子体增强化学气相沉积法)等在微纳米线的表面上沉积电介质层(如氮化硅、氮化钛、氮化锆、氮化铪、氮化钒、二氧化硅等等类似物)于微纳米线柱外围(表面)。

若为直接接触式微机电开关，进一步需要利用化学刻蚀方法在复合竖直线的顶端刻蚀掉一小块介质层，使得金属线裸露出来，作为开关触点，便于信号传输。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

器件尺寸小，器件单元占有基底面积小，使得器件有很高的灵敏度以及便于实现高度集成。所制作三维微/纳机电开关闭合电压较低。且本发明的机电开关制备方法简单，易于实现，制作周期短，可制作高自由度三维微纳结构，同时可使用的材料很多，便于按需制作，给设计者很高的选择性。

附图说明

图1为本实施的三维微纳米机电开关的结构示意图；

图2(a)为基于具有环形结构的微纳米线的三维微/纳机电开关结构示意图；

图2(b)为基于具有螺旋型微纳米线的三维微/纳机电开关结构示意图；

图3为本实施例的微纳米机电开关的I-V特性曲线；

图4为本实施例的I-V特性曲线测试回路。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本实施例的三维微/纳机电开关，如图1所示，包括基底1，绝缘层2上设有两个基底电极3、各个基底电极3上垂直连接有微纳米线4。

本实施例中基底1和绝缘层2共同构成绝缘基底。

微纳米线4的形状如图2所示，可以为直线型，也可以为具有环形结构、也可以为螺旋型，使用时根据具体应用情况选择，且同一机电开关中两根微纳米线的形状可以不同。

图2(a)所示的三维微/纳机电开关中两条微纳米线4均为具有环形结构(三维微/纳机电开关的其他部件未标出)，通过该结构可以通过控制弯曲的弧度和尺寸来调节开关的刚性，提高开关的弹性系数，还可以调控两根微纳米线的之间的距离，使设计更为灵活。

图2(b)所示的三维微/纳机电开关中两条微纳米线4分别为直线型和螺旋型(三维微/纳机电开关的其他部件未标出)，通过该结构可以通过改变螺旋的缠绕直径和螺旋的圈数来调节开关的刚性，提高开关的弹性系数。

这些结构可以在硬度较高的材料中使用增加三维开关的弹簧系数，利于降低闭合电压。另外，只要有助于开关性能提升也可以多种结构自由组合。为便于制备，本发明采用直线型微纳米线。

为了实现较小的开关时间，同时保持较小的驱动电压，合理控制两微纳米线4之间的距离尤为重要。本实施例中两微纳米线4之间的距离为2.0μm(定义为两微纳米线4最接近的点的距离)。

本实施例中微纳米线4的高度为25μm，直径为1μm。为了实现较小的传输损耗，以及形成可靠的金属-金属接触，微纳米线4采用具有较好导电性、杨氏模量高的材料制备得到。本是实施例中为微纳米线4由铜(Cu)制备得到，即为铜微纳米线。

本实施例的三维微机电开关中微纳米线4是主体部分，为可动部分。为保证其机械性能，微纳米线4外包覆有绝缘层5，且微纳米线4顶端部分裸露出绝缘层外作为开关触点。其中，绝缘层的厚度为500nm，材质为氮化硅。

微纳米线4与基底电极的端还设有固定层7，用于将微纳米线4固定在相应的基底电极3上。本实施例中固定层7一般采用高杨氏模量、低密度的绝缘材料，本实施固定层7为厚度为2μm的氮化硅。对于两个不同的微纳米线，为节省材料可以形成相互独立隔离的固定层。

为防止电极粘结、保证开关的可靠性，在两根微纳米线4的顶端的相对位置处设置触点模块6。当两根微纳米线4上的触点模块6接触时，机电开关闭合，当两根微纳米线4上的触点模块6分离时，机电开关断开。

触点模块6由高熔点、高导电性的材料制备得到，本实施例中采用铂(Pt)。

本实施例的接触式三维微/纳机电开关，通过采用高杨氏模量、低密度的材料和金属复合而成，以及侧面加固定层的方法，一方面防止多次开关变形破坏，提高开关可靠性，另一方面，在保证较低驱动电压的情况下，减少开关时间，提高开关速率。

图3为本实施例的微/纳机电开关的I-V特性曲线，测试电路如图4所示，直流电源串接一电阻R后通过微/纳机电开关的两个基底电极为微/纳机电开关施加电压，电阻R的阻值为104MΩ，直流电源的输出电压为U。

测试条件如下：在温度为20℃和湿度为39％RH的空气环境中测试该微机电开关，采取1V/10s的速度增加直流电源的输出电压U(初始电压为零)到回路电流有明显突跃时停止增加电压，然后再按同样的速度减小直流电源电压，同时记录每整数电压值下的回路电流。

由图可知，本实施例的微/纳机电开关的高电势差的静电作用使得竖直微米线靠拢产生较大回路电流，释放电压后，电流并没有立即减小，而是有一定的滞后性，且闭合电压较小。

本实施例的三维微/纳机电开关通过如下步骤制备得到：

(1)在具有绝缘层的基底上制备基底两个相互隔离的基底电极。

使用酒精对绝缘层的基底表面清洗，去除表面杂物，在绝缘层上涂覆一层光刻胶，烘干，再在紫外光刻机下将掩膜板上的电极图形转移到绝缘层上；然后，通过磁控溅射或是电子束蒸发等方法在绝缘层上先沉积一层铬，再沉积一层金、银或是铜，显影后即得到基底电极。

(2)采用电化学沉积法在各个基底电极上制备微纳米线。

利用基于电化学沉积原理的微纳结构制作技术制备微纳米线。三维微纳结构制造系统主要由控制系统、系统移动平台(即三维移动平台)、显微镜、玻璃微管以及外部直流电源组成，系统移动平台采用程序控制下压电驱动，分辨率可以达到纳米尺度。具体制备过程如下：

(2-1)采用金属线引出玻璃基板上的电极，与外部直流电源负极/地线相连接，将基底放置于三维移动平台上固定；

(2-2)在玻璃微管内注入待沉积微纳米线材料前驱体，将毛细管垂直固定，尖端朝下，将带有基底电极的基片水平置于毛细管下方，使得毛细管与基底电极所在平面垂直，另一端将连接有外部直流电源正极的金属丝插入玻璃微管液体中；

本发明中的材料前驱体根据微纳米线的材质选择，为待制作微纳米线材质的无机盐溶液或是配合物溶液等；

本发明中的玻璃微管通过激光融化拉升装置拉制得到，外径为1mm，内径为0.5mm，顶端呈现口径为十纳米到几百微米(10nm～200μm)的尖端。

(2-3)调节三维移动平台确定生长位置，通过调控三维移动平台各方向移动速度和外部直流电压控制生长微纳米线的尺寸和形貌，微纳米线的生长即可完成。整个生长过程是在LABVIEW编写的多步生长程序控制下完成。

根据制备的微纳米线的形状、材质以及制备环境设定生长过程中三维移动平台的移动方式，包括移动速度和移动方向，其中移动速度必须与微纳米线的生长速度相匹配。

本实施例中制备直线型微纳米线，材质为铜，相应的确定生长位置后，在之后的生长过程中三维移动平台的向下移动，通常生长环境下(温度为25℃，湿度为30～50％)移动速度为0.15～0.25μm/s。

(3)在制备得到的微纳米线外形成绝缘层，并对顶端进行刻蚀后制备触点模块，然后在基底上形成固定层以将微纳米线竖直固定在基底电极，进而得到本实施例的三维微/纳机电开关。

可以采用任何公知的方法(如等离子体增强化学气相沉积法)等在微纳米线的表面上沉积电介质层(如氮化硅、氮化钛、氮化锆、氮化铪、氮化钒、二氧化硅等等类似物)于微纳米线柱外围(表面)。本实施例中采用PECVD法在微纳米线上形成一层厚度为500nm的氮化硅薄膜作为绝缘层。

本实施例中形成绝缘层后利用化学刻蚀方法在复合竖直线的顶端刻蚀掉一小块介质层，使得金属线裸露出来，作为开关触点，并进一步采用在开关触点处沉积一小块异质金属(本实施例中为pt)作为触点接触模块7，以便于信号传输。

本实施例中在微纳米线底部的外侧通过等离子体增强的化学气相沉积技术等公知的镀膜方法在基底上形成固定层，用于支撑和固定微纳米线，以增强其稳定性。本是实施例中采用电化学沉积法在基底上形成一层厚度为2μm的氮化硅薄膜作为固定层，以将微纳米线竖直固定在基底电极。

以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

一种三维微/纳机电开关及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。