JP2008171586A - Electrical machine switch, method of manufacturing the same and electric apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気機械スイッチ、その製造方法およびそれを用いた電気機器に関する。 The present invention relates to an electromechanical switch, a method for manufacturing the same, and an electric device using the same.
無線端末などの情報通信機器の普及が進む中、通信に使用される周波数は、携帯電話等の数百MHzから無線LAN等の数GHz帯へと広帯域化が加速している。現在は、各種通信方式に対応した端末を独立して使用している状況であるが、将来的には一つの無線端末で各種通信方式に対応した小型端末の実現が望まれている。端末の筐体内に内蔵されるスイッチなどの受動部品数の増加が予想される中、受動部品の小型化が望まれている。 With the spread of information communication devices such as wireless terminals, the frequency used for communication is accelerating from a few hundred MHz, such as a mobile phone, to a few GHz band, such as a wireless LAN. Currently, terminals that support various communication schemes are used independently, but in the future, it is desired to realize a small terminal that supports various communication schemes with a single wireless terminal. While the number of passive components such as switches incorporated in the terminal casing is expected to increase, downsizing of passive components is desired.
その中で、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作製されるRF-MEMSスイッチの研究開発が活発になっている。RF−MEMSスイッチとは、微小な可動電極を動かし機械的に信号の伝播経路を切り替えるスイッチである。その利点は、デバイスのサイズが小型であり、超低損失、高アイソレーションといった高周波特性も優れていることである。また、RF−ICと親和性の良いプロセスで製造可能であるため、スイッチをRF-ICに内蔵することも可能であり、無線部の小型化に大きく貢献する技術として期待されている。
従来のRF−MEMSスイッチは、メンブレン（membrane）状や棒状の可動体を両持ちや片持ちにし、それらを電極へ接触させたり離したりすることにより、信号の伝搬経路を切り替える機械スイッチである。メンブレンや可動体の駆動力源としては、静電気力を用いたものが多く、他にも磁気力を用いたものも発表されている。
Among them, research and development of RF-MEMS switches fabricated by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology has become active. The RF-MEMS switch is a switch that mechanically switches a signal propagation path by moving a minute movable electrode. The advantage is that the device size is small, and the high frequency characteristics such as ultra-low loss and high isolation are excellent. In addition, since the switch can be manufactured by a process having good affinity with the RF-IC, the switch can be built in the RF-IC, which is expected as a technology that greatly contributes to miniaturization of the radio unit.
A conventional RF-MEMS switch is a mechanical switch that switches a signal propagation path by making a membrane-like or rod-like movable body both end and cantilever and bringing them into and out of contact with electrodes. Many driving force sources for membranes and movable bodies use electrostatic force, and others using magnetic force have been announced.
従来、大きさが数百μｍ程度の微細なスイッチとして、非特許文献１に記載されているものが知られている。このスイッチは、メンブレン上に、高周波信号が伝達される信号ラインを形成し、当該信号ラインの直下に制御電極を設けている。制御電極に直流電位を印加すると、静電引力によりメンブレンが制御電極側に引き付けられ、撓み、基板上に形成されている接地電極と接触することにより、メンブレンに形成されている信号ラインは短絡状態となり、信号ラインを流れる信号は減衰され、遮断される。これに対して、制御電極に直流電位を印加しなければ、メンブレンは撓まず、当該メンブレン上の信号ラインを流れる信号は、接地電極から損失を生じることなく、スイッチを通過する。 Conventionally, a switch described in Non-Patent Document 1 is known as a fine switch having a size of about several hundred μm. In this switch, a signal line for transmitting a high-frequency signal is formed on a membrane, and a control electrode is provided immediately below the signal line. When a DC potential is applied to the control electrode, the membrane is attracted to the control electrode side by electrostatic attraction, bent, and contacted with the ground electrode formed on the substrate, the signal line formed on the membrane is short-circuited Thus, the signal flowing through the signal line is attenuated and blocked. On the other hand, if no DC potential is applied to the control electrode, the membrane does not bend, and the signal flowing through the signal line on the membrane passes through the switch without causing loss from the ground electrode.
RF−MEMSスイッチにおいては、信号伝搬特性の向上は勿論のこと、高速応答、低消費電力、低駆動電圧、高信頼性、高電力、小型、拡張性などの様々な条件を同時に単体で満たしたRF−MEMSスイッチの実現が求められる。 The RF-MEMS switch satisfies various conditions such as high-speed response, low power consumption, low drive voltage, high reliability, high power, small size, and expandability as well as improved signal propagation characteristics at the same time. Realization of RF-MEMS switch is required.
しかしながら、これらの特性は、相反するものであり、現在のところ、電気機械スイッチの高性能化を同時にかつ単体で実現する構造が提案されていない。高性能化の実態として、高速応答・低電圧駆動、高信頼性（耐久性、高電力）、拡張性（SPDT：Single Pole Double Throwなど）などが挙げられる。 However, these characteristics are contradictory, and at present, no structure has been proposed for realizing high performance of the electromechanical switch simultaneously and alone. The actual status of high performance includes high-speed response, low voltage drive, high reliability (durability, high power), expandability (SPDT: Single Pole Double Throw, etc.), and so on.
それぞれの特性を満たした場合、低信頼性、低速応答・高電圧駆動、大型化といった課題が生じる。例えば、高速応答・低電圧駆動とする場合には、ばね力を小さくすることになり、復元力が小さくなる結果、信頼性は低下する。その原因は、可動電極を低バネ力としたことにより、引っ付き現象（スティクション）、高周波信号の電力による自動駆動（セルフアクチュエーション）、振動などに弱い構成となっていることにある。逆に、スティクションやセルフアクチュエーションに強い構造とする場合には、ばね力を大きくしなければならないが、可動電極を高バネ力としたことにより、変位し難い構成となっていることから、駆動電圧の上昇、応答速度も低下は免れ得ないものとなっている。また、高電力化や複数の入出力ポートを選択的に接続可能な拡張性に対応したデバイスを実現するため、垂直方向への三層電極構造や、複数の電気機械スイッチを平面上に接続して並べる構造としたことにより、プロセスが複雑でデバイスが大型になる構成となっていることが挙げられる。 When each characteristic is satisfied, problems such as low reliability, low speed response / high voltage drive, and large size arise. For example, in the case of high-speed response and low-voltage driving, the spring force is reduced and the restoring force is reduced, resulting in a decrease in reliability. This is because the movable electrode has a low spring force, so that it has a structure that is vulnerable to a sticking phenomenon (stiction), automatic driving (self-actuation) by high-frequency signal power, vibration, and the like. Conversely, in the case of a structure that is strong against stiction and self-actuation, the spring force must be increased, but since the movable electrode has a high spring force, it is difficult to displace, The increase in drive voltage and the decrease in response speed are inevitable. In addition, in order to realize a device that supports high power and expandability that can selectively connect multiple input / output ports, a three-layer electrode structure in the vertical direction and multiple electromechanical switches are connected on a plane. It is mentioned that the structure is so large that the process is complicated and the device becomes large.
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、信頼性の低下を抑制しつつ、低電圧駆動、高速応答性をもつ電気機械スイッチを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electromechanical switch having low voltage driving and high-speed response while suppressing a decrease in reliability.
そこで本発明では、第１及び第２の電極を可動電極とし、両方が変位して接触可能に構成したことを特徴とする。すなわち、高周波信号などの伝搬経路となる２つの電極を可動とする。また、同一層の固定電極を付加してもよく、この固定電極により垂直方向への静電力印加を可能とする。犠牲層に絶縁膜を使用し二層の犠牲層・ポストを一体成形するようにしてもよい。さらにまたポストプロセスによりこれら第１及び第２の電極表面に絶縁膜を形成する。三つ以上の電極を可動とするようにしてもよい。 Therefore, the present invention is characterized in that the first and second electrodes are movable electrodes, and both are displaced so as to be in contact with each other. That is, the two electrodes serving as propagation paths for high-frequency signals and the like are movable. In addition, a fixed electrode of the same layer may be added, and this fixed electrode enables electrostatic force application in the vertical direction. An insulating film may be used for the sacrificial layer, and the two sacrificial layers / posts may be integrally formed. Furthermore, an insulating film is formed on the surfaces of the first and second electrodes by a post process. Three or more electrodes may be movable.
この構成によれば、２つの電極を可動電極としているため、変位は半分でよく、低電圧駆動、高速応答性を実現することができる。さらに、固定電極により印加した静電力により可動電極を固定する機構を具備することが可能であり、可動電極を低バネ力とした場合においても、高い信頼性を確保することができる。また、固定電極により静電力を印加することが可能であるため、可動電極を低バネ力とすることができ、高速応答・低電圧駆動を実現することができる。スイッチング駆動に関わる複数の電極を可動とし一つの可動電極の変位量を低減することも、高速応答・低電圧駆動化に効果がある。 According to this configuration, since the two electrodes are movable electrodes, the displacement may be half, and low voltage driving and high speed response can be realized. Furthermore, it is possible to provide a mechanism for fixing the movable electrode by the electrostatic force applied by the fixed electrode, and high reliability can be ensured even when the movable electrode has a low spring force. In addition, since the electrostatic force can be applied by the fixed electrode, the movable electrode can have a low spring force, and high-speed response and low-voltage driving can be realized. Making a plurality of electrodes involved in switching drive movable and reducing the displacement amount of one movable electrode is also effective for high-speed response and low-voltage drive.
ところで、基板に対して水平方向に複数の可動電極を形成した場合、各可動電極の垂直方向にしか空領域を確保できない。その空領域に各可動電極に駆動力を与える機構を設けることは、構造が複雑となり製造が困難となる。そのため、基板に対して垂直方向に複数の可動電極を形成することにより、各可動電極の水平方向に空領域を確保することができる。 By the way, when a plurality of movable electrodes are formed in the horizontal direction with respect to the substrate, an empty area can be secured only in the vertical direction of each movable electrode. Providing a mechanism for applying a driving force to each movable electrode in the empty region makes the structure complicated and difficult to manufacture. Therefore, by forming a plurality of movable electrodes in a direction perpendicular to the substrate, it is possible to secure an empty area in the horizontal direction of each movable electrode.
またこの構成によれば、各可動電極と同一層上に駆動機構を具備することができる。また、同一層のパターニングにより可動電極と駆動機構を形成することができるため、櫛歯電極の位置合わせを高精度に行うことができる。
また、犠牲層を残留せしめ、これをポストとして用いることにより、犠牲層レジストの使用が許されない半導体プロセスとの親和性を実現し、簡易なプロセスによりマスク数低減、低コスト化を実現する。さらにまた、貫通孔を形成し、同一工程で犠牲層が除去されるため、犠牲層除去による絶縁膜へのアタックを回避する。また、プロセスを簡易化し単体での拡張性を実現する。また、貫通孔は、その密度やピッチなどを調整することにより、基板側の絶縁膜についても同様のエッチング量でエッチングが進行するように調整することができる。
Further, according to this configuration, the drive mechanism can be provided on the same layer as each movable electrode. Further, since the movable electrode and the drive mechanism can be formed by patterning the same layer, the comb electrode can be aligned with high accuracy.
In addition, by leaving the sacrificial layer and using it as a post, compatibility with a semiconductor process that does not allow the use of the sacrificial layer resist is realized, and the number of masks and cost reduction are realized by a simple process. Furthermore, since the through hole is formed and the sacrificial layer is removed in the same process, the attack on the insulating film due to the sacrificial layer removal is avoided. It also simplifies the process and realizes scalability by itself. Further, the through holes can be adjusted so that the etching proceeds with the same etching amount for the insulating film on the substrate side by adjusting the density, pitch, and the like.
すなわち、本発明は、基板上に形成された電気機械スイッチであって、少なくとも１点を固定された第１の電極と、前記第１の電極と所定の間隔を隔てて、配された第２の電極とで構成され、前記第１及び第２の電極の両方が変位して接触可能に構成されたことを特徴とする。
この構成によれば、実現困難であった、信頼性を低下させること無く、低駆動電圧、高速応答性を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を実現することができる。また、セルフアクチュエーションの発生を回避することができる。
さらにまた、電気機械スイッチの低挿入損失化を実現することが可能となる。従来の電気機械スイッチでは、伝送線路を基板上の絶縁膜直上に形成するため、誘電体損失と呼ばれる高周波信号の電力の損失が発生する。これに対し、本発明の構成では、中空に架橋された可動電極を伝送線路とすることができ、これにより、電気機械スイッチの低挿入損失化が可能である。
That is, the present invention is an electromechanical switch formed on a substrate, the first electrode having at least one fixed point, and the second electrode disposed at a predetermined interval from the first electrode. It is characterized in that both the first and second electrodes are displaced so as to be able to contact each other.
According to this configuration, it is difficult to realize an electromechanical switch that realizes a low drive voltage and high-speed response at the same time and a single device without reducing reliability, and an electric device using the same. . Moreover, the occurrence of self-actuation can be avoided.
Furthermore, it is possible to realize a low insertion loss of the electromechanical switch. In the conventional electromechanical switch, since the transmission line is formed immediately above the insulating film on the substrate, a loss of high-frequency signal power called dielectric loss occurs. On the other hand, in the configuration of the present invention, the movable electrode cross-linked in the hollow can be used as the transmission line, and thereby the insertion loss of the electromechanical switch can be reduced.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備したものを含む。 According to the present invention, in the electromechanical switch described above, the first post portion bridged on the first post portion, and the second post portion is formed on the substrate side through the gap with the first electrode. And a second electrode cross-linked thereon.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１の電極を挟むように前記第１のポスト上に形成された第３の電極あるいは、前記第２の電極を挟むように前記第２のポスト上に形成された第４の電極の少なくとも一方を具備したものを含む。
この構成によれば、第３あるいは第４の電極によって、第１あるいは第２の電極に復元力を与えることができるため、スティクションの回避がより確実となる。
According to the present invention, in the electromechanical switch, the third electrode formed on the first post so as to sandwich the first electrode or the second electrode so as to sandwich the second electrode. This includes at least one of the fourth electrodes formed on the post.
According to this configuration, since the restoring force can be applied to the first or second electrode by the third or fourth electrode, stiction can be avoided more reliably.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第３の電極と前記第１の電極、前記第２の電極と前記第４の電極の少なくとも１組は、櫛歯型電極構造を形成するものを含む。
この構成により、相対向する面積の増大をはかることができるため、小型で復元力の高い電気機械スイッチを得ることができる。
According to the present invention, in the electromechanical switch, at least one set of the third electrode and the first electrode, the second electrode and the fourth electrode forms a comb-shaped electrode structure. including.
With this configuration, the opposing areas can be increased, and thus a small electromechanical switch with high restoring force can be obtained.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１の電極と前記第２の電極に形成された前記櫛歯型電極は、前記基板に対して水平方向にパターンが一致しているものを含む。
この構成によれば、第一の電極と第二の電極の櫛歯型電極間にオーバーラップが発生しないため、両電極の駆動方向とは逆方向の静電力が発生ぜず、駆動の妨害を回避することができる。
According to the present invention, in the electromechanical switch, the comb-shaped electrodes formed on the first electrode and the second electrode have a pattern that is aligned in a horizontal direction with respect to the substrate. Including.
According to this configuration, since no overlap occurs between the comb electrodes of the first electrode and the second electrode, an electrostatic force in a direction opposite to the drive direction of both electrodes does not occur, and the drive is disturbed. It can be avoided.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１のポストおよび前記第２のポストは、犠牲層をエッチング除去することによって残留せしめられて形成され、前記第１のポストと前記第２のポストを形成するための犠牲層は、同一の材料であり、一工程で犠牲層除去と第１及び第２のポスト形成が可能なものを含む。
この構成によれば、さらなる製造作業性の向上をはかることができる。
According to the present invention, in the electromechanical switch, the first post and the second post are formed by etching away a sacrificial layer, and the first post and the second post are formed. The sacrificial layers for forming the posts are made of the same material, and include those capable of removing the sacrificial layer and forming the first and second posts in one step.
According to this configuration, it is possible to further improve manufacturing workability.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１のポストと前記第２のポストおよび前記犠牲層の材料は、絶縁層であるものを含む。 In the electromechanical switch according to the present invention, the material of the first post, the second post, and the sacrificial layer may be an insulating layer.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１のポストと前記第２のポストおよび前記犠牲層の材料は、ｐ−ＴＥＯＳであるものを含む。
ｐ−ＴＥＯＳは、フッ酸蒸気でエッチングすることができ取り扱いが容易である。
また、前記第１のポストと前記第２のポストと前記犠牲層の材料は、このほかSiO2、Si3N4などの絶縁材料も適用可能である。そして、この構成により、犠牲層にフォトレジストが使用できない半導体プロセスへの親和性を確保することができる。これは、電気機械デバイスと半導体デバイスを集積化する上で有効である。また一工程で複数の層の犠牲層除去とポスト形成が可能な製造方法は、複数の層のポストと犠牲層を別体で形成する必要がないため、簡易なプロセスによりマスク数・工程数の低減、低コスト化を実現することができる。
The present invention includes the electromechanical switch, wherein the first post, the second post, and the sacrificial layer are made of p-TEOS.
p-TEOS can be etched with hydrofluoric acid vapor and is easy to handle.
In addition, as the material for the first post, the second post, and the sacrificial layer, an insulating material such as SiO 2 or Si 3 N 4 can also be applied. With this configuration, it is possible to ensure affinity for a semiconductor process in which a photoresist cannot be used for the sacrificial layer. This is effective in integrating the electromechanical device and the semiconductor device. In addition, the manufacturing method capable of removing a plurality of sacrificial layers and forming a post in one step does not require forming a plurality of layers of the post and the sacrificial layer separately, so that the number of masks and the number of steps can be reduced by a simple process. Reduction and cost reduction can be realized.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１及び第２の電極の表面全体が、絶縁膜で被覆されたものを含む。
この構成によれば、最終の製造工程で絶縁膜を形成し、表面全体を覆うように容量絶縁膜を形成しているため、マスク数を低減し低コスト化を実現する。また、容量絶縁膜は犠牲層の除去後に形成されるため、犠牲層除去による絶縁膜へのアタックによる容量絶縁膜の劣化を回避することができ、確実に容量絶縁膜で被覆した構造を得ることができするものを含む。
The present invention includes the electromechanical switch described above, wherein the entire surfaces of the first and second electrodes are covered with an insulating film.
According to this configuration, since the insulating film is formed in the final manufacturing process and the capacitive insulating film is formed so as to cover the entire surface, the number of masks is reduced and cost reduction is realized. In addition, since the capacitor insulating film is formed after removal of the sacrificial layer, deterioration of the capacitor insulating film due to attack on the insulating film due to sacrificial layer removal can be avoided, and a structure covered with the capacitor insulating film can be obtained reliably. Includes what can be done.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１及び第２の電極は、貫通孔を具備しており、前記第２の電極上に形成した貫通孔の外縁が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の外縁より外側に位置するものを含む。
この構成により、エッチャントの回り込みを下層側で大きくし、エッチャントの回りこみで形成される第１及び第２のポストの位置が一致するようにすることができる。
According to the present invention, in the electromechanical switch, the first and second electrodes have through holes, and an outer edge of the through hole formed on the second electrode is the first electrode. It includes what is located outside the outer edge of the through-hole formed above.
With this configuration, the wraparound of the etchant can be increased on the lower layer side, and the positions of the first and second posts formed by the wraparound of the etchant can be matched.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極上に形成した貫通孔の総面積が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の総面積より大きいものを含む。
この構成により、エッチャントの回り込みを下層側で大きくし、エッチャントの回りこみで形成される第１及び第２のポストの位置が一致するようにすることができる。
The present invention includes the electromechanical switch, wherein the total area of the through holes formed on the second electrode is larger than the total area of the through holes formed on the first electrode.
With this configuration, the wraparound of the etchant can be increased on the lower layer side, and the positions of the first and second posts formed by the wraparound of the etchant can be matched.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極上に形成した前記貫通孔のピッチが、前記第１の電極上に形成した貫通孔のピッチより狭いものを含む。
この構成により、エッチャントの回り込みを下層側で大きくし、エッチャントの回りこみで形成される第１及び第２のポストの位置が一致するようにすることができる。
The present invention includes the electromechanical switch, wherein the pitch of the through holes formed on the second electrode is narrower than the pitch of the through holes formed on the first electrode.
With this configuration, the wraparound of the etchant can be increased on the lower layer side, and the positions of the first and second posts formed by the wraparound of the etchant can be matched.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極上に形成した貫通孔の面積が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の面積より大きいものを含む。
この構成により、エッチャントの回り込みを下層側で大きくし、エッチャントの回りこみで形成される第１及び第２のポストの位置が一致するようにすることができる。
The present invention includes the electromechanical switch, wherein the area of the through hole formed on the second electrode is larger than the area of the through hole formed on the first electrode.
With this configuration, the wraparound of the etchant can be increased on the lower layer side, and the positions of the first and second posts formed by the wraparound of the etchant can be matched.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して下方に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極と、前記第１の電極とギャップを介して上方に形成され、第３のポスト部上に架橋された第５の電極とを具備し、前記第１の電極と前記第２の電極と前記第５の電極は、可動であるものを含む。
この構成によれば、積層構造で複合スイッチを形成することができるため、占有面積の増大を招くことなく高機能化を図ることが可能となる。
According to the present invention, in the above electromechanical switch, the first electrode cross-linked on the first post portion, the first electrode is formed below the first electrode via a gap, and is formed on the second post portion. A second electrode that is cross-linked, and a fifth electrode that is formed above the first electrode via a gap and that is cross-linked on a third post portion. The second electrode and the fifth electrode include those that are movable.
According to this configuration, since the composite switch can be formed with a laminated structure, it is possible to achieve high functionality without increasing the occupied area.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極は、前記基板と空気層を介して相対向する領域を含むものを含む。
この構成によれば、第２の電極を基板上に張架するようにしているため、容量の低減をはかることができるととともに製造が容易となる。
In addition, the present invention includes the electromechanical switch, wherein the second electrode includes a region facing the substrate via an air layer.
According to this configuration, since the second electrode is stretched on the substrate, the capacity can be reduced and the manufacturing is facilitated.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極は、前記基板表面を覆う絶縁膜をポストとして支持せしめられ、前記ポストから露呈する前記基板と空気層を介して相対向する領域を含むものを含む。
この構成によれば、基板表面を覆う絶縁膜を犠牲層として選択的に除去することにより第２の電極を基板上に張架するようにしているため、容量の低減をはかることができるととともに製造が容易となる。
In the electromechanical switch according to the present invention, the second electrode is a region in which an insulating film covering the surface of the substrate is supported as a post and is opposed to the substrate exposed from the post via an air layer. Including those containing.
According to this configuration, since the second electrode is stretched on the substrate by selectively removing the insulating film covering the substrate surface as a sacrificial layer, the capacity can be reduced. Manufacturing is easy.
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極は、前記基板表面を覆う第２の絶縁膜をポストとして支持せしめられ、前記基板表面に形成され、前記ポストから露呈する表層絶縁膜と空気層を介して相対向する領域を含む。
この構成によれば、基板表面を覆う薄い表層絶縁膜を介して空気層が存在することになり、信頼性の更なる向上をはかることができる。
In the electromechanical switch according to the present invention, the second electrode is supported on the second insulating film covering the surface of the substrate as a post, is formed on the surface of the substrate, and is exposed on the surface layer from the post. The area | region which opposes through a film | membrane and an air layer is included.
According to this configuration, the air layer exists through the thin surface insulating film covering the substrate surface, and the reliability can be further improved.
また、本発明は、表面を第２の絶縁膜で被覆された基板表面に、第２の貫通孔を有する第２の導電性層を形成する工程と、第１のポスト形成用の第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の貫通孔を有する第１の導電性層を形成する工程と、前記第１及び第２の貫通孔からエッチャントを導入しつつエッチングを行い、前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜を選択的に除去し、第１及び第２のポストを残留せしめるエッチング工程を含み、
第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、１回のエッチング工程で第１及び第２のポストを形成することができ、生産性よく高性能の電気機械スイッチを製造することが可能となる。
The present invention also includes a step of forming a second conductive layer having a second through hole on the surface of the substrate whose surface is covered with a second insulating film, and a first post forming first post. Etching while introducing an etchant from the first and second through-holes, forming the insulating film, forming the first conductive layer having the first through-holes, and etching the first and second through-holes. An etching step of selectively removing the insulating film and the second insulating film and leaving the first and second posts;
A first electrode cross-linked on the first post portion; and a second electrode formed on the substrate side through the gap with the first electrode and cross-linked on the second post portion. It is characterized by that.
According to this configuration, the first and second posts can be formed by one etching process, and a high-performance electromechanical switch can be manufactured with high productivity.
また、本発明は、上記電気機械スイッチの製造方法において、前記第２の絶縁膜の下層には、前記基板表面を覆う表層絶縁膜が形成されており、前記エッチングを行う工程は、前記表層絶縁膜を残して第２の絶縁膜を選択的に除去する選択エッチング工程であるものを含む。
この構成によれば、上記効果に加え、さらに基板表面の保護性が高く、より信頼性の高い電気機械スイッチを提供することが可能となる。
According to the present invention, in the method for manufacturing an electromechanical switch, a surface insulating film is formed under the second insulating film so as to cover the substrate surface, and the etching step includes the surface insulating film. This includes a selective etching process that selectively removes the second insulating film while leaving the film.
According to this configuration, in addition to the above effects, it is possible to provide an electromechanical switch with higher protection of the substrate surface and higher reliability.
また、本発明は、上記電気機械スイッチの製造方法において、前記エッチング工程後に、少なくとも前記第１及び第２の電極表面に絶縁膜を形成する工程を含むものを含む。
また、本発明は、上記電気機械スイッチの製造方法において、前記エッチング工程後に、少なくとも前記第１及び第２の電極表面にＭＶＤ法により容量絶縁膜を形成する工程を含むものを含む。
この構成によれば、均一で信頼性の高い容量絶縁膜を得ることができる。
In addition, the present invention includes the above method for manufacturing an electromechanical switch, which includes a step of forming an insulating film on at least the first and second electrode surfaces after the etching step.
In addition, the present invention includes the above-described method for manufacturing an electromechanical switch, which includes a step of forming a capacitive insulating film on at least the first and second electrode surfaces by the MVD method after the etching step.
According to this configuration, a uniform and highly reliable capacitive insulating film can be obtained.
また、本発明は、上記電気機械スイッチを複数個接続した電気機械スイッチを構成する。
この構成により、電気機械スイッチの拡張性を実現することができる。また、複数の入出力ポートを選択的に接続可能なスイッチへと拡張することができる。
また、本発明の電気機械スイッチを用いた電気機器を含む。
Further, the present invention constitutes an electromechanical switch in which a plurality of the electromechanical switches are connected.
With this configuration, the expandability of the electromechanical switch can be realized. In addition, a plurality of input / output ports can be expanded to a switch that can be selectively connected.
Moreover, the electric machine using the electromechanical switch of this invention is included.
以上説明したように、本発明によれば、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を実現する。 As described above, according to the present invention, an electromechanical switch that realizes high performance, which has been difficult to realize in the past, and at the same time, and an electric device using the same are realized.
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明実施の形態１における電気機械スイッチの構成を示す上面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図、図３は、図１におけるＡ−Ａ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図である。図４は、図１におけるＢ−Ｂ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図、図５は、図１におけるＢ−Ｂ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図である。図６は、図１におけるＣ−Ｃ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a top view showing a configuration of an electromechanical switch according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 shows a cross section taken along the line AA ′ in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration in the state from OFF to OFF, and FIG. 3 shows the AA ′ cross section in FIG. 1, and shows the configuration in the state from OFF to ON of the electromechanical switch in Embodiment 1 of the present invention. It is a cross-sectional view shown. 4 shows a cross section taken along line BB ′ in FIG. 1. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the electromechanical switch from ON to OFF according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. -B 'is a cross-sectional view showing a cross section of the electromechanical switch from OFF to ON according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 shows a cross section taken along the line CC ′ in FIG. 1, and is a cross-sectional view showing the configuration of the electromechanical switch from ON to OFF according to Embodiment 1 of the present invention.
この電気機械スイッチ１００は、図１乃至図６に示すように、基板１０７上に、中空に架橋された梁である第１の電極としての可動電極１０１と、この可動電極１０１に対向するように形成された第２の電極としての可動電極１０２と、ポスト部となる絶縁膜１０６上に形成され可動電極１０２を挟むようにして配置された固定電極１０４と、固定電極１０４上に形成されたポスト部となる絶縁膜１０５と、絶縁膜１０５上に形成され可動電極１０１を挟むようにして配置された固定電極１０３とが設けられている。電気機械スイッチ１００の外表面全体には、薄い絶縁膜が形成されている。可動電極１０１と可動電極１０２は、平行板コンデンサと同じ要領でこの薄い絶縁膜を容量絶縁膜としてキャパシタを形成している。
As shown in FIGS. 1 to 6, the
次に、電気機械スイッチ１００におけるスイッチングの仕組みを説明する。
図２（ａ）、図４（ａ）、図６（ａ）に示すように、スイッチがＯＮの状態においては、可動電極１０１と可動電極１０２は変位していない初期位置にあり、両電極間は接触していない状態にある。この場合、可動電極１０１と可動電極１０２との間にエアーギャップを介した静電容量の小さい状態となり、交流的にインピーダンスの高い状態となるため、高周波信号は可動電極１０２から可動電極１０１間へと伝播することができない。このため、可動電極１０２の一端から入力された高周波信号は、逆側の一端まで通過し出力される。
Next, a switching mechanism in the
As shown in FIG. 2A, FIG. 4A, and FIG. 6A, when the switch is ON, the
この構成により、電気機械スイッチの低挿入損失化を実現することが可能となる。従来の電気機械スイッチでは、伝送線路を基板上の絶縁膜直上に形成するため、誘電体損失と呼ばれる高周波信号の電力の損失が発生する。この問題は、伝送線路を中空に形成し、誘電体の影響を受けない構造とすればよい。この構成では、中空に架橋された伝送線路により電気機械スイッチを構成することができるため、電気機械スイッチの低挿入損失化が可能である。 With this configuration, it is possible to reduce the insertion loss of the electromechanical switch. In the conventional electromechanical switch, since the transmission line is formed immediately above the insulating film on the substrate, a loss of high-frequency signal power called dielectric loss occurs. This problem may be achieved by forming the transmission line hollow and not having the influence of the dielectric. In this configuration, since the electromechanical switch can be configured by a transmission line that is bridged in a hollow shape, the insertion loss of the electromechanical switch can be reduced.
一方、スイッチがＯＦＦの状態においては、可動電極１０１と可動電極１０２の間に電圧を印加し、静電力により両電極を引き合わせる。両電極とも可動であるため、それぞれ上下方向へ駆動した可動電極１０１と可動電極１０２は、両電極間のエアーギャップの中間付近で接触し、図２（ｂ）、図４（ｂ）、図６（ｂ）に示すような構成となる。この場合、可動電極１０１と可動電極１０２の間に形成された絶縁膜を介して静電容量の大きな状態になるため、交流的にインピーダンスの低い状態となり、高周波信号は可動電極１０２から可動電極１０１へと伝播することができるようになる。このため、可動電極１０２の一端に入力された高周波信号は、可動電極１０１を介して接地に伝搬し、可動電極１０２の逆側の一端には出力されない状態となる。
On the other hand, when the switch is OFF, a voltage is applied between the
この構成により、電気機械スイッチの高速応答・低駆動電圧を実現することができる。接触する電極を全て可動とすることで、電極間のエアーギャップの中で一つの電極の変位量を低減し、より高速に応答することを可能とする。また、可動電極の曲がり量を低減することが可能となるため、より低電圧で駆動させることができる。このようにして可動電極１０２に伝播してきた信号の伝播経路の開閉を行う。
With this configuration, it is possible to realize a high-speed response and a low driving voltage of the electromechanical switch. By making all the electrodes in contact with each other movable, it is possible to reduce the amount of displacement of one electrode in the air gap between the electrodes and to respond more quickly. Further, since the amount of bending of the movable electrode can be reduced, the movable electrode can be driven at a lower voltage. In this way, the propagation path of the signal propagated to the
次に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える場合の駆動方法を説明する。図３（ａ）、図５（ａ）に示すように、可動電極１０１と可動電極１０２を同電位とし静電力を切ると、それぞれの電極の持つバネ力により元の初期位置に戻ろうとする上下方向の力が発生する。この力に加え、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間に電圧を印加し、それぞれ斜め上方、斜め下方に静電力を印加する。すると、可動電極１０１、可動電極１０２に上下方向の両電極を離す力が発生する。図１に示すように、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間は、櫛歯型電極となっており、対向面積すなわちオーバーラップ面積を広くすることにより静電容量を増加させ、より大きな静電力が発生する構造となっている。以上のように、バネ力と静電力により図３（ｂ）、図５（ｂ）に示すＯＮ状態に切り替えることが可能である。
Next, a driving method when switching from the OFF state to the ON state will be described. As shown in FIGS. 3 (a) and 5 (a), when the
この構成により、電気機械スイッチの高速応答・低駆動電圧を実現することができる。従来の電気機械スイッチでは、可動電極のバネ力のみでＯＮ状態へ駆動する方式が多く、応答速度が遅い問題がある。高速化するためにバネ力を強くすれば、ＯＦＦ状態への駆動時に高い駆動電圧が必要となる。本構成では、バネ力に加え静電力でＯＮ状態へ駆動させることができるため、高速応答化を実現できる。また、バネ力を低くすることが可能となるため、ＯＦＦ状態への低駆動電圧化も実現できる。基板に対して垂直方向に複数の可動電極を形成することにより、各可動電極の水平方向に駆動機構を設けることができる。同一層のパターニングにより可動電極と固定機構を形成することができるため、櫛歯電極の位置合わせを高精度に行うことができる。 With this configuration, it is possible to realize a high-speed response and a low driving voltage of the electromechanical switch. Many conventional electromechanical switches are driven to the ON state only by the spring force of the movable electrode, and there is a problem that the response speed is slow. If the spring force is increased in order to increase the speed, a high drive voltage is required when driving to the OFF state. In this configuration, since it can be driven to the ON state by an electrostatic force in addition to the spring force, a high speed response can be realized. In addition, since the spring force can be reduced, the drive voltage can be lowered to the OFF state. By forming a plurality of movable electrodes in a direction perpendicular to the substrate, a drive mechanism can be provided in the horizontal direction of each movable electrode. Since the movable electrode and the fixing mechanism can be formed by patterning the same layer, the comb electrode can be aligned with high accuracy.
本発明の構成により、このセルフアクチュエーションを回避するために、ＯＮ時に可動電極を固定することが可能である。従来の電気機械スイッチに見られる構成では、ＯＮ時に可動電極１０２に信号が入力された場合、信号の電力により可動電極１０２と可動電極１０１との間に電位差が生じ、駆動電圧を別途印加していないにも関わらず可動電極１０１と可動電極１０２が自動的に駆動する現象が生じる場合がある。これをセルフアクチュエーションと呼ぶ。セルフアクチュエーションは、大電力の信号入力時や、高速応答・低電圧駆動を実現するため可動電極１０１または可動電極１０２のバネ力を低くした場合に問題となり、電気機械スイッチの誤作動や耐久性の劣化の原因となる。図３（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、ＯＮ状態において、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間に電圧を印加し、静電力によりそれぞれの可動電極を初期位置に固定する力を加えることが可能である。この固定力により、セルフアクチュエーションの発生を回避することが可能となる。
With the configuration of the present invention, in order to avoid this self-actuation, it is possible to fix the movable electrode at the time of ON. In the configuration of the conventional electromechanical switch, when a signal is input to the
図１５（ａ）は、本発明の実施の形態１における電気機械スイッチの制御信号を示す図である。上記に説明したＯＮ／ＯＦＦ時の各電極へ印加する電圧信号の関係を示す。なお、本実施の形態においては、入出力ポートを可動電極１０２に設けた場合を説明したが、入出力ポートを可動電極１０１に設け、可動電極１０２に接地を接続した構成としても等価である。
FIG. 15A is a diagram showing a control signal of the electromechanical switch according to Embodiment 1 of the present invention. The relationship of the voltage signal applied to each electrode at the time of ON / OFF demonstrated above is shown. Note that although the case where the input / output port is provided in the
また、本実施の形態においては、電気機械スイッチの等価回路上で可変容量が伝送線路に対して並列に接続されその先は接地へと接続された構成のスイッチ（シャント型スイッチ）について説明したが、可変容量が伝送線路に対して直列に接続された構成のスイッチ（シリーズ型スイッチ）においても本発明は適用可能である。シリーズ型スイッチにおいては、シャント型スイッチとＯＮ、ＯＦＦ時における可動電極の位置が逆になる。ＯＦＦ時においては、可動電極間が接触していない状態にあり、可変容量のインピーダンスが高い状態にある。そのため、一方の可動電極に入力された信号は、他方の可動電極へ伝搬されず、出力されない。逆にＯＮ時においては、可動電極が接触した状態にあり、可変容量のインピーダンスが低い状態にあるため、高周波信号は可変容量を介して可動電極を伝搬し、出力される。このようにして、シリーズ型スイッチでは、信号の伝播経路の開閉を行うわけであるが、本発明の電気機械スイッチは、シリーズ型電気機械スイッチにも適用可能である。 In the present embodiment, the switch (shunt type switch) having a configuration in which the variable capacitor is connected in parallel to the transmission line on the equivalent circuit of the electromechanical switch and the other end is connected to the ground has been described. The present invention is also applicable to a switch (series type switch) having a configuration in which a variable capacitor is connected in series to a transmission line. In the series type switch, the position of the movable electrode in the ON / OFF state is opposite to that of the shunt type switch. At the time of OFF, the movable electrodes are not in contact with each other, and the impedance of the variable capacitor is high. Therefore, a signal input to one movable electrode is not propagated to the other movable electrode and is not output. Conversely, when the switch is ON, the movable electrode is in contact and the impedance of the variable capacitor is low, so that the high-frequency signal propagates through the movable electrode through the variable capacitor and is output. Thus, in the series type switch, the signal propagation path is opened and closed. However, the electromechanical switch of the present invention is also applicable to the series type electromechanical switch.
また、本実施の形態においては、可動電極１０２と可動電極１０１が絶縁膜を介して静電容量により高周波的結合をする容量結合型スイッチを説明したが、絶縁膜を具備せず、可動電極１０２と可動電極１０１が直接接触することにより、信号の伝搬経路と形成するスイッチにも適用可能である。この様な仕組みのスイッチを、直流（DC）結合型スイッチと呼ぶ。この場合、可動電極１０１、可動電極１０２を駆動するための駆動電極が必要であり、例えば可動電極１０２の下方に駆動電極を設けるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the capacitive coupling switch in which the
また、可動電極１０１と可動電極１０２に形成された櫛歯型電極は、基板に対して水平方向にパターンが一致してもよい。この構成により、可動電極１０１と固定電極１０４の櫛歯電極間、可動電極１０２と固定電極１０３の櫛歯電極間にオーバーラップが発生しないため、可動電極の駆動方向とは逆方向の静電力が発生ぜず、駆動の妨害を回避することができる
このように、電気機械スイッチ１００によれば、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
Further, the comb-shaped electrodes formed on the
（実施の形態２）
電気機械スイッチ１００の製造方法について説明する。以下に示す、図７（ａ）乃至（ｄ）は、図１におけるＡ−Ａ’断面の本発明実施の形態２における電気機械スイッチの製造工程を段階的に説明する断面図である。先ず図７（ａ）に示すように、Si、GaAsなどの基板１０７上に、SiO2、p-TEOS、Si3N4などの絶縁膜１０６を熱酸化やスパッタ、CVD（Chemical Vapor Deposition）などにより形成する。次に、可動電極１０２、固定電極１０４となるAl、Auなどの導電性材料をスパッタやCVDなどにより形成した後、可動電極１０２、固定電極１０４となる材料の上に電子線ビームリソグラフィやフォトリソグラフィなどにより可動電極１０２、固定電極１０４のパターンニングを施したレジストを形成し、ドライエッチング、ウエットエッチングなどにより成形、レジストをアッシングなどにより除去する。
(Embodiment 2)
A method for manufacturing the
次に図７（ｂ）に示すように、絶縁膜１０５となるSiO2、p-TEOS、Si3N4などの絶縁材料をスパッタやCVDなどにより形成した後、CMP（Chemical Mechanical Polishing）により最表面を平坦する。絶縁膜１０５となる材料の上に電子線ビームリソグラフィやフォトリソグラフィなどにより絶縁膜１０５のパターンニングを施したフォトレジストを形成し、ドライエッチングにより成形、レジストをアッシングなどにより除去する。この工程では、絶縁膜１０５上にマスクの重ね合わせ用のアライメントキーなどを形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, an insulating material such as SiO 2 , p-TEOS, and Si 3 N 4 to form the insulating
次に図７（ｃ）に示すように、可動電極１０１、固定電極１０３となるAl、Auなどの導電性材料をスパッタやCVDなどにより形成した後、可動電極１０２、固定電極１０４となる材料の上に電子線ビームリソグラフィやフォトリソグラフィなどにより可動電極１０２、固定電極１０３のパターンニングを施したレジストを形成し、ドライエッチング、ウエットエッチングなどにより成形、レジストをアッシングなどにより除去する。
Next, as shown in FIG. 7C, a conductive material such as Al or Au that becomes the
最後に図７（ｄ）に示すように、可動電極１０１、可動電極１０２の下方に位置する絶縁膜１０５、絶縁膜１０６を、ドライエッチング、ウエットエッチングなどにより除去し、可動電極１０１、可動電極１０２の中空構造を作製する。可動電極１０１、可動電極１０２の下方の絶縁膜１０５、絶縁膜１０６を効率的に除去するためには、可動電極１０１、可動電極１０２上に部分的にホールを空けておくようにし、エッチャントが進入し易くなるようにすればよい。エッチャントとして気相の弗酸（Vapor-HF）や弗酸（HF）、RIEなどが使用可能である。固定電極１０３、固定電極１０４、可動電極１０１のポスト部、可動電極１０２のポスト部の下方の絶縁膜１０５、絶縁膜１０６は、ポスト部として残す必要がある。このためには、ポストを形成する部分の固定電極、可動電極のパターンの面積を広くし、パターン端からのエッチングが、パターン中央部まで完全に進行しない構造とすることも必要である。
Finally, as shown in FIG. 7D, the
容量結合型スイッチとする場合、所望の形状加工のなされた電気機械スイッチ１００の表面全体に絶縁膜を形成する。SiO2、Si3N4などの絶縁膜をCVDやMVD（Molecular Vapor Deposition）などにより形成する。本工程は、ポストプロセスで絶縁膜形成が可能であるため、プロセスの簡素化、マスク数の低減、低コスト化を実現できる。また、絶縁膜１０５、絶縁膜１０６の除去において、容量結合に使用する絶縁膜は存在せず、この除去工程の後に形成されるため、この絶縁膜にアタックを与えることがないという利点がある。
In the case of a capacitively coupled switch, an insulating film is formed on the entire surface of the
本実施の形態の製造方法により、犠牲層としての絶縁膜１０５、絶縁膜１０６にSiO2、p-TEOS、Si3N4などの絶縁材料を使用することが可能であり、犠牲層にフォトレジストが使用できない半導体プロセスへの親和性を確保することができる。これは、電気機械デバイスと半導体デバイスを集積化する上で極めて有効である。
According to the manufacturing method of this embodiment mode, an insulating material such as SiO 2 , p-TEOS, Si 3 N 4 can be used for the insulating
すなわち、この方法によれば、第１の導電性層と第２の導電性層をマスクとし、第１及び第２の貫通孔（ホール）からエッチャントを導入しつつエッチングを行い、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜を選択的に除去し、第１及び第２のポストを残留せしめ、第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備した電気機械スイッチを極めて制御性よく形成する。そしてこの後最後にＭＶＤにより１分子層程度の酸化シリコン層あるいは窒化シリコン層を露呈する表面全体に形成することにより、極めて均一で膜質の優れた容量絶縁膜を形成することが可能となる。 That is, according to this method, the first conductive layer and the second conductive layer are used as a mask, etching is performed while introducing an etchant from the first and second through holes (holes), and the first insulation is performed. The film and the second insulating film are selectively removed, the first and second posts are left, and the first electrode is bridged on the first post portion, and the first electrode is interposed through the gap. Thus, an electromechanical switch having a second electrode formed on the substrate side and bridged on the second post portion is formed with extremely good controllability. Then, finally, by forming the silicon oxide layer or silicon nitride layer of about one molecular layer on the entire surface by MVD, it is possible to form a capacitive insulating film having a very uniform and excellent film quality.
また、第２の絶縁膜の下層には、基板表面を覆う表層絶縁膜を形成しておくようにし、前記犠牲層除去のためのエッチング工程で、この表層絶縁膜を残して第２の絶縁膜を選択的に除去する選択エッチングを行うようにしてもよい。ここで第２の絶縁膜としてはｐ−ＴＥＯＳなどの酸化シリコン膜を用い、表層絶縁膜としては窒化シリコン膜を用いることにより、窒化シリコン膜を残して酸化シリコンを選択的にエッチングすることが可能である。このようにして、基板表面を保護しつつ、基板との間の容量を低減することができる。 In addition, a surface insulating film is formed under the second insulating film so as to cover the substrate surface, and the second insulating film is left in the etching process for removing the sacrificial layer. Selective etching that selectively removes may be performed. Here, by using a silicon oxide film such as p-TEOS as the second insulating film and a silicon nitride film as the surface insulating film, it is possible to selectively etch the silicon oxide while leaving the silicon nitride film. It is. In this way, the capacity between the substrate and the substrate can be reduced while protecting the substrate surface.
また、ポストと犠牲層を同一材料とし、一工程で複数の層の犠牲層除去とポスト形成が可能な製造方法は、ポストと犠牲層を別体で形成する必要がないため、簡易なプロセスによりマスク数・工程数の低減、低コスト化を実現する。 In addition, the manufacturing method in which the post and the sacrificial layer are made of the same material and the sacrificial layer can be removed and formed in a single step does not require the post and the sacrificial layer to be formed separately. Reduce the number of masks and processes and reduce costs.
さらにまた、絶縁膜をポストプロセスにより形成する簡易な製造方法は、マスク数を低減し低コスト化を実現する。また、犠牲層除去による絶縁膜へのアタックを回避する。
なお、本実施の形態２では、ポスト部の材料として絶縁膜を示したが、Al、Auなどの金属とすることも可能である。これらの金属材料はスパッタリングで容易に形成可能である。
このように、電気機械スイッチ１００の製造が可能であり、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
なお、可動電極の材料としてシリコンを用いることにより、バネ定数を低くし低電圧駆動・高速応答化が可能である。また、剛性が高く、熱膨張係数が小さいことから、そりや歪が小さく、温度安定性の良好な信頼性の高い電気機械スイッチを提供することが可能である。またＳＯＩ基板を出発材料として使用する場合には、単結晶シリコンを用いることにより、さらにそりや歪の低減を図ることが可能である。
Furthermore, a simple manufacturing method for forming an insulating film by a post process reduces the number of masks and realizes cost reduction. In addition, an attack on the insulating film due to removal of the sacrificial layer is avoided.
In the second embodiment, an insulating film is shown as a material for the post portion. However, a metal such as Al or Au may be used. These metal materials can be easily formed by sputtering.
In this manner, the
By using silicon as the material for the movable electrode, the spring constant can be lowered, and low voltage driving and high speed response can be achieved. In addition, since the rigidity is high and the coefficient of thermal expansion is small, it is possible to provide a highly reliable electromechanical switch with low warpage and distortion and good temperature stability. In addition, when an SOI substrate is used as a starting material, it is possible to further reduce warpage and distortion by using single crystal silicon.
（実施の形態３）
図８（ａ）乃至（ｃ）は、図１におけるＣ−Ｃ’断面の本発明実施の形態３における電気機械スイッチの製造工程を段階的に説明する断面図である。図８（ａ）は、図７（ｃ）に、図８（ｃ）は、図７（ｄ）の工程に対応している。
図８（ｃ）に示すように、最終的な電気機械スイッチの構造において、可動電極１０１、可動電極１０２の梁の特性を同等とするため、長さを揃える方法を説明する。ポスト部の絶縁膜１０５、絶縁膜１０６のエアーギャップ側の端を揃える必要があるため、可動電極１０１、可動電極１０２上に形成したホール１０８の形成部位を最適化し、絶縁膜１０５、絶縁膜１０６のエッチング進行量を制御する。図８（ａ）に示すように、可動電極１０１上のホール１０８の形成範囲を、可動電極１０２上のホール１０８の形成範囲より狭くする。図８（ｂ）に、絶縁膜１０５、絶縁膜１０６のエッチング中の状態を示す。可動電極１０上に形成したホール１０８から進入したエッチャントにより絶縁膜１０５が除去され、絶縁膜１０６に到達している。
(Embodiment 3)
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating stepwise the manufacturing process of the electromechanical switch according to the third embodiment of the present invention taken along the line CC ′ in FIG. 8A corresponds to the process of FIG. 7C, and FIG. 8C corresponds to the process of FIG. 7D.
As shown in FIG. 8C, a method for aligning the lengths in order to make the beam characteristics of the
この状態からは、絶縁膜１０５上に可動電極１０１上のホール１０８を設けていないため、絶縁膜１０５のエッチング速度を遅くすることができる。一方、絶縁膜１０６は、可動電極１０２上に形成したホール１０８からのエッチャントの進入により除去される。可動電極１０１上より広範囲に形成した可動電極１０２上のホール１０８からのエッチャントの進入により、絶縁膜１０６は絶縁膜１０５より速い速度でエッチングされる。このようにして、早い段階でエッチングが進行する絶縁膜１０５のエッチング速度を遅くし、遅れてエッチングが進行する絶縁膜１０６の端を、絶縁膜１０５の端と合わせ込むプロセスの制御が可能である。
From this state, since the
なお、可動電極１０２上に形成したホール１０８の大きさを、可動電極１０１上に形成したホール１０８の大きさより大きくし、絶縁膜１０６へエッチャントが進入し易くすることによりエッチング速度を速くすることもできる。
Note that the etching rate can be increased by making the size of the
また、可動電極１０２上に形成したホール１０８の間隔（ピッチ）を、可動電極１０１上に形成したホール１０８の間隔より狭くし、絶縁膜１０６へエッチャントが進入し易くすることによりエッチング速度を速くすることもできる。
In addition, the interval (pitch) between the
このようにして、１つのマスクで、第１及び第２のポストのパターニングが可能であり、ホールのピッチ、密度、大きさ、総面積、形成位置などを調整することにより、第１及び第２のポストの外縁が揃って形状がほぼ同一となるように、電気機械スイッチ１００を製造することが可能であり、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
In this manner, the first and second posts can be patterned with one mask, and the first and second patterns can be adjusted by adjusting the pitch, density, size, total area, formation position, and the like of the holes. It is possible to manufacture the
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。
図９、図１２は、本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート１のＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図、図１０、図１３は、本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート１のＯＮからＯＦＦ、ＯＦＦから出力ポート２のＯＮへの状態の構成を示す横断面図、図１１、図１４は、本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート２のＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
9 and 12 are cross-sectional views showing the configuration of the output port 1 of the electromechanical switch according to the fourth embodiment of the present invention from OFF to ON, and FIGS. 10 and 13 are diagrams according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 and FIG. 14 show the output port of the electromechanical switch according to the fourth embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view which shows the structure of the state from ON of 2 to OFF.
図１乃至図１４に示す電気機械スイッチ２００では、実施の形態１に示した電気機械スイッチ１００の構成に加え、可動電極１０１に対向するように形成された可動電極１０９と、固定電極１０３上に形成されたポスト部となる絶縁膜１１１と、絶縁膜１１１上に形成され可動電極１０９を挟むようにして配置された固定電極１１０とが設けられている電気機械スイッチ２００の表面には、薄い絶縁膜が形成されている。可動電極１０１と可動電極１０９は、平行板コンデンサと同じ要領でキャパシタを形成している。
In the
次に、電気機械スイッチ２００におけるスイッチングの仕組みを説明する。
電気機械スイッチ２００は、容量結合型シリーズスイッチの方式を採用し、可動電極１０１に接続された入力ポートからの高周波信号を、可動電極１０２に接続された出力ポート１、または、可動電極１０９に接続された出力ポート２に出力するSPDT（Single Pole Double Throw）型のスイッチを単体の電気機械スイッチで実現する。
Next, a switching mechanism in the
The
図９（ａ）、図１２（ａ）に示すように、スイッチがＯＦＦの状態においては、可動電極１０１と可動電極１０２、可動電極１０９は変位していない初期位置にあり、電極間は接触していない状態にある。この場合、可動電極間にエアーギャップを介した静電容量の小さい状態となり、交流的にインピーダンスの高い状態となるため、高周波信号は可動電極１０１から可動電極１０２、可動電極１０９へと伝播することができない。このため、入力ポート（可動電極１０１）から入力された高周波信号は、出力ポート１（可動電極１０２）、出力ポート２（可動電極１０９）に出力されない。
As shown in FIGS. 9 (a) and 12 (a), when the switch is OFF, the
一方、出力ポート１（可動電極１０２）がＯＮの状態においては、可動電極１０１と可動電極１０２の間に電圧を印加し、静電力により両電極を引き合わせる。両電極とも可動であるため、それぞれ上下方向へ駆動した可動電極１０１と可動電極１０２は、両電極間のエアーギャップの中間付近で接触し、図９（ｂ）、図１２（ｂ）に示すような構成となる。この場合、可動電極１０１と可動電極１０２の間に形成された絶縁膜を介して静電容量の大きな状態になるため、交流的にインピーダンスの低い状態となり、高周波信号は可動電極１０１から可動電極１０２間へと伝播することができるようになる。このため、入力ポート（可動電極１０１）から入力された高周波信号は、可動電極１０２を介して出力ポート１へ出力される。
On the other hand, when the output port 1 (movable electrode 102) is ON, a voltage is applied between the
次に、出力ポート１（可動電極１０２）のＯＮ状態からＯＦＦ状態へ、ＯＦＦ状態からポート２（可動電極１０９）のＯＮ状態へ切り替える場合の駆動方法を説明する。図１０（ａ）、図１３（ａ）に示すように、可動電極１０１と可動電極１０２を同電位とし静電力を切ると、それぞれの電極の持つバネ力により元の初期位置に戻ろうとする上下方向の力が発生する。この力に加え、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間に電圧を印加し、それぞれ斜め上方、斜め下方に静電力を印加する。
Next, a driving method when the output port 1 (movable electrode 102) is switched from the ON state to the OFF state and from the OFF state to the ON state of the port 2 (movable electrode 109) will be described. As shown in FIGS. 10 (a) and 13 (a), when the
この静電力により、可動電極１０１、可動電極１０２に上下方向の両電極を離す力が発生する。可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間は、櫛歯型電極となっており、オーバーラップ面積を広くすることにより静電容量を増加させ、より大きな静電力が発生する構造となっている。以上のように、ＯＦＦ状態に切り替えることができる。
Due to this electrostatic force, the
ＯＦＦ状態から出力ポート２（可動電極１０９）のＯＮ状態へ切り替える場合の駆動方法を説明する。可動電極１０１と可動電極１０９の間に電圧を印加し、静電力により両電極を引き合わせる。両電極とも可動であるため、それぞれ上下方向へ駆動した可動電極１０１と可動電極１０９は、両電極間のエアーギャップの中間付近で接触し、図１０（ｂ）、図１３（ｂ）に示すような構成となる。この場合、可動電極１０１と可動電極１０９の間に形成された絶縁膜を介して静電容量の大きな状態になるため、交流的にインピーダンスの低い状態となり、高周波信号は可動電極１０１から可動電極１０９間へと伝播することができるようになる。このため、入力ポート（可動電極１０１）から入力された高周波信号は、可動電極１０９を介して出力ポート２へ出力される。
A driving method for switching from the OFF state to the ON state of the output port 2 (movable electrode 109) will be described. A voltage is applied between the
この構成により、出力ポート１（可動電極１０２）側のみならず、出力ポート２（可動電極１０９）側も高速応答・低駆動電圧を実現することができる。 With this configuration, not only the output port 1 (movable electrode 102) side but also the output port 2 (movable electrode 109) side can realize a high-speed response and a low drive voltage.
次に、出力ポート２（可動電極１０９）のＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り替える場合の駆動方法を説明する。図１１（ａ）、図１４（ａ）に示すように、可動電極１０１と可動電極１０９を同電位とし静電力を切ると、それぞれの電極の持つバネ力により元の初期位置に戻ろうとする上下方向の力が発生する。この力に加え、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０９と固定電極１１０の間に電圧を印加し、それぞれ斜め上方、斜め下方に静電力を印加する。すると、可動電極１０１、可動電極１０９に上下方向の両電極を離す力が発生する。可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０９と固定電極１１０の間は、櫛歯型電極となっており、オーバーラップ面積を広くすることにより静電容量を増加させ、より大きな静電力が発生する構造となっている。この静電力により、可動電極１０１と可動電極１０９とを離し、ＯＦＦ状態に切り替えることができる。
Next, a driving method when the output port 2 (movable electrode 109) is switched from the ON state to the OFF state will be described. As shown in FIGS. 11 (a) and 14 (a), when the
またこの構成により、セルフアクチュエーションを回避するために、ＯＦＦ時に可動電極を固定することが可能である。従来の電気機械スイッチに見られる構成では、ＯＦＦ時に可動電極１０１に信号が入力された場合、信号の電力により可動電極１０２と可動電極１０１との間、可動電極１０９と可動電極１０１との間に電位差が生じ、駆動電圧を別途印加していないにも関わらず可動電極１０１、可動電極１０２、可動電極１０９が自動的に駆動するセルフアクチュエーションが発生する場合がある。セルフアクチュエーションは、大電力の信号入力時や、高速応答・低電圧駆動を実現するため可動電極１０１、可動電極１０２、可動電極１０９のバネ力を低くした場合に問題となり、電気機械スイッチの誤作動や耐久性の劣化の原因となる。そこで、図１１（ｂ）、図１４（ｂ）に示すように、ＯＦＦ状態において、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間、可動電極１０９と固定電極１１０の間に電圧を印加し、静電力によりそれぞれの可動電極を初期位置に固定する力を加えることが可能である。この固定力により、セルフアクチュエーションの発生を回避することが可能となる。
Also, with this configuration, it is possible to fix the movable electrode when OFF to avoid self-actuation. In the configuration of the conventional electromechanical switch, when a signal is input to the
図１５（ｂ）は、本発明実施の形態４における電気機械スイッチの制御信号を示す図である。上記に説明した出力ポート１のＯＮ／ＯＦＦ（ＯＮ１、ＯＦＦ１）時、出力ポート２のＯＮ／ＯＦＦ（ＯＮ２／ＯＦＦ２）時の各電極へ印加する電圧信号の関係を示す。
電気機械スイッチ２００は、本発明実施の形態２、本実施の形態３における電気機械スイッチ１００の製造方法と同様な製造方法で作製可能であり、ポスト部となる絶縁膜１１１と、絶縁膜１１１上に形成された可動電極１０９、固定電極１１０とを設ける工程を追加すればよい。
FIG. 15B is a diagram showing a control signal of the electromechanical switch in the fourth embodiment of the present invention. The relationship of the voltage signal applied to each electrode when the output port 1 described above is ON / OFF (ON1, OFF1) and when the output port 2 is ON / OFF (ON2 / OFF2) is shown.
The
このように、電気機械スイッチ２００によれば、従来実現困難であった電気機械スイッチの拡張性を実現することができる。簡易な製造方法により三つ以上の電極を可動とすることが可能であり、単体の電気機械スイッチの拡張性を実現する。小型・高性能なSPDT型電気機械スイッチを提供する。従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
Thus, according to the
なお、本発明電気機械スイッチを複数個接続することにより、複数の入出力ポートを選択的に接続可能なスイッチへと拡張することができる。 Note that by connecting a plurality of electromechanical switches of the present invention, a plurality of input / output ports can be expanded to a switch that can be selectively connected.
また、本発明電気機械スイッチの可動電極の数を増やすことにより、複数の入出力ポートを選択的に接続可能なスイッチへと拡張することができる。 Further, by increasing the number of movable electrodes of the electromechanical switch of the present invention, a plurality of input / output ports can be expanded to a switch that can be selectively connected.
（実施の形態５）
図１６は、本発明実施の形態５における電気機械スイッチの構成を示す上面図、図１７は、図１におけるＡ−Ａ’断面を示しており、本発明実施の形態５における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図、図１８は、図１におけるＣ−Ｃ’断面を示しており、本発明実施の形態５における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図である。
(Embodiment 5)
FIG. 16 is a top view showing the configuration of the electromechanical switch according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 17 shows the AA ′ cross section in FIG. 1, and the electromechanical switch according to the fifth embodiment of the present invention is turned on. FIG. 18 is a cross-sectional view showing the configuration in the state from OFF to OFF, and FIG. 18 shows the CC ′ cross-section in FIG. 1, and shows the configuration in the state from ON to OFF of the electromechanical switch in Embodiment 5 of the present invention. It is a cross-sectional view shown.
図１６乃至図１８に示す電気機械スイッチ３００では、実施の形態１に示した電気機械スイッチ１００の構成において、固定電極１０３、固定電極１０４、絶縁膜１０５、絶縁膜１０６を具備しない構成である。電気機械スイッチ３００におけるスイッチングの仕組みは、ＯＦＦからＯＮ時に可動電極１０１、可動電極１０２のバネ力のみで両電極が離れること以外は前記実施の形態１の電気機械スイッチと同様に構成されている。
The
この構成により、電気機械スイッチの高速応答・低駆動電圧を実現することができる。接触する電極を全て可動とすることで、電極間のエアーギャップの中で一つの電極の変位量を低減し、より高速に応答することを可能とする。また、可動電極の曲がり量を低減することが可能となるため、より低電圧で駆動させることができる。 With this configuration, it is possible to realize a high-speed response and a low driving voltage of the electromechanical switch. By making all the electrodes in contact with each other movable, it is possible to reduce the amount of displacement of one electrode in the air gap between the electrodes and to respond more quickly. Further, since the amount of bending of the movable electrode can be reduced, the movable electrode can be driven at a lower voltage.
このように、電気機械スイッチ３００によれば、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
また、本発明電気機械スイッチは、可動電極を両持ち梁型、片持ち梁型とすることができる。
また、本発明電気機械スイッチは、無線通信用電気回路のみならず、様々な用途の電気回路に適用可能である。
また、本発明電気機械スイッチは、無線通信端末のみならず、様々な用途の電気機器に適用可能である。
Thus, according to the
In the electromechanical switch of the present invention, the movable electrode can be of a double-supported beam type or a cantilever type.
The electromechanical switch of the present invention can be applied not only to an electric circuit for wireless communication but also to electric circuits for various purposes.
Moreover, the electromechanical switch of the present invention can be applied not only to a wireless communication terminal but also to electric devices for various uses.
本発明に係る電気機械スイッチは、高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器として有用である。 The electromechanical switch according to the present invention is useful as an electromechanical switch that realizes high performance at the same time as a single unit and an electric device using the electromechanical switch.
１００、２００ 電気機械スイッチ
１０１、１０２、１０９ 可動電極
１０３、１０４、１１０ 固定電極
１０５、１０６、１１１ 絶縁膜
１０７ 基板
１０８ ホール
100, 200
Claims (23)
少なくとも１点を固定された第１の電極と、
前記第１の電極と所定の間隔を隔てて、配された第２の電極とで構成され、
前記第１及び第２の電極の両方が変位して接触可能に構成された電気機械スイッチ。 An electromechanical switch formed on a substrate,
A first electrode fixed at least one point;
The first electrode and the second electrode arranged at a predetermined interval, and
An electromechanical switch configured such that both the first and second electrodes can be displaced and contacted.
第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備した電気機械スイッチ。 The electromechanical switch according to claim 1,
A first electrode cross-linked on the first post portion; and a second electrode formed on the substrate side through the gap with the first electrode and cross-linked on the second post portion. Electromechanical switch.
前記第１の電極を挟むように前記第１のポスト上に形成された第３の電極あるいは、前記第２の電極を挟むように前記第２のポスト上に形成された第４の電極の少なくとも一方を具備した電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 2,
At least a third electrode formed on the first post so as to sandwich the first electrode or a fourth electrode formed on the second post so as to sandwich the second electrode Electromechanical switch with one side.
前記第３の電極と前記第１の電極、前記第２の電極と前記第４の電極の少なくとも１組は、櫛歯型電極構造を形成する電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 3,
An electromechanical switch in which at least one set of the third electrode and the first electrode, the second electrode and the fourth electrode forms a comb-shaped electrode structure.
前記第１の電極と前記第２の電極に形成された前記櫛歯型電極は、前記基板に対して水平方向にパターンが一致している電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 4,
The comb-shaped electrode formed on the first electrode and the second electrode is an electromechanical switch in which a pattern is aligned in a horizontal direction with respect to the substrate.
前記第１のポストおよび前記第２のポストは、犠牲層をエッチング除去することによって残留せしめられて形成され、
前記第１のポストと前記第２のポストを形成するための犠牲層は、同一の材料であり、一工程で犠牲層除去と第１及び第２のポスト形成が可能な電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 2,
The first post and the second post are formed by etching away the sacrificial layer;
The sacrificial layer for forming the first post and the second post is made of the same material, and the sacrificial layer can be removed and the first and second posts can be formed in one step.
前記第１のポストと前記第２のポストおよび前記犠牲層の材料は、絶縁層である電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 6,
An electromechanical switch in which a material of the first post, the second post, and the sacrificial layer is an insulating layer.
前記第１のポストと前記第２のポストおよび前記犠牲層の材料は、ｐ−ＴＥＯＳである電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 7,
The electromechanical switch, wherein a material of the first post, the second post, and the sacrificial layer is p-TEOS.
前記第１及び第２の電極の表面全体が、絶縁膜で被覆された電気機械スイッチ。 The electromechanical switch according to claim 1,
An electromechanical switch in which the entire surfaces of the first and second electrodes are covered with an insulating film.
前記第１及び第２の電極は、貫通孔を具備しており、
前記第２の電極上に形成した貫通孔の外縁が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の外縁より外側に位置する電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 2,
The first and second electrodes have through holes,
An electromechanical switch in which an outer edge of a through hole formed on the second electrode is positioned outside an outer edge of the through hole formed on the first electrode.
前記第２の電極上に形成した貫通孔の総面積が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の総面積より大きい電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 2,
An electromechanical switch in which a total area of through holes formed on the second electrode is larger than a total area of through holes formed on the first electrode.
前記第２の電極上に形成した前記貫通孔のピッチが、前記第１の電極上に形成した貫通孔のピッチより狭い電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 2,
An electromechanical switch in which a pitch of the through holes formed on the second electrode is narrower than a pitch of the through holes formed on the first electrode.
前記第２の電極上に形成した貫通孔の面積が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の面積より大きい電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 2,
An electromechanical switch, wherein an area of a through hole formed on the second electrode is larger than an area of a through hole formed on the first electrode.
第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して下方に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極と、前記第１の電極とギャップを介して上方に形成され、第３のポスト部上に架橋された第５の電極とを具備し、前記第１の電極と前記第２の電極と前記第５の電極は、可動である電気機械スイッチ。 An electromechanical switch formed on a substrate,
A first electrode cross-linked on the first post portion; a second electrode formed below the first electrode via a gap and cross-linked on the second post portion; A first electrode, the second electrode, and the fifth electrode formed on the third post portion and bridged on the third post portion, the first electrode, the second electrode, and the fifth electrode, Electromechanical switch that is movable.
前記第２の電極は、前記基板と空気層を介して相対向する領域を含む電気機械スイッチ。 An electromechanical switch according to claim 2,
The electromechanical switch, wherein the second electrode includes a region facing the substrate through an air layer.
前記第２の電極は、前記基板表面を覆う絶縁膜をポストとして支持せしめられ、前記ポストから露呈する前記基板と空気層を介して相対向する領域を含む電気機械スイッチ。 The electromechanical switch according to claim 15,
The second electrode is an electromechanical switch including a region in which an insulating film covering the surface of the substrate is supported as a post and is opposed to the substrate exposed from the post via an air layer.
前記第２の電極は、前記基板表面を覆う第２の絶縁膜をポストとして支持せしめられ、前記基板表面に形成され、前記ポストから露呈する表層絶縁膜と空気層を介して相対向する領域を含む電気機械スイッチ。 The electromechanical switch according to claim 15,
The second electrode is supported by a second insulating film covering the substrate surface as a post, and is formed on the substrate surface, and has a region facing the surface insulating film exposed from the post via an air layer. Including electromechanical switch.
第１のポスト形成用の第１の絶縁膜を形成する工程と、
第１の貫通孔を有する第１の導電性層を形成する工程と、
前記第１及び第２の貫通孔からエッチャントを導入しつつエッチングを行い、前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜を選択的に除去し、第１及び第２のポストを残留せしめるエッチング工程を含み、
第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備した電気機械スイッチの製造方法。 Forming a second conductive layer having a second through hole on a substrate surface whose surface is covered with a second insulating film;
Forming a first insulating film for forming a first post;
Forming a first conductive layer having a first through hole;
Etching while introducing an etchant from the first and second through holes, selectively removing the first insulating film and the second insulating film, and leaving the first and second posts. Including steps,
A first electrode cross-linked on the first post portion; and a second electrode formed on the substrate side through the gap with the first electrode and cross-linked on the second post portion. Method for manufacturing an electromechanical switch.
前記第２の絶縁膜の下層には、前記基板表面を覆う表層絶縁膜が形成されており、
前記エッチングを行う工程は、前記表層絶縁膜を残して第２の絶縁膜を選択的に除去する選択エッチング工程である電気機械スイッチの製造方法。 A method of manufacturing an electromechanical switch according to claim 18,
A surface insulating film that covers the substrate surface is formed under the second insulating film,
The method of manufacturing an electromechanical switch, wherein the etching step is a selective etching step of selectively removing the second insulating film while leaving the surface insulating film.
前記エッチング工程後に、少なくとも前記第１及び第２の電極表面に絶縁膜を形成する工程を含む電気機械スイッチの製造方法。 A method of manufacturing an electromechanical switch according to claim 18,
An electromechanical switch manufacturing method including a step of forming an insulating film on at least the first and second electrode surfaces after the etching step.
前記エッチング工程後に、少なくとも前記第１及び第２の電極表面にＭＶＤ法により絶縁膜を形成する工程を含む電気機械スイッチの製造方法。 A method of manufacturing an electromechanical switch according to claim 20,
A method of manufacturing an electromechanical switch comprising a step of forming an insulating film on at least the first and second electrode surfaces by an MVD method after the etching step.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2013168191A1 (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-14 | パイオニア株式会社 | Electrostatic actuator and variable-capacity device |
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2007
- 2007-01-09 JP JP2007001369A patent/JP2008171586A/en not_active Withdrawn
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