KR101636698B1 - MEMS Variable Capacitor Having Switching and Latching Mechanisms, Manufacturing Method, and Electric Device Having the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 MEMS 구조의 가변 축전기, 이를 제작하는 방법, 및 이를 포함하는 전자장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스위치와 렛치를 포함하는 MEMS 구조의 가변 축전기, 이를 제작하는 방법, 및 이를 포함하는 전자장비에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
MEMS (Micro electro mechanical system) 가변 캐패시터는 캐패시터의 공진주파수를 초과하는 노이즈에 대해서는 반응하지 않는다는 점 때문에 많이 제작되어 왔다.Microelectromechanical system (MEMS) variable capacitors have been fabricated because they do not respond to noise exceeding the resonant frequency of the capacitor.
특히, 두 개의 큰 판이 있고 그 판 사이의 간격을 조절하면서 캐패시턴스를 조절하는 구조를 지닌 가변 캐패시터의 경우 제작이 상대적으로 쉽고, 소비 전력이 적다는 장점으로 인해 가장 널리 개발되어 왔다.In particular, a variable capacitor having a structure in which two large plates are arranged and the capacitance is adjusted by adjusting the interval between the plates is most widely developed due to its relatively easy fabrication and low power consumption.
그러나, 가변 캐패시터들은 풀인(pull-in) 현상으로 인해 튜닝 범위가 50%를 넘지 못하는 단점을 지니고 있다.However, the variable capacitors have drawbacks in that the tuning range can not exceed 50% due to a pull-in phenomenon.
현재까지 넓은 튜닝 범위를 얻기 위해 여러 종류의 가변 캐패시터가 개발되었다. 그 중 도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같은, 4 가지의 캐패시터가 대표적인데, 도 1에 나타낸 바와 같은 두 개의 간극을 이용한 가변 개패시터(J. Micromech. Microeng., vol. 13, pp.S178-S182, 2003), 도 3에 나타낸 바와 같은 수직방향으로 움직이는 구동부(angular vertical comb-drive)를 이용한 가변 캐패시터(J. Microelectromech. Syst., vol. 13, pp. 406-413, 2004), 도 5에 나타낸 바와 같은 압전액츄에이터를 이용한 가변 캐패시터(J. Microelectromech. Syst., vol. 15, pp.745-755, 2006), 도 7에 나타낸 바와 같은 구부러진 판을 이용한 가변 캐패시터(IEEE Trans. Microw. Th. Tech., vol. 56, pp. 530-541, 2008)가 있다.To date, several variable capacitors have been developed to achieve a wide tuning range. Among them, four capacitors as shown in FIG. 1 to FIG. 8 are representative, and a variable capacitor using two gaps as shown in FIG. 1 (J. Micromech. Microeng., Vol. 13, pp. 13, pp. 406-413, 2004) using a variable capacitor (J. Microelectromech. Syst., Vol. 13, pp. 406-413, 2004) using an angular vertical comb- (J. Microelectromech. Syst., Vol. 15, pp. 745-755, 2006) using a piezoelectric actuator as shown in FIG. 5, a variable capacitor using a bent plate as shown in FIG. Th. Tech., Vol. 56, pp. 530-541, 2008).
도 2, 도 4, 도 6 및 도 8에는 상기 언급한 각 가변 캐패시터의 C-V(Capacitance-Voltage) 그래프가 도시되어 있다.FIGS. 2, 4, 6 and 8 show a capacitance-voltage (C-V) graph of each of the above-mentioned variable capacitors.
이들 도면에서도 확인할 수 있는 바와 같이, 종래 기술에 따른 가변 캐패시터는, 튜닝 전압이 높아질수록 캐패시턴스의 변화량이 급증하거나 급감하여, 높은 튜닝 전압에서는 실질적으로 미세한 캐패시턴스의 튜닝이 곤란하다는 문제점을 가지고 있다.As can be seen from these drawings, the variable capacitor according to the related art has a problem that the variation amount of the capacitance rapidly increases or decreases as the tuning voltage increases, and it is difficult to tune the capacitance substantially at a high tuning voltage.
따라서, 종래 기술에 따른 가변 캐패시터의 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
Therefore, there is a need for a technique capable of solving the problem of the variable capacitor according to the related art.
본 발명의 목적은, 종래의 MEMS 가변 캐패시터의 경우 튜닝 전압이 높아질수록 캐패시턴스의 변화량이 급증하거나 급감하여, 높은 튜닝 전압에서는 실질적으로 미세한 캐패시턴스 튜닝이 곤란한 문제점을 해결하고, 넓은 튜닝 범위를 구비하는 MEMS 구조의 가변 축전기, 이를 제작하는 방법 및 이를 포함하는 전자장비를 제공하기 위한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problem that the variation of the capacitance rapidly increases or decreases as the tuning voltage increases in the conventional MEMS variable capacitor and it is difficult to tune the capacitance substantially at a high tuning voltage, A variable capacitor of the structure, a method of manufacturing the same, and an electronic equipment including the same.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기는: 정전용량을 가변시킬 수 있는 MEMS(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems)구조의 가변 축전기로서, 제 1 전극; 상기 제 1 전극과 전기적으로 분리되도록 소정거리만큼 이격되어 인접 배치된 둘 이상의 제 2 전극; 제 1 전극의 일측에 인접하여 배치되고, 제 1 전극의 위치를 변경시킴으로써 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 간극을 조절하여 축전기의 용량을 조절하는 제 1 전극 구동부; 인접하는 두 개의 제 2 전극 사이와 인접하여 배치되고, 인접하는 두 개의 제 2 전극을 서로 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 연결스위치; 연결스위치에 구동력을 제공하는 연결스위치 구동부; 및 연결스위치의 위치를 고정시키는 연결스위치 고정부;를 포함하는 구성일 수 있다.
To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a variable capacitor having a MEMS structure, comprising: a first electrode; At least two second electrodes spaced apart from each other by a predetermined distance so as to be electrically separated from the first electrode; A first electrode driver arranged adjacent to one side of the first electrode and adjusting a capacitance of the capacitor by adjusting a gap between the first electrode and the second electrode by changing a position of the first electrode; At least one connection switch disposed adjacent to the adjacent two second electrodes and electrically connecting the two adjacent second electrodes to each other; A connection switch driver for providing a driving force to the connection switch; And a connection switch fixing portion for fixing the position of the connection switch.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 MEMS 구조의 가변 축전기는: 상기 제 1 전극 구동부와 대향하는 제 1 전극의 타측에 장착되고, 제 1 전극 구동부의 구동력에 대항하는 탄성구동력을 제 1 전극에 제공하는 탄성구동부를 더 포함하는 구성일 수 있다. 이때, 상기 탄성구동부는 마이크로 스프링일 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극 구동부는 정전 구동기(electrostatic actuator)일 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the variable capacitor of the MEMS structure may include: an elastic driving force, which is mounted on the other side of the first electrode facing the first electrode driving unit and which opposes the driving force of the first electrode driving unit, And an elastic driving part for providing the elastic driving part. At this time, the elastic driving part may be a micro spring. Also, the first electrode driver may be an electrostatic actuator.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 MEMS 구조의 가변 축전기는, 셋 이상의 제 2 전극을 포함하고, 각 제 2 전극 사이에는 연결스위치가 각각 배치되며, 상기 각 연결스위치와 제 2 전극 사이의 간극은 각각 서로 다르고, 각 연결스위치는 연결스위치 구동부에 의해 제 2 전극과 전기적으로 연결되며, 각 연결스위치는, 제 2 전극 사이와의 간극이 가장 좁은 것부터 넓은 것 순으로 순차적으로, 전기적으로 연결될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the variable capacitor of the MEMS structure includes at least three second electrodes, a connection switch is disposed between each second electrode, and a gap between each connection switch and the second electrode And each connecting switch is electrically connected to the second electrode by a connecting switch driving unit. Each of the connecting switches may be electrically connected in order from the narrowest to the largest gap between the second electrodes have.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결스위치의 제 2 전극과 접촉되는 부위에는 전기전도성 금속이 증착될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, an electrically conductive metal may be deposited on a portion of the connection switch that is in contact with the second electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결스위치 구동부는, 쉐브론 전열 구동기(chevron electrothermal actuator)일 수 있다.
In an embodiment of the present invention, the connection switch driving unit may be a chevron electrothermal actuator.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결스위치 고정부는 렛치 구조(latch structure)를 포함하는 구성일 수 있다. 또한, 상기 연결스위치의 일측부에는 제 2 전극의 위치와 대향하는 방향으로 탄성 구동력을 제공하는 탄성구동부가 장착될 수 있다. 또한, 상기 연결스위치 고정부의 일측에는 고정부 구동기가 장착되고, 상기 고정부 구동기로부터 구동력을 제공받아 연결스위치 고정부가 구동될 수 있다. 이때, 상기 고정부 구동기는 전열 구동기(electrothermal actuator)일 수 있다.
In an embodiment of the present invention, the connection switch fixing part may include a latch structure. In addition, an elastic driving unit may be mounted on one side of the connection switch to provide an elastic driving force in a direction opposite to the position of the second electrode. In addition, a fixed portion driver may be mounted on one side of the connection switch fixing portion, and the connection switch fixing portion may be driven by receiving driving force from the fixed portion driver. At this time, the fixing unit driver may be an electrothermal actuator.
본 발명은 또한, 상기 MEMS 구조의 가변 축전기를 제작하는 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법을 제공할 수 있는 바, 본 발명의 일 측면에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법은: a) 베이스 기판 위에 실리콘 옥사이드 층을 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 패터닝 형성하는 실리콘옥사이드층 형성단계; b) 상기 실리콘옥사이드층 형성단계로부터 제작된 기판의 상부면과 하부면에 대해서, 옥사이드 층을 에치마스크(etch-mask)로 사용하여 마이크로머시닝(micromachining) 방법을 통해 MEMS 구조의 가변 축전기 구조를 형성시키는 MEMS 구조의 가변 축전기 구조 형성단계; c) 상부와 하부의 실리콘 옥사이드 층과 가운데 매몰 옥사이드 층을 플루오르화수소 수용액(HF 수용액) 공정을 통해 제거하는 불필요부분 제거단계; 및 d) 전자빔증착방법(e-beam evaporation method)을 이용하여 금속 박막을 연결스위치의 접속 부위에 증착시키는 금속박막 증착단계;를 포함하는 구성일 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a variable capacitor of a MEMS structure for fabricating a variable capacitor of the MEMS structure, comprising the steps of: a) A silicon oxide layer forming step of patterning the oxide layer using photolithography; b) forming a variable capacitor structure of a MEMS structure through a micromachining method using an oxide layer as an etch-mask on the upper and lower surfaces of the substrate fabricated from the silicon oxide layer formation step; A variable capacitor structure forming step of a MEMS structure; c) unnecessary part removing step of removing the upper and lower silicon oxide layers and the middle buried oxide layer through a hydrogen fluoride aqueous solution (HF aqueous solution) process; And d) a metal thin film deposition step of depositing a metal thin film on a connecting portion of the connection switch by using an e-beam evaporation method.
이때, 상기 베이스 기판은 SOI(Silicon-On-Insulator) 기판 또는 실리콘 기판일 수 있다.At this time, the base substrate may be a silicon-on-insulator (SOI) substrate or a silicon substrate.
경우에 따라서, 상기 MEMS 구조의 가변 축전기 구조 형성단계(S120)의 마이크로머시닝 방법은, 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법, 표면 마이크로머시닝(surface micromachining) 방법, 또는 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법과 표면 마이크로머시닝(surface micromachining) 방법을 조합한 방법일 수 있다. 이 경우, 상기 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법은 심도반응성이온식각(deep reactive ion etching) 방법일 수 있다.
In some cases, the micromachining method of the variable capacitor structure forming step (S120) of the MEMS structure may be performed by a bulk micromachining method, a surface micromachining method, or a bulk micromachining method, A surface micromachining method may be combined. In this case, the bulk micromachining method may be a deep reactive ion etching method.
본 발명은 또한, 상기 MEMS 구조의 가변 축전기를 포함하는 전자장비를 제공할 수 있다.
The present invention can also provide electronic equipment including a variable capacitor of the MEMS structure.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 MEMS 구조의 가변 축전기에 따르면, 둘 이상의 제 2 전극을 서로 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 연결스위치, 및 제 1 전극과 제 2 전극의 간극을 조절할 수 있는 제 1 전극 구동부를 구비함으로써, 넓은 튜닝 범위를 갖는 MEMS 가변 축전기를 제공할 수 있다.As described above, according to the variable capacitor of the MEMS structure of the present invention, at least one connection switch for electrically connecting two or more second electrodes to each other, and a first electrode capable of adjusting the gap between the first and second electrodes, By providing the driving unit, a MEMS variable capacitor having a wide tuning range can be provided.
또한, 본 발명의 MEMS 구조의 가변 축전기에 따르면, 연결스위치 및 렛치 구조의 연결스위치 고정부를 구비함으로써, 대용량 캐패시턴스 튜닝을 일거에 수행할 수 있다.In addition, according to the variable capacitor of the MEMS structure of the present invention, since the connection switch and the connection switch fixing portion of the latch structure are provided, large capacity capacitance tuning can be performed at any one time.
또한, 본 발명의 MEMS 구조의 가변 축전기에 따르면, 정전기 액츄에이터를 이용하여 미세한 캐패시턴스 튜닝이 가능하여, 넓은 캐패시턴스 튜닝 범위를 지님과 동시에 전 범위에서 미세한 캐패시턴스 튜닝이 가능한 MEMS 구조의 가변 축전기를 제공할 수 있다. 구체적으로, 종래 기술에 따른 캐패시터들의 경우 캐패시턴스의 조절을 위해 높은 전압을 가할수록, 캐패시턴스가 갑작스럽게 급증하는 현상이 발생하여 전 구간에서 미세한 튜닝이 불가능했으나, 본 발명의 MEMS 구조의 가변 축전기는 전 범위에서 미세한 캐패시턴스의 튜닝이 가능하다.Also, according to the variable capacitor of the MEMS structure of the present invention, it is possible to provide a variable capacitor of a MEMS structure capable of fine capacitance tuning using an electrostatic actuator, having a wide capacitance tuning range and capable of fine capacitance tuning in the entire range have. Specifically, in the case of the capacitors according to the related art, as the voltage is increased for the adjustment of the capacitance, the capacitance suddenly increases so that the tuning can not be finely performed in the entire section. However, in the MEMS structure variable capacitor according to the present invention, Tuning of minute capacitance in the range is possible.
또한, 본 발명의 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법에 따르면, SOI(Silicon On Insulator) Wafer 위에서 일괄공정으로 제작될 수 있어, 높은 수율을 갖는 대량 생산이 가능하다.
Further, according to the method for fabricating a variable capacitor of the MEMS structure of the present invention, it can be manufactured in a batch process on an SOI (Silicon On Insulator) wafer, and mass production with high yield is possible.
도 1은 종래 기술에 따른 두 개의 간극을 이용한 캐패시터를 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 캐패시터를 이용하여 튜닝 전압에 따른 캐패시턴스 값을 나타내는 그래프이다.
도 3은 종래 기술에 따른 수직방향으로 움직이는 구동부(angular vertical comb-drive)를 이용한 캐패시터를 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 3에 도시된 캐패시터를 이용하여 튜닝 전압에 따른 캐패시턴스 값을 나타내는 그래프이다.
도 5는 종래 기술에 따른 압전액츄에이터를 이용한 캐패시터를 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 5에 도시된 캐패시터를 이용하여 튜닝 전압에 따른 캐패시턴스 값을 나타내는 그래프이다.
도 7은 종래 기술에 따른 구부러진 판을 이용한 캐패시터를 나타내는 모식도이다.
도 8은 도 7에 도시된 캐패시터를 이용하여 튜닝 전압에 따른 캐패시턴스 값을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기를 나타내는 평면도이다.
도 10은 제 1 전극 구동부에 의해 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 간극을 조절하여 축전기의 용량을 조절하는 모습을 나타내는 부분 확대도이다.
도 11은 연결스위치 구동부에 의해 연결스위치가 구동되어, 인접하는 두 개의 제 2 전극을 서로 전기적으로 연결시키는 모습을 나타내는 부분 확대도이다.
도 12 및 도 13은 제 2 전극과의 간극이 가장 좁은 연결스위치부터 순차적으로 인접하는 두 개의 제 2 전극과 연결스위치가 서로 전기적으로 접속되는 모습을 나타내는 부분 확대도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기를 이용하여 개패시턴스 값을 측정한 그래프이다.
도 15는 도 14에 도시된 그래프를 종합하여 전범위에서 미세한 캐패시턴스 변화를 구현하는 모습을 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기를 제작하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 도 16에 도시된 MEMS 구조의 가변 축전기를 제작하는 방법을 나타내는 공정 모식도이다.1 is a schematic view showing a capacitor using two gaps according to the prior art.
2 is a graph showing a capacitance value according to a tuning voltage using the capacitor shown in FIG.
3 is a schematic diagram showing a capacitor using an angular vertical comb-drive according to the prior art.
4 is a graph showing a capacitance value according to a tuning voltage using the capacitor shown in FIG.
5 is a schematic diagram showing a capacitor using a piezoelectric actuator according to the related art.
6 is a graph showing a capacitance value according to a tuning voltage using the capacitor shown in FIG.
7 is a schematic view showing a capacitor using a bent plate according to the prior art.
8 is a graph showing a capacitance value according to a tuning voltage using the capacitor shown in FIG.
9 is a plan view showing a variable capacitor of a MEMS structure according to an embodiment of the present invention.
10 is a partially enlarged view showing a state in which the capacity of the capacitor is adjusted by adjusting the gap between the first electrode and the second electrode by the first electrode driver.
11 is a partially enlarged view showing a state in which a connecting switch is driven by a connecting switch driving unit to electrically connect two adjacent second electrodes to each other.
FIGS. 12 and 13 are partially enlarged views showing a state in which two second electrodes and a connection switch sequentially adjacent to each other are electrically connected to each other, from a connection switch having the narrowest gap with the second electrode.
FIG. 14 is a graph illustrating a capacitance value measurement using a variable capacitor of a MEMS structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a graph showing a state in which a minute capacitance change is implemented on a war machine by integrating the graph shown in FIG.
16 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a variable capacitor of a MEMS structure according to an embodiment of the present invention.
17 is a process schematic diagram showing a method of manufacturing a variable capacitor of the MEMS structure shown in FIG.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to the description, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical concept of the present invention.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes the case where there is another member between the two members as well as when the member is in contact with the other member.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout this specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that it may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기를 나타내는 평면도가 도시되어 있고, 도 10에는 제 1 전극 구동부에 의해 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 간극을 조절하여 축전기의 용량을 조절하는 모습을 나타내는 부분 확대도가 도시되어 있다.FIG. 9 is a plan view showing a variable capacitor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 10, a gap between a first electrode and a second electrode is adjusted by a first electrode driver, A partial enlarged view showing a state in which the adjustment is performed.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기(100)는, 제 1 전극(110), 제 2 전극(120), 제 1 전극 구동부(130), 연결스위치(140), 연결스위치 구동부(150) 및 연결스위치 고정부(160)를 포함하는 구성일 수 있다.Referring to these drawings, the
구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120)은 전기적으로 서로 분리되도록, 소정거리만큼 이격되어 인접 배치된 구조일 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 9, the
또한, 제 1 전극 구동부(130)는 제 1 전극(110)의 일측에 인접하여 배치되고, 제 1 전극(110)의 위치를 변경시킬 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 전극 구동부(130)의 구동에 의해 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120) 사이의 간극(d)이 변경됨으로써, 축전기의 축전용량을 조절할 수 있다.The
이때, 상기 언급한 제 1 전극 구동부(130)는 MEMS구조에 적용 가능한 구동기(actuator)라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 정전 구동기(electrostatic actuator)일 수 있다.Here, the
경우에 따라서, 제 1 전극(110)의 일측에는 탄성구동부(111)가 더 장착될 수 있다. 구체적으로, 탄성구동부(111)는 제 1 전극 구동부(130)와 대향하는 제 1 전극(110)의 타측에 장착될 수 있다. 이때, 탄성구동부(111)는 제 1 전극 구동부(130)의 구동력에 대항하는 탄성구동력을 제 1 전극(110)에 제공할 수 있다. 따라서, 제 1 전극 구동부(130)에 의해 제 1 전극(110)의 위치가 변경된 후, 제 1 전극 구동부(130)의 구동력이 해제되면, 탄성구동부(111)의 탄성력에 의해 제 1 전극(110)의 제자리 위치로 복귀될 수 있다. 이때, 상기 언급한 탄성구동부(111)는 MEMS 구조에 적용될 수 있어 탄성복원력을 제공할 수 있는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 마이크로 스프링일 수 있다.
In some cases, the
도 11에는 연결스위치 구동부에 의해 연결스위치가 구동되어, 인접하는 두 개의 제 2 전극을 서로 전기적으로 연결시키는 모습을 나타내는 부분 확대도가 도시되어 있다.11 is a partial enlarged view showing a state in which a connection switch is driven by a connection switch driving unit and two adjacent second electrodes are electrically connected to each other.
도 11을 도 9와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 연결스위치(140)는 인접하는 두 개의 제 2 전극(120) 사이와 인접하여 배치될 수 있다. 이때, 연결스위치(140)는 인접하는 두 개의 제 2 전극(120)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.Referring to FIG. 11 together with FIG. 9, the
구체적으로, 연결스위치(140)는 연결스위치 구동부(150)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 연결스위치 구동부(150)는 MEMS 구조에 적용 가능한 구동기(actuator)라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 비교적 긴 거리의 구동이 가능한 세브론 전열 구동기(chevron electrothermal actuator)일 수 있다.Specifically, the
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 연결스위치(140)의 위치는 연결스위치 고정부(160)에 의해 고정될 수 있다.11, the position of the
구체적으로, 연결스위치 고정부(160)는 렛치 구조(latch structure)를 포함하는 구조로서, 연결스위치(140)의 위치를 고정시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 연결스위치(140)의 일측부에는 제 2 전극(120)의 위치와 대향하는 방향으로 탄성 구동력을 제공하는 탄성구동부(142)가 장착될 수 있다. 탄성구동부(142)는 연결스위치(140)를 제자리 위치로 복귀할 수 있도록 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 또한, 렛치 구조를 포함하는 연결스위치 고정부(160)는 렛치 구조를 이용하여 평상시 연결스위치(140)와 맞물려 고정된 상태이며, 연결스위치 고정부(160)의 일측에 장착된 고정부 구동기(161)의 구동에 의해 연결스위치(140)를 놓아주어 연결스위치(140)가 제자리 위치로 복원될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 고정부 구동기(161)는 MEMS 구조에 적용 가능한 구동기(actuator)라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 전열 구동기(electrothermal actuator)일 수 있다.Specifically, the connection
따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 연결스위치(140)는 연결스위치 구동부(150)에 의해 상방으로 구동되고(도 11의 a), 연결스위치(140)는 서로 인접하는 두 개의 제 2 전극(120)을 전기적으로 연결시키며, 이와 동시에 연결스위치(140)는 렛치 구조의 연결스위치 고정부(160)에 의해 고정될 수 있다(도 11의 b). 또한, 고정부 구동기(161)의 구동에 의해 연결스위치 고정부(160)를 구동시켜 연결스위치(140)를 놓아주면, 연결스위치(140)는 탄성구동부(142)의 탄성복원력에 의해 제자리 위치로 복귀하고, 이와 동시에 전기적으로 연결되었던 두 개의 제 2 전극(120)이 다시 분리될 수 있다.(도 11의 c)11, the connecting
결과적으로, 본 실시예에 따른, MEMS 구조의 가변 축전기(100)는, 연결스위치(140)의 구동에 의해 제 2 전극(120)의 면적을 늘릴 수 있고, 이에 따라 MEMS 구조의 가변 축전기(100)의 축전용량을 제어할 수 있다. 경우에 따라서, 제 2 전극(120)과 이에 대응되는 연결스위치(140)의 수량을 늘려 가변할 수 있는 축전용량의 범위를 더욱 넓힐 수 있다.
As a result, the
도 12 및 도 13에는 제 2 전극과의 간극이 가장 좁은 연결스위치부터 순차적으로 인접하는 두 개의 제 2 전극과 연결스위치가 서로 전기적으로 접속되는 모습을 나타내는 부분 확대도가 도시되어 있다.Figs. 12 and 13 are enlarged views showing a state in which two second electrodes and a connection switch sequentially adjacent to each other are electrically connected to each other, from a connection switch having the narrowest gap with the second electrode.
이들 도면을 도 9와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기(100)는 셋 이상의 제 2 전극(120)을 포함하고, 각 제 2 전극(120) 사이에는 연결스위치(140)가 각각 배치되는 구조일 수 있다.9, the
이 경우, 각 연결스위치(140)와 제 2 전극(120) 사이의 간극은 각각 서로 다르고, 각 연결스위치(140)는 연결스위치 구동부(150)에 의해 제 2 전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.In this case, the gap between each
또한, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 각 연결스위치(140a, 140b, 140c)는, 제 2 전극(120) 사이와의 간극이 가장 좁은 것부터 넓은 것 순(140a - 140b - 140c)으로 순차적으로 전기적 연결될 수 있다.12 and 13, the connection switches 140a, 140b, and 140c are arranged in the order from the narrowest to the narrowest from the
따라서, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기(100)는, 연결스위치(140)의 구동에 따라 제 2 전극(120)의 총 면적을 순차적으로 제어할 수 있고, 결과적으로, MEMS 구조의 가변 축전기(100)의 축전용량을 미세하게 제어할 수 있다.Therefore, the
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 연결스위치(140)의 제 2 전극(120)과 접촉되는 부위에는 전기전도성 금속(141)이 증착되어, 연결스위치(140)의 접촉 저항을 최소화할 수 있다.
13, an electrically
도 14에는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 가변 축전기를 이용하여 개패시턴스 값을 측정한 그래프가 도시되어 있고, 도 15에는 도 14에 도시된 그래프를 종합하여 전범위에서 미세한 캐패시턴스 변화를 구현하는 모습을 나타내는 그래프가 도시되어 있다.FIG. 14 is a graph showing a capacitance value measured using a MEMS variable capacitor according to an embodiment of the present invention. FIG. 15 is a graph showing a capacitance change over a conventional battery, Is shown.
우선 도 14를 도 12 및 도 13과 함께 참조하면, 도 14에는 총 4 가지의 경우를 나타내는 그래프가 도시되어 있다.Referring first to FIG. 14 together with FIG. 12 and FIG. 13, FIG. 14 shows a total of four cases.
구체적으로, 도 14에는 모든 연결스위치(140a, 140b, 140c)를 작동시키지 않았을 경우, 하나의 연결스위치(140a)를 작동시켰을 경우, 두 개의 연결스위치(140a, 140b)를 작동시켰을 경우, 및 세 개의 연결스위치(140a, 140b, 140c)를 작동시켰을 경우의 그래프가 각각 도시되어 있다.More specifically, FIG. 14 shows a case where all of the connection switches 140a, 140b and 140c are not operated, one
도 14에 도시된 바와 같이, 튜닝 전압을 높임에 따라 축전용량이 급격하게 변하지 않는 것을 확인할 수 있고, 축전용량의 최대값까지 미세하게 조절 가능함을 알 수 있다.As shown in FIG. 14, it can be seen that the storage capacity does not change abruptly as the tuning voltage is increased, and it can be seen that the maximum value of the storage capacity can be finely adjusted.
도 15에는 도 14에 도시된 각 경우의 축전용량 값을 통합하여 하나의 그래프로 나타낸 것으로서, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기는 축전용량의 최대값까지 미세하게 조절 가능하고, 가변할 수 있는 축전용량의 범위 또한 종래기술 대비 현저히 향상된 것을 확인할 수 있다.FIG. 15 is a graph showing the capacitances of the respective cases shown in FIG. 14 integrated. The variable capacitors of the MEMS structure according to the present embodiment can be finely adjusted to the maximum value of the capacitances, It is confirmed that the range of the capacitance of the capacitor is remarkably improved as compared with the conventional technology.
즉, 종래 기술에 따른 캐패시터들의 경우 캐패시턴스의 조절을 위해 높은 전압을 가할수록, 캐패시턴스가 갑작스럽게 급변하는 현상이 발생하여 전 구간에서 미세한 튜닝이 곤란했으나, 본 발명의 MEMS 구조의 가변 축전기는 전 범위에서 미세한 캐패시턴스의 튜닝이 가능하다.
That is, in the case of the capacitors according to the related art, as the voltage is increased for the adjustment of the capacitance, the capacitance suddenly changes suddenly and it is difficult to finely tune the whole section. However, the variable capacitor of the MEMS structure of the present invention has a full range Tuning of the minute capacitance is possible.
한편, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기(100)는 전자장비에 장착되어 활용될 수 있다.Meanwhile, the
구체적으로, 상기 언급한 전자장비라 함은, 가변 축전기가 필요한 RF(Radio frequency) 시스템일 수 있다. 주파수 선택은 RF (Radio frequency) 시스템에서 노이즈와 간섭을 줄이는 데 있어서 매우 중요한 문제이다. 이로 인해, 주파수 선택을 할 수 있는 가변 축전기가 각종 전기 소자에 많이 응용되기 시작했고, 이는 필터, 임피던스 튜너, 안테나, VCOs (Voltage controlled oscillators) 등에 특히 널리 사용되고 있다.Specifically, the above-mentioned electronic equipment may be an RF (Radio Frequency) system requiring a variable capacitor. Frequency selection is a very important issue in reducing noise and interference in radio frequency (RF) systems. As a result, a variable capacitor capable of frequency selection has begun to be widely applied to various electric devices, and this is widely used especially in filters, impedance tuners, antennas, and VCOs (Voltage controlled oscillators).
MEMS 구조의 가변 축전기는 공진주파수를 초과하는 노이즈에 반응하지 않고, 적은 소비 전력을 지니고 있어 많이 개발되어 왔는데, 앞서 언급한 바와 같이, 종래 기술에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기는 좁은 범위의 튜닝 범위를 갖고 있는 문제점이 있었다.The variable capacitors of the MEMS structure have been developed because they do not respond to noise exceeding the resonance frequency and have low power consumption. As mentioned above, the variable capacitors of the MEMS structure according to the prior art have a narrow tuning range There was a problem.
그러나, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기는, 독특한 구조를 이용해 넓은 튜닝 범위를 달성하였으며, 스위칭과 래칭의 두 가지 메커니즘을 동시에 적용해 전 구간에서 미세하게 캐패시턴스를 튜닝할 수 있다. 이는 종래에 한번도 제안되지 않은 구조이며, RF 시스템 상에서 전기 소자가 쓰이는 빈도 추세로 보았을 때 그 활용도가 점차 증가할 것이다.
However, the variable capacitor of the MEMS structure according to the present embodiment achieves a wide tuning range by using a unique structure, and it is possible to fine tune the capacitance in all the sections by applying the two mechanisms of switching and latching simultaneously. This is a structure that has not been proposed in the past, and the utilization rate of the electric device will increase gradually in view of the frequency of use of the electric device in the RF system.
도 16에는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기를 제작하는 방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있고, 도 17에는 도 16에 도시된 MEMS 구조의 가변 축전기를 제작하는 방법을 나타내는 공정 모식도가 도시되어 있다.16 is a flowchart showing a method of manufacturing a variable capacitor of a MEMS structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a schematic diagram showing a process of manufacturing a variable capacitor of the MEMS structure shown in FIG. Respectively.
이들 도면을 도 9와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법(S100)은, 실리콘옥사이드층 형성단계(S110), 상하부면 실리콘층 에칭단계(S120), 불필요부분 제거단계(S130) 및 금속박막 증착단계(S140)를 포함하는 구성일 수 있다.9, a method S100 for fabricating a variable capacitor of a MEMS structure according to the present embodiment includes steps of forming a silicon oxide layer S110, upper and lower silicon layer etching steps S120, (S130), and a metal thin film deposition step (S140).
구체적으로, 실리콘옥사이드층 형성단계(S110)는, 베이스 기판(101) 위에 실리콘 옥사이드 층(102)을 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 패터닝 형성하는 단계이다. 이때, 베이스 기판(101)은 MEMS 구조를 형성시킬 수 있는 기판이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 SOI(Silicon-On-Insulator) 기판 또는 실리콘 기판 일 수 있다.Specifically, the silicon oxide layer forming step (S110) is a step of patterning the
MEMS 구조의 가변 축전기 구조 형성단계(S120)는 실리콘옥사이드층 형성단계(S110)로부터 제작된 기판의 상부면과 하부면에 대해서, 옥사이드 층(103)을 에치마스크(etch-mask)로 사용하여 마이크로머시닝(micromachining) 방법을 통해 MEMS 구조의 가변 축전기 구조를 형성시키는 단계이다. 이때, MEMS 구조의 가변 축전기 구조 형성단계(S120)의 마이크로머시닝 방법은, 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법, 표면 마이크로머시닝(surface micromachining) 방법, 또는 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법과 표면 마이크로머시닝(surface micromachining) 방법을 조합한 방법일 수 있다. 상기 언급한 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법은 심도반응성이온식각(deep reactive ion etching) 방법임이 바람직하다.In the variable capacitor structure forming step S120 of the MEMS structure, the
불필요부분 제거단계(S130)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 상부와 하부의 옥사이드 층(103)과 가운데 매몰 옥사이드 층(105)을 플루오르화수소 수용액(HF 수용액) 공정을 통해 제거하는 단계이다.The unnecessary portion removing step S130 is a step of removing the upper and
또한, 금속박막 증착단계(S140)는 전자빔증착방법(e-beam evaporation method)을 이용하여 금속 박막(106)을 연결스위치(140)의 접속 부위에 증착시키는 단계로서, 연결스위치(140)의 접촉 저항을 최소화할 수 있다.
The metal thin film deposition step S140 is a step of depositing the metal
따라서, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법에 따르면, 가변 축전기 제작 공정이 웨이퍼 단위의 일괄 공정으로만 이루어져 있어 대면적에 대량으로 생산할 수 있다. 결과적으로, 종래 기술대비 저감된 생산비용으로 MEMS 구조의 가변 축전기를 생산할 수 있으며, 이로 인해 그 시장성이 매우 높아질 수 있다.Therefore, according to the manufacturing method of the variable capacitor of the MEMS structure according to the present embodiment, the variable capacitor manufacturing process is performed only in a batch process in units of wafers, and can be mass-produced in a large area. As a result, a variable capacitor of the MEMS structure can be produced at a reduced production cost compared to the prior art, which can greatly increase the marketability thereof.
결과적으로, 본 실시예에 따른 MEMS 구조의 가변 축전기, 그 제작방법을 통해, 실용적 MEMS 구조의 가변 축전기의 보급도 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.
As a result, it is expected that the variable capacitor of the MEMS structure according to the present embodiment and the method of fabricating the same will be able to accelerate the diffusion of the variable capacitor of the practical MEMS structure.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the above description of the present invention, only specific embodiments thereof are described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
That is, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment and description, and various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. And such variations are within the scope of protection of the present invention.
100: MEMS 구조의 가변 축전기
110: 제 1 전극
111: 탄성구동부
120: 제 2 전극
130: 제 1 전극 구동부
140: 연결스위치
141: 전기전도성 금속
142: 탄성구동부
150: 연결스위치 구동부
160: 연결스위치 고정부
161: 고정부 구동기
S100: MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법
S110: 실리콘옥사이드층 형성단계
S120: 상하부면 실리콘층 에칭단계
S130: 불필요부분 제거단계
S140: 금속박막 증착단계
101: 베이스 기판
102: 실리콘 옥사이드 층
103: 옥사이드 층
104: 실리콘 층
105: 매몰 옥사이드 층
106: 금속 박막100: Variable Capacitor of MEMS Structure
110: first electrode
111: elastic driving part
120: second electrode
130: first electrode driver
140: Connection switch
141: Electrically conductive metal
142: elastic driving part
150: connection switch driving section
160: connection switch fixing portion
161:
S100: Manufacturing method of variable capacitor of MEMS structure
S110: Silicon oxide layer formation step
S120: upper and lower surface silicon layer etching step
S130: unnecessary part removal step
S140: Metal thin film deposition step
101: Base substrate
102: Silicon oxide layer
103: oxide layer
104: silicon layer
105: buried oxide layer
106: metal thin film
Claims (16)
제 1 전극(110);
상기 제 1 전극(110)과 전기적으로 분리되도록 소정거리만큼 이격되어 인접 배치된 셋 이상의 제 2 전극(120);
제 1 전극(110)의 일측에 인접하여 배치되고, 제 1 전극(110)의 위치를 변경시킴으로써 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120) 사이의 간극을 조절하여 축전기의 용량을 조절하는 제 1 전극 구동부(130);
인접하는 제 2 전극(120)들 사이에 인접하여 각각 배치되고, 인접하는 두 개의 제 2 전극(120)을 서로 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 연결스위치(140);
연결스위치(140)에 구동력을 제공하는 연결스위치 구동부(150); 및
연결스위치(140)의 위치를 고정시키는 연결스위치 고정부(160);
를 포함하고,
상기 각 연결스위치(140)와 제 2 전극(120) 사이의 간극은 각각 서로 다르고,
각 연결스위치(140)는 연결스위치 구동부(150)에 의해 제 2 전극(120)과 전기적으로 연결되며,
각 연결스위치(140)는, 제 2 전극(120) 사이와의 간극이 가장 좁은 것부터 넓은 것 순으로 순차적으로 전기적으로 연결시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
A variable capacitor (100) of a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) structure capable of varying a capacitance,
A first electrode 110;
Three or more second electrodes 120 spaced apart from each other by a predetermined distance so as to be electrically separated from the first electrode 110;
The capacitance of the capacitor is adjusted by adjusting the gap between the first electrode 110 and the second electrode 120 by changing the position of the first electrode 110 disposed adjacent to one side of the first electrode 110 A first electrode driver 130;
At least one connection switch (140) disposed adjacent to the adjacent second electrodes (120) and electrically connecting the adjacent two second electrodes (120) to each other;
A connection switch driver 150 for providing a driving force to the connection switch 140; And
A connection switch fixing portion 160 for fixing the position of the connection switch 140;
Lt; / RTI >
The gaps between the connection switches 140 and the second electrodes 120 are different from each other,
Each connection switch 140 is electrically connected to the second electrode 120 by a connection switch driver 150,
Wherein each of the connection switches (140) can be sequentially electrically connected in order from the narrowest to the largest gap between the second electrodes (120).
상기 MEMS 구조의 가변 축전기(100)는:
상기 제 1 전극 구동부(130)와 대향하는 제 1 전극(110)의 타측에 장착되고, 제 1 전극 구동부(130)의 구동력에 대항하는 탄성구동력을 제 1 전극(110)에 제공하는 탄성구동부(111)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
The method according to claim 1,
The variable capacitor 100 of the MEMS structure includes:
An elastic driving part mounted on the other side of the first electrode 110 facing the first electrode driving part 130 and providing an elastic driving force against the driving force of the first electrode driving part 130 to the first electrode 110 111). ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 탄성구동부(111)는 마이크로 스프링인 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
3. The method of claim 2,
Wherein the elastic driving part (111) is a microspring.
상기 제 1 전극 구동부(130)는 정전 구동기(electrostatic actuator)인 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
The method according to claim 1,
Wherein the first electrode driver (130) is an electrostatic actuator.
상기 연결스위치(140)의 제 2 전극(120)과 접촉되는 부위에는 전기전도성 금속(141)이 증착되어 있는 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
The method according to claim 1,
Wherein an electrically conductive metal (141) is deposited on a portion of the connection switch (140) in contact with the second electrode (120).
상기 연결스위치 구동부(150)는, 쉐브론 전열 구동기(chevron electrothermal actuator)인 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
The method according to claim 1,
Wherein the connection switch driver (150) is a chevron electrothermal actuator (MEMS).
상기 연결스위치 고정부(160)는 렛치 구조(latch structure)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
The method according to claim 1,
Wherein the connection switch fixing portion (160) includes a latch structure.
상기 연결스위치(140)의 일측부에는 제 2 전극(120)의 위치와 대향하는 방향으로 탄성 구동력을 제공하는 탄성구동부(142)가 장착되는 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
9. The method of claim 8,
And an elastic driving part (142) for providing an elastic driving force in a direction opposite to a position of the second electrode (120) is mounted on one side of the connection switch (140).
상기 연결스위치 고정부(160)의 일측에는 고정부 구동기(161)가 장착되고,
상기 고정부 구동기(161)로부터 구동력을 제공받아 연결스위치 고정부(160)가 구동되는 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
9. The method of claim 8,
The fixed switch driver 161 is mounted on one side of the connection switch fixing portion 160,
And the connection switch fixing portion 160 is driven by receiving a driving force from the fixing portion driver 161. The MEMS variable capacitor according to claim 1,
상기 고정부 구동기(161)는 전열 구동기(electrothermal actuator)인 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기.
11. The method of claim 10,
Wherein the fixed-portion driver (161) is an electrothermal actuator.
a) 베이스 기판(101) 위에 실리콘 옥사이드 층(102)을 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 패터닝 형성하는 실리콘옥사이드층 형성단계(S110);
b) 상기 실리콘옥사이드층 형성단계(S110)로부터 제작된 기판의 상부면과 하부면에 대해서, 옥사이드 층(103)을 에치마스크(etch-mask)로 사용하여 마이크로머시닝(micromachining) 방법을 통해 MEMS 구조의 가변 축전기 구조를 형성시키는 MEMS 구조의 가변 축전기 구조 형성단계(S120);
c) 상부와 하부의 옥사이드 층(103)과 가운데 매몰 옥사이드 층(105)을 플루오르화수소(HF) 수용액 공정을 통해 제거하는 불필요부분 제거단계(S130); 및
d) 전자빔증착방법(e-beam evaporation method)을 이용하여 금속 박막(106)을 연결스위치(140)의 접속 부위에 증착시키는 금속박막 증착단계(S140);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법.
A method of manufacturing a variable capacitor of a MEMS structure (S100) for fabricating a variable capacitor of a MEMS structure according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 11,
a) forming a silicon oxide layer (S110) on the base substrate 101 by patterning the silicon oxide layer 102 using photolithography;
b) Using the oxide layer 103 as an etch-mask with respect to the upper and lower surfaces of the substrate fabricated from the silicon oxide layer forming step (S110), the MEMS structure 103 is formed by a micromachining method. A variable capacitor structure forming step (S120) of forming a variable capacitor structure of a MEMS structure;
c) unnecessary part removing step (S130) of removing the upper and lower oxide layers 103 and the middle buried oxide layer 105 through a hydrogen fluoride (HF) aqueous solution process; And
d) a metal thin film deposition step (S140) of depositing the metal thin film (106) on the connecting portion of the connection switch (140) using an e-beam evaporation method;
Wherein the MEMS capacitor comprises a first electrode and a second electrode.
상기 베이스 기판(101)은 SOI(Silicon-On-Insulator) 기판 또는 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the base substrate (101) is an SOI (Silicon-On-Insulator) substrate or a silicon substrate.
상기 MEMS 구조의 가변 축전기 구조 형성단계(S120)의 마이크로머시닝 방법은, 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법, 표면 마이크로머시닝(surface micromachining) 방법, 또는 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법과 표면 마이크로머시닝(surface micromachining) 방법을 조합한 방법인 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법.
13. The method of claim 12,
The micromachining method of the variable capacitor structure forming step (S120) of the MEMS structure may be a bulk micromachining method, a surface micromachining method, or a bulk micromachining method and a surface micromachining method a surface micromachining method is combined with the method of fabricating the variable capacitor of the MEMS structure.
상기 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining) 방법은 심도반응성이온식각(deep reactive ion etching) 방법인 것을 특징으로 하는 MEMS 구조의 가변 축전기 제작방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the bulk micromachining method is a deep reactive ion etching method. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
An electronic equipment comprising a variable capacitor (100) of MEMS structure according to any one of claims 1 to 4, 6 to 11.
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| KR20140079834A (en) | 2006-09-27 | 2014-06-27 | 가부시키가이샤 니콘 | Electronic element, variable capacitor, micro switch, method for driving micro switch, mems type electronic element, micro actuator and mems optical element |
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| A. Unamuno et al., 'Modeling and Charaterization of a Vernier Latching MEMS Variable Optical Attenuator,' Journal of Microelectromechanical systems, 22(5), 2013.10.05.,1229-1241 |
| Unamuno et al., 'Modeling and Charaterization of a Vernier Latching MEMS Variable Optical Attenuator,' Journal of Microelectromechanical systems, 22(5), 2013.10.05.,1229-1241 * |
| 권지한, ‘MEMS Variable Capacitor with Micro Switching Actuator for Wide Tuning Range,’ 연세대학교 대학원, 석사학위논문, 2009.02. * |
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