KR20050076149A - 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치 및 그 제조방법 - Google Patents

압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압전력에 의한 구동을 이용하여 인가전압이 낮고, 높은 신뢰성, 낮은 삽입 손실, 높은 격리도 및 빠른 스위칭 속도를 갖는 압전 구동형 알에프(RF) 미세기전 시스템(MEMS) 스위치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 알에프(RF) 신호가 입출력되는 하나의 신호선과, 상기 신호선을 중심으로 좌우측에 형성된 접지선으로 구성된 하부기판과; 외부로부터 전원이 공급되면 압전 특성에 의해 기계적 작동을 유발하는 압전 커패시터와, 상기 압전 커패시터의 동작에 의해 상기 하부기판 상의 신호선을 단락(short) 또는 오픈(open)시키는 접촉판과, 상기 압전 커패시터와 접촉판을 연결하는 지지층으로 구성된 상부기판을 포함하여 구성함으로써, 낮은 구동 전압 및 높은 신뢰성 그리고 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있고, 낮은 단가 및 높은 수율을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치 및 그 제조 방법{RF MEMS SWITCH USING PIEZOELECTRIC ACTUATION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 압전 구동형 알에프(RF) 미세기전 시스템(MEMS) 스위치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 압전력에 의한 구동을 이용하여 인가전압이 낮고, 높은 신뢰성, 낮은 삽입 손실, 높은 격리도 및 빠른 스위칭 속도를 갖는 압전 구동형 알에프(RF) 미세기전 시스템(MEMS) 스위치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보 통신이 급속도로 발달하면서, 정보 통신 전자 시스템의 소형화, 경량화, 고성능화가 요구됨에 따라 이들을 구성하는 부품 소자들의 개발이 필요하게 되었다. 특히 이들 부품 소자 중에 RF 스위치는 시스템의 신호를 제어하기 위해서 널리 사용된다. 현재 정보 통신 시스템의 스위치로는 FET 스위치 또는 PIN 다이오드 등과 같은 반도체 스위치가 널리 사용되고 있다. 하지만, 이들 스위치는 구동시 높은 전력 손실, 왜곡 현상, 비선형성, 높은 삽입 손실 및 낮은 격리도 등의 많은 단점을 가지고 있다.
최근 이러한 문제점을 해결하기 위해 마이크로 머시닝이라는 신기술을 적용한 RF(radio frequency) 미세기전 시스템(MEMS, micro electro mechanical system) 스위치에 대한 관심이 높아지고 있다.
RF MEMS 스위치는 기계적 작동을 통하여 RF 전송선에서 회로를 단락(short) 또는 오픈(open)시키는 부품 소자이다. RF MEMS 스위치는 FET나 PIN 다이오드와 같은 반도체 스위치보다 저항 손실이 적고, 낮은 전력을 사용하며, 신호의 왜곡이 적고 격리도가 커서 디지털 제어형 안테나, 인공 위성 시스템, 각종 이동 통신의 송수신 스위치 등 다양한 응용 분야에 적용될 수 있다. 그럼, RF MEMS 스위치에 대해 간단히 설명한다.
도1은 저항형 RF MEMS 스위치의 구조(a) 및 그에 대한 회로(b)를 도시한 것으로, 구동기(미도시)에 연결된 금속 접촉판(1)이 움직여서 끊어진 두 전송선로(RF in 라인과 RF out 라인)를 연결함으로 스위칭 하는 원리를 갖고 있다. 즉, 구동기가 동작하였을 때는 접촉판(1)인 스위치(SW1)에 의해 단락상태가 되고, 구동기가 동작하지 않을 때는 오픈 상태가 된다.
도2는 용량형 RF MEMS 스위치의 구조(a) 및 그에 대한 회로(b)를 도시한 것으로, 구동기에 연결된 금속/유전체/금속 구조로 형성된 커패시터 접촉판(2)이 이동하여 신호의 온/오프를 제어한다. 즉, 커패시터 접촉판(2)이 가변 커패시터(SW2)로 작동하여 스위칭하는 원리를 갖는다. 여기에서는 구동기가 동작하였을 때 접지쪽으로의 용량 값이 증가하므로 오픈 상태가 되고, 구동기가 동작하지 않을 때는 단락 상태가 된다.
상기와 같은 RF MEMS 스위치의 구동기를 동작시키는 힘에는 정전기력(electrostatic), 전자기력(electromagnetic), 열(thermal), 및 압전력(piezoelectric)에 의한 것 등이 있다. 이중 정전기력에 의한 구동을 이용한 스위치는 자성, 압전성, 및 열선 등의 특수한 재료 없이 만들어 질 수 있다는 점과 비교적 높은 스위칭 스피드를 갖는다는 이유로 현재 가장 많이 연구되고 있다. 하지만, 정전기력에 의한 구동은 높은 인가전압이 필요하며 낮은 신뢰성 등 여러 가지 문제점을 가지고 있다.
상기와 같이 종래 RF 반도체 스위치는 구동 시 높은 전력 손실, 왜곡 현상, 비선형성, 높은 삽입 손실, 및 낮은 격리도 등과 같은 문제점이 있었다.
또한, 정전기력을 이용한 RF MEMS 스위치는 높은 인가전압이 필요하고, 신뢰성이 낮은 문제점이 있었다.
따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 인가되는 구동전압에 의해 수축 또는 팽창하는 압전 커패시터에 의해 그 압전 커패시터와 연결되어 있는 지지층을 위 또는 아래로 움직이도록 하여 그 지지층 상부에 형성된 금속 접촉판 또는 커패시터 접촉판과 신호선의 접촉 여부에 따라 그 신호선을 단락 또는 오픈시킴으로써, 낮은 구동 전압 및 높은 신뢰성 그리고 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있는 압전 구동형 RF MEMS 스위치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 신호선 및 접지선을 따로 제작하고, 실리콘 및 유리 기판을 이용하여 외부 패드와 연결하기 때문에 낮은 단가 및 높은 수율을 얻을 수 있는 압전 구동형 RF MEMS 스위치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치는 알에프(RF) 신호가 입출력되는 하나의 신호선과; 상기 신호선을 중심으로 좌우측에 형성된 접지선으로 구성된 하부기판과; 외부로부터 전원이 공급되면 압전 특성에 의해 기계적 작동을 유발하는 압전 커패시터와; 상기 압전 커패시터의 동작에 의해 상기 하부기판 상의 신호선을 단락(short) 또는 오픈(open)시키는 접촉판과; 상기 압전 커패시터와 접촉판을 연결하는 지지층으로 구성된 상부기판을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치 제조 방법은 상부기판 상에 실리콘 질화물층과 실리콘 산화물층을 형성하고, 그 상부에 하부 전극, 압전체층, 상부 전극을 순차적으로 증착한 후 상기 실리콘 산화물층의 일부가 노출되도록 식각하여 압전 커패시터를 형성하는 단계와; 상기 노출된 실리콘 산화물층 상부의 일부 영역에 접촉판을 형성하는 단계와; 상기 실리콘 질화물층과 실리콘 산화물층 상부에 형성된 상기 압전 커패시터와 접촉판 영역을 제외한 나머지 부분을 식각하여 지지층을 형성하는 단계와; 상기 지지층이 형성된 상부기판의 일부 영역 및 노출된 영역을 습식 식각하여 상기 지지층의 일부 영역과 상부기판의 일부 영역을 이격시키는 단계로 이루어진 상판 제조 과정과; 하부기판의 중앙부분 또는 외곽부분을 소정 식각하는 단계와; 상기 하부기판 상에 신호선 및 접지선이 형성될 외곽부분의 일부 영역에 관통홀(Via)을 형성하는 단계와; 상기 관통홀에 금속을 채우고, 하부기판 상부에 신호선 및 하나 이상의 접지선을 형성하는 단계와; 상기 신호선 및 접지선을 외부와 연결하기 위해 관통홀이 형성된 하부기판의 하부 영역에 연결 패드를 형성하는 단계로 이루어진 하판 제조 과정과; 상기 형성된 상판과 하판을 솔더 범프(bump) 또는 유기 범프를 사용하여 부착시키는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 압전 구동형 RF MEMS 스위치 및 그 제조 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.
본 발명에 대한 상세한 설명에 앞서, 압전력을 이용한 구동부에 대해 도3을 참고하여 간략히 설명한다.
도3은 압전력을 이용한 구동부의 동작 원리를 도시한 도로서, 전압을 인가하는 상하부 전극(11, 13)과 상기 전압에 의해 수축 또는 팽창하는 압전체(12)로 구성된다(도3a). 구동부는 상하부 전극(11, 13)에 양 또는 음의 전압을 인가할 경우 상하부 전극(11, 13) 사이에 있는 압전체(12)의 스트레인(strain)이 변화하여 수축 또는 팽창함으로써 압전 커패시터(10)와 연결되어 있는 지지층(미도시)에 대한 응력으로 위 또는 아래로 움직인다. 이때, 상기 지지층은 일반적으로 실리콘, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어진다.
또한, 압전 커패시터(10)와 지지층의 두께비 및 압전 물질의 압전 상수에 의해 인가 전압(V)에 따른 변위(h)가 결정된다(도3b).
여기서, 압전 커패시터(10)와 지지층의 두께비를 조절하거나 압전체(12)를 압전상수가 높은 PZT(Pb(Zr,Ti)O3)와 같은 물질을 사용하면 인가 전압을 낮출 수 있다. 또한, 압전체(12)의 동작은 안정되며, 짧은 반응시간을 가지므로 압전력을 이용한 RF MEMS 스위치는 높은 신뢰성 및 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있다.
도4는 본 발명에 따른 저항형 RF MEMS 스위치의 단면도(a)와 용량형 RF MEMS 스위치의 단면도(b)를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 상부기판(20)에 연결되고, 상기 상부기판(20) 및 하부기판(60) 사이에 형성된 금속 접촉판(30) 또는 커패시터 접촉판(80)과, 상부기판(20)과 하부기판(60)을 부착시키는 솔더 범프(bump) 또는 유기 범프(40)와, 중앙 부분이 소정 식각된 하부기판(60) 상에 형성된 신호선(50, 90) 및 접지선(미도시)과, 하부기판(60)에 형성된 관통홀(Via)에 채워진 연결선(61)을 통해 상기 신호선(50, 90) 및 접지선과 연결되는 연결 패드(70)로 구성된다.
상기 커패시터 접촉판(80)은 금속층/유전체층/금속층 구조로 이루어지고, 도시하지는 않았지만, 상기 금속 접촉판(30) 및 커패시터 접촉판(80)은 지지층 상부에 형성된다.
여기서, 상기 하부기판(60)은 중앙 부분이 아닌 외곽 부분이 소정 식각된 형태가 될 수도 있는데, 이 경우 하부기판(60)의 중앙 부분이 다른 부분에 비해 올라가기 때문에 상부기판(20)의 접촉판(30, 80)과 하부기판(60)의 신호선(50, 90) 사이의 간격을 가깝게 해야할 때 필요하다.
도5는 도4a에 도시한 저항형 RF MEMS 스위치의 상부기판 단면도(A-A')(a)와 도4b에 도시한 용량형 RF MEMS 스위치의 상부기판 단면도(B-B')를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 상부 기판(20)은 금속 접촉판(30) 또는 커패시터 접촉판(80)이 지지층(21, 22)을 통해 연결되고, 상기 지지층(21, 22)과 상부 기판(20)을 공간적으로 이격시키기 위해 일부 영역이 식각된 상태이며, 하부전극(23)/압전체층(24)/상부전극(25)으로 이루어진 압전 커패시터(100)는 상기 지지층(21, 22) 상부에 형성된 금속 접촉판(30) 또는 커패시터 접촉판(80)과 이격되어 형성된다.
상기 압전체층(24)을 구성하는 물질은 기본적으로 PZT(Pb(Zr,Ti)O3) 구조로 이루어지고, 인가 전압에 대한 기계적 동작의 선형성 및 PZT 구조의 정방성을 위하여 Zr과 Ti의 비를 6:4로 하여 제조한다.
또한, 커패시터 접촉판(80)은 하부 금속층(81)/유전체층(82)/상부 금속층(83)으로 이루어지고, 하부 금속층(81)은 압전 커패시터(100)의 하부 금속(23)과 접촉되는데, 이는 커패시터 접촉판(80)의 하부 금속층(81)을 상기 압전 커패시터(100)의 하부 금속(23)을 통해 하부 기판 상에 형성될 접지선과 연결하기 위한 것이다.
여기서, 상기 금속 접촉판(30)은 저항을 낮추고, 지지층(21, 22)과의 결합을 좋게 하기 위하여 Ti/Au 또는 Cr/Au로 하고, 금속 접촉판(30)과 하부기판에 형성된 신호선과의 접촉 시 접합되는 현상 또는 표면의 손상을 방지하기 위하여 기계적 강도가 높고 융점이 높은 Mo 또는 W로 얇게 증착하여 전체적으로 Ti/Au/Mo, Ti/Au/W, Cr/Au/Mo, Cr/Au/Mo 중 하나의 구조를 갖도록 한다.
또한, 상기 커패시터 접촉판(80)의 상부 금속층(83)은 Cr/Au/Cr 또는 Ti/Au/Cr의 구조를 갖고, 하부 금속층(81)은 Cr/Au/Mo 또는 Cr/Au/W의 구조를 갖는다.
이하, 본 발명에 대한 제조 과정을 용량형 RF MEMS 스위치의 제조 과정으로 설명한다.
도6은 본 발명에 따른 용량형 RF MEMS 스위치의 상부기판에 대한 제조 과정을 도시한 것으로, 도6a에 도시된 바와 같이, 상부 기판(20) 상하면에 저압 화학 기상 증착법을 이용하여 지지층으로 사용되는 실리콘 질화물층(21)과 실리콘 산화물층(22)을 순차적으로 형성하고, 상기 지지층 상부에 하부 전극(23)과 압전체층(24) 그리고 상부 전극(25)을 순차적으로 형성한 후 상기 하부 전극(23)이 노출되도록 상기 상부전극(25) 및 압전체층(24)을 패터닝하고 식각한다.
그 다음, 도6b에 도시된 바와 같이, 상기 하부 전극(23)을 패터닝하고 식각하여 실리콘 산화물층(22)의 일부 영역이 노출되도록 한다. 이때, 형성된 하부 전극(23)은 후에 형성될 커패시터 접촉판의 하부 금속층과 전기적으로 연결시키기 위해 압전 커패시터(100)의 상부 전극(25) 및 압전체층(24)보다 크게 패터닝한다.
그 다음, 도6c에 도시된 바와 같이, 상기 지지층의 일부 영역과 노출된 하부 금속(23) 상부에 하부 금속층(81)과 유전체층(82) 그리고 상부 금속층(83)을 순차적으로 증착하고, 패터닝하여 커패시터 접촉판(80)을 형성한다.
그 다음, 도6d에 도시된 바와 같이, 상기 압전 커패시터(100)와 커패시터 접촉판(80)의 지지층을 형성하기 위해 실리콘 산화물층(22)과 실리콘 질화물층(21)을 패터닝하고 식각한다.
그 다음, 도6e에 도시된 바와 같이, 압전 커패시터(100)를 소정의 보호층(미도시)을 이용하여 보호한 후 상부기판(20)의 일부 영역을 KOH, HNA, TMAH, EDP 및 NaOH 등을 이용한 습식식각을 통해 상부 기판(20)의 노출된 영역 및 지지층이 형성된 상부 기판(20)의 일부 영역을 식각하여 지지층의 일부를 공간적으로 이격시킨다.
이러한 과정을 통해 용량형 RF MEMS 스위치의 상부기판을 제조할 수 있는데, 상기 지지층을 실리콘 산화물층과 실리콘 질화물층의 두 층으로 형성하지 않고, 실리콘 산화물과 실리콘 질화물의 복합물질로 이루어진 하나의 층으로 형성할 수도 있다.
도7은 상기 용량형 RF MEMS 스위치의 상부 기판 평면도의 일예를 도시한 것으로, 사각형 형태의 커패시터 접촉판(80)과 하나의 압전 커패시터(100) 캔틸레버(cantilever)에 의해 형성되거나(도7a), 사각형 형태의 커패시터 접촉판(80)과 네 개의 압전 커패시터(100) 캔틸레버에 의해 형성되거나(도7b) 또는 마름모 형태의 커패시터 접촉판(80)과 네 개의 압전 커패시터(100) 캔틸레버에 의해 형성될 수 있다(도7c). 이때, 상기 커패시터 접촉판(80)과 압전 커패시터(100) 캔틸레버는 힌지(26)로 연결되고, 상기 힌지(26)는 지지층과 압전 커패시터(100)의 하부 전극으로 구성된다.
상기 도7b에 도시된 형태는 커패시터 접촉판(80)의 이동이 상부기판(20)과 평행하게 이루어지므로 커패시터 접촉판(80)과 하부 기판 상의 신호선과의 접촉면이 넓어지는 장점이 있으며, 도7c에 도시된 형태는 힌지(26)가 커패시터 접촉판(80)의 무게 중심선의 연장선과 일치하므로 같은 인가 전압에서 더 큰 변위를 얻을 수 있어 동작 전압을 낮출 수 있는 장점이 있다.
물론, 저항형 RF MEMS 스위치의 상부 기판 평면도도 도7과 같은 형태로 도시될 수 있고, 단지 금속 접촉판(30)과 압전 커패시터(100) 캔틸레버를 연결하는 힌지(26)가 지지층으로만 구성된 것에 그 차이가 있다.
도8은 본 발명에 따른 용량형 RF MEMS 스위치의 하부기판을 제조하는 과정에 대한 단면도를 도시한 것으로, 도8a에 도시된 바와 같이, 하부기판(60)인 실리콘 또는 유리 기판의 중앙 부분을 습식 또는 건식 식각한다.
그 다음, 도8b에 도시된 바와 같이, 후에 형성될 신호선 및 접지선과 연결 패드를 연결하기 위해 하부기판(60)의 가장 자리를 건식 식각하여 깊은 홈을 형성한다. 이때, 상기 하부기판(60)의 식각은 실리콘 기판인 경우에는 플라즈마 건식 식각을 실시하고, 유리 기판인 경우에는 샌드 블래스터(sand blaster) 식각이나 레이저 커팅(laser cutting)법으로 실시한다.
그 다음, 도8c에 도시된 바와 같이, 하부기판(60)의 하부를 화학 기계 연마법(CMP : Chemical Mechanical Polishing)을 통하여 상부의 가장자리에 형성된 홈이 관통홀(Via)이 될 때까지 연마한다.
그 다음, 도8d에 도시된 바와 같이, 전기 분해 도금법 또는 메탈 페이스트를 이용하여 금(Au), 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등으로 채워 연결선(61)을 형성한다.
마지막으로, 도8e에 도시된 바와 같이, 하부 기판(60)의 하부를 패터닝한 후 금속을 증착하여 외부회로와 연결되는 외부 패드(70)를 형성하고, 하부 기판(60)의 상부에 금속을 증착하고 패터닝하여 신호선(90) 및 접지선(미도시)을 형성한다.
물론, 저항형 RF MEMS 스위치의 하부 기판에 대한 제조 과정도 상기와 같은 과정을 통해 형성되며 단지 신호선 형성 시 하나로 연결되는 신호선이 아닌 금속 접촉판이 접촉될 부분이 단락된 신호선 즉, 중앙 부분이 끊긴 신호선을 형성한다.
이와 같은 과정을 통해 형성된 용량형 RF MEMS 스위치의 하부 기판에 대한 입체도를 도9에 도시하였다. 도시된 바와 같이, 하부기판(60) 상부의 중앙부분에 신호선(90)이 형성되고, 그 신호선(90)을 중심으로 좌우 대칭되는 접지선(91)이 형성되며, 상부기판(20)에 형성된 커패시터 접촉판(80)의 하부 금속층이 상기 접지선(91)과 연결된다. 즉, 압전 커패시터(100)의 하부 금속(23)이 하부 기판(60)상의 접지선(91)과 연결된다.
본 발명은 도6과 도8의 과정을 통해 형성된 상부 기판과 하부 기판을 솔더 범프 또는 유기 범프(40)를 이용하여 부착하여 형성되는데, 접촉판(30, 80)과 신호선(50, 90) 사이의 간격(또는 높이)은 범프(40)의 높이(일반적으로 5[㎛])와 하부 기판(60)의 중앙부분 식각 정도 또는 외곽부분의 식각 정도에 따라 달라진다. 예를 들어, 하부기판(60)의 중앙부분이 식각된 경우에는 접촉판과 신호선의 간격이 범프의 높이보다 커지고, 외곽 부분이 식각된 경우에는 접촉판과 신호선의 간격이 범프의 높이보다 작아지게 된다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 인가되는 구동전압에 의해 수축 또는 팽창하는 압전 커패시터에 의해 그 압전 커패시터와 연결되어 있는 지지층을 위 또는 아래로 움직이도록 하여 그 지지층 상부에 형성된 금속 접촉판 또는 커패시터 접촉판과 신호선의 접촉 여부에 따라 그 신호선을 단락 또는 오픈시킴으로써, 낮은 구동 전압 및 높은 신뢰성 그리고 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 신호선 및 접지선을 따로 제작하고, 실리콘 및 유리 기판을 이용하여 외부 패드와 연결하기 때문에 낮은 단가 및 높은 수율을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도1은 저항형 RF MEMS 스위치의 구조(a) 및 등가회로도(b).
도2는 용량형 RF MEMS 스위치의 구조(a) 및 등가회로도(b).
도3은 전압이 인가되지 않은 상태의 압전 커패시터 상태도(a) 및 양의 전압이 인가된 상태의 압전 커패시터 상태도(b).
도4a 내지 도4b는 본 발명에 따른 저항형 RF MEMS 스위치의 단면도(a) 및 용량형 RF MEMS 스위치의 단면도(b).
도5a 내지 도5b는 본 발명에 따른 저항형 RF MEMS 스위치의 상부 기판 단면도(a) 및 용량형 RF MEMS 스위치의 상부 기판 단면도(b).
도6a 내지 도6e는 본 발명에 따른 용량형 RF MEMS 스위치의 상부 기판 제조 과정을 도시한 단면도.
도7a 내지 도7c는 본 발명 압전 구동형 RF MEMS 스위치의 상부 기판에 대한 일 실시예 평면도.
도8a 내지 도8e는 본 발명에 따른 용량형 RF MEMS 스위치의 하부 기판 제조 과정을 도시한 단면도.
도9는 본 발명에 따른 용량형 RF MEMS 스위치의 하부 기판에 대한 일 실시예 입체도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
20:상부기판 21:실리콘 질화물층
22:실리콘 산화물층 23:하부 금속
24:압전체층 25:상부 금속
26:힌지 30:금속 접촉판
40:솔더 범프 50, 90:신호선
60:하부기판 61:연결선
70:외부 패드 80:커패시터 접촉판
81:하부 금속층 82:유전체층
83:상부 금속층 91:접지선
100:압전 커패시터

Claims (19)

  1. 알에프(RF) 신호가 입출력되는 하나의 신호선과; 상기 신호선을 중심으로 좌우측에 형성된 접지선으로 구성된 하부기판과;
    외부로부터 전원이 공급되면 압전 특성에 의해 기계적 작동을 유발하는 압전 커패시터와; 상기 압전 커패시터의 동작에 의해 상기 하부기판 상의 신호선을 단락(short) 또는 오픈(open)시키는 접촉판과; 상기 압전 커패시터와 접촉판을 연결하는 지지층으로 구성된 상부기판을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상부기판과 하부기판을 접촉시키기 위한 솔더 범프(bump) 또는 유기 범프를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접촉판은 하나의 금속층으로 이루어진 금속 접촉판이고, 상기 신호선은 중앙 부분이 끊겨 있으며 그 길이는 상기 금속 접촉판의 접촉 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속 접촉판은 저항을 낮추고, 지지층과의 결합을 위한 Ti/Au 또는 Cr/Au 구성에 상기 신호선과 접합되거나 표면이 손상되는 것을 방지하기 위한 Mo 또는 W이 추가된 Ti/Au/Mo, Cr/Au/Mo, Ti/Au/W, Cr/Au/Mo 중 하나의 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접촉판은 하부 금속층/유전체층/상부 금속층으로 이루어진 커패시터 접촉판이고, 상기 하부 금속층이 상기 접지선과 연결되어 상기 커패시터 접촉판이 상기 신호선과 접촉될 때 오픈되는 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상부 금속층은 Cr/Au/Cr 또는 Ti/Au/Cr로 구성되고, 상기 하부 금속층은 Cr/Au/Mo 또는 Cr/Au/W로 구성된 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 압전 커패시터는 하부 금속/압전체층/상부 금속으로 구성되고, 상기 압전체층은 PZT(Pb(Zr,Ti)O3)로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 PZT의 Zr과Ti의 비가 6:4인 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접촉판의 모양은 사각형 또는 마름모이고, 각 꼭지점은 각각의 압전 커패시터와 연결된 브리지(bridge) 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하부 기판은 중앙 부분이 들어간 형태이거나 외곽 부분이 들어간 형태인 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 지지층은 실리콘 질화물과 실리콘 산화물로 각각 구성된 연속된 두층으로 구성되거나 실리콘 질화물과 실리콘 산화물이 복합된 하나의 층으로 구성된 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 신호선 및 접지선을 외부와 연결하기 위한 외부 패드를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치.
  13. 상부기판 상에 실리콘 질화물층과 실리콘 산화물층을 형성하고, 그 상부에 하부 전극, 압전체층, 상부 전극을 순차적으로 증착한 후 상기 실리콘 산화물층의 일부가 노출되도록 식각하여 압전 커패시터를 형성하는 단계와; 상기 노출된 실리콘 산화물층 상부의 일부 영역에 접촉판을 형성하는 단계와; 상기 실리콘 질화물층과 실리콘 산화물층 상부에 형성된 상기 압전 커패시터와 접촉판 영역을 제외한 나머지 부분을 식각하여 지지층을 형성하는 단계와; 상기 지지층이 형성된 상부기판의 일부 영역 및 노출된 영역을 습식 식각하여 상기 지지층의 일부 영역과 상부기판의 일부 영역을 이격시키는 단계로 이루어진 상판 제조 과정과;
    하부기판의 중앙부분 또는 외곽 부분을 소정 식각하는 단계와; 상기 하부기판 상에 신호선 및 접지선이 형성될 외곽부분의 일부 영역에 관통홀(Via)을 형성하는 단계와; 상기 관통홀에 금속을 채우고, 하부기판 상부에 신호선 및 하나 이상의 접지선을 형성하는 단계와; 상기 신호선 및 접지선을 외부와 연결하기 위해 관통홀이 형성된 하부기판의 하부 영역에 연결 패드를 형성하는 단계로 이루어진 하판 제조 과정과;
    상기 형성된 상판과 하판을 솔더 범프(bump) 또는 유기 범프를 사용하여 부착시키는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 하부 기판의 중앙 부분 또는 외곽 부분은 플라즈마 건식 식각이나 샌드 블래스터(sand blaster) 식각 또는 레이저 커팅법에 의해 식각되는 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 상부 기판은 KOH, HNA, TMAH, EDP 및 NaOH을 이용한 습식 식각에 의해 식각되는 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 관통홀(Via)은 상기 신호선 및 접지선이 형성될 외곽부분의 일부 영역을 식각하여 홈을 형성한 후 상기 하부기판의 하부를 화학 기계 연마법(CMP)으로 연마하여 형성한 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 접촉판은 상기 노출된 실리콘 산화물층 상부에 금속 물질을 증착하고 패터닝하여 형성한 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치 제조 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 접촉판은 상기 노출된 실리콘 산화물층 상부에 하부 금속층과 유전체층 그리고 상부 금속층을 순차적으로 증착하고 패터닝하여 하부 금속층/유전체층/상부 금속층을 형성하고, 상기 하부 금속층은 상기 압전 커패시터의 하부 금속과 연결되도록 형성한 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 압전 커패시터의 하부 금속은 상기 하부 금속층과 연결되도록 상기 압전 커패시터의 상부 금속 및 압전체층보다 더 넓게 패터닝된 것을 특징으로 하는 압전 구동형 알에프 미세기전 시스템 스위치 제조 방법.
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