KR20170121556A - RF MEMS switch having dual anchor and corrugated membrane structure and method therefor of manufacturing - Google Patents

RF MEMS switch having dual anchor and corrugated membrane structure and method therefor of manufacturing Download PDF

Info

Publication number
KR20170121556A
KR20170121556A KR1020160050174A KR20160050174A KR20170121556A KR 20170121556 A KR20170121556 A KR 20170121556A KR 1020160050174 A KR1020160050174 A KR 1020160050174A KR 20160050174 A KR20160050174 A KR 20160050174A KR 20170121556 A KR20170121556 A KR 20170121556A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
membrane
anchor
dielectric layer
corrugated
electrode
Prior art date
Application number
KR1020160050174A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101804412B1 (en
Inventor
박재영
조현옥
김재우
Original Assignee
광운대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광운대학교 산학협력단 filed Critical 광운대학교 산학협력단
Priority to KR1020160050174A priority Critical patent/KR101804412B1/en
Publication of KR20170121556A publication Critical patent/KR20170121556A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101804412B1 publication Critical patent/KR101804412B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/01Switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H2059/009Electrostatic relays; Electro-adhesion relays using permanently polarised dielectric layers

Landscapes

  • Micromachines (AREA)

Abstract

The present invention relates to an RF MEMS switch having a double anchor structure to increase the restoring force of a membrane having a corrugated structure to lower the operating voltage, and a manufacturing method thereof. An objective of the present invention is to provide an RF MEMS switch and a manufacturing method thereof. To propose a new structure of a capacitive switch to improve reliability, a corrugated membrane is used to reduce an operating voltage. A dual anchor using double anchor structure and a corrugated membrane structure to increase resilience are provided to obtain high switching speed due to high resilience even at a low bias voltage. The RF MEMS switch includes a circuit board, at least one electrode, a dielectric layer, a membrane part, and a switching part.

Description

이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 및 그 제조방법{RF MEMS switch having dual anchor and corrugated membrane structure and method therefor of manufacturing}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure,

본 발명은 RF MEMS 스위치 및 그 제조방법에 대한 것으로 좀더 자세하게는 동작 전압을 낮추기 위하여 주름진 구조의 멤브레인의 복원력을 높이기 위하여 이중 앵커 구조를 가지는 RF MEMS 스위치 및 그 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to an RF MEMS switch and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an RF MEMS switch having a double anchor structure and a method of manufacturing the same, in order to increase the resilience of a membrane having a corrugated structure in order to lower the operating voltage.

RF MEMS (Radio frequency micro-electro-mechanical systems) 기반의 스위치는 PIN 다이오드 혹은 FET 스위치 같은 솔리드 스위치에 비해 격리도가 높고, 삽입 손실이 낮으며 정전 전력 손실이 낮은 여러 가지 장점을 가지고 있다.RF micro-electro-mechanical systems (MEMS) -based switches offer several advantages over solid switches such as PIN diodes or FET switches, with higher isolation, lower insertion loss and lower electrostatic loss.

특히 정전용량형 스위칭 기술은 커패시터의 특성에 기초하기 때문에 고주파수 응용에 적합하다. In particular, capacitive switching technology is suitable for high frequency applications because it is based on the characteristics of the capacitor.

또한 커패시터는 물리적 구조에 따라서 특성이 다양하기 때문에 Ku-band에서 W-band 주파수대역까지의 응용이 가능하다.In addition, since capacitors have various characteristics according to physical structure, applications from Ku-band to W-band frequency band are possible.

종래의 정전용량형 스위치는 신호선 역할을 하는 하부 전극과 신호선을 덮고 있는 유전층, 접지 역할을 하는 앵커와 상기 앵커에 양단이 고정된 공중에 떠 있는 상태로 위치한 멤브레인을 포함할 수 있다.The conventional capacitive switch may include a lower electrode serving as a signal line, a dielectric layer covering the signal line, an anchor acting as a ground, and a membrane placed in a floating state with both ends fixed to the anchor.

특정 바이어스 전압 (DC 전압)이 멤브레인과 전극 (신호선)사이에 인가되면 정전력이 발생하여 멤브레인과 전극은 정전기적으로 서로 끌어당기게 된다. When a specific bias voltage (DC voltage) is applied between the membrane and the electrode (signal line), an electrostatic force is generated so that the membrane and the electrode attract each other electrostatically.

이때 발생한 인력은 멤브레인이 구부러지게 하여 신호선 위에 증착된 유전층의 상부면에 접촉할 때까지 아래로 움직이므로, DC 바이어스 전압이 인가되지 않은 않은 상태보다 커패시턴스는 커지게 되며 신호선에 인가된 RF 신호는 멤브레인을 통해 접지로 빠지게 된다.In this case, the attracting force moves downward until the membrane bends and contacts the upper surface of the dielectric layer deposited on the signal line, so that the capacitance becomes larger than when the DC bias voltage is not applied, and the RF signal applied to the signal line To the ground.

또한 DC 바이어스 전압의 인가가 중단되면 스위치는 다시 원래 상태로 돌아오며 RF 신호는 신호선을 따라 흐르게 된다.Also, when the application of the DC bias voltage is stopped, the switch returns to its original state and the RF signal flows along the signal line.

이러한 이유로 높은 효율을 가지는 RF MEMS 스위치를 제공하기 위해서는 낮은 바이어스 전압에서도 높은 복원력을 가져 스위칭 속도를 빠르게 할 수 있도록 스위치를 설계하는 것이 바람직하다.For this reason, in order to provide a high efficiency RF MEMS switch, it is desirable to design the switch to have a high restoring force even at a low bias voltage so that the switching speed can be increased.

본 발명은 신뢰성 향상을 위해 새로운 구조의 정전용량형 스위치를 제안하고자 동작 전압을 낮추기 위하여 주름진 구조의 멤브레인을 사용하였고, 복원력을 높이기 위하여 이중 앵커 구조를 사용한 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to improve the reliability, a capacitive switch of a new structure has been proposed. In order to lower the operating voltage, a membrane of a corrugated structure is used. To increase the resilience, a double anchor and a corrugated membrane RF MEMS switch And a manufacturing method thereof.

본 발명의 실시 예에 따르면 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치는 스위치를 구현 가능한 회로기판, 상기 회로기판의 일부분에 증착된 적어도 하나의 전극, 상기 적어도 하나의 전극의 상부에 증착된 유전층, 상기 유전층의 상부와 일정한 단차를 가지는 위치에 증착된 주름진 구조를 가지는 멤브레인 및 상기 멤브레인을 고정하는 앵커를 포함하는 멤브레인부; 및 상기 멤브레인과 상기 전극 사이에 인가되는 바이어스 DC 전압에 의하여 상기 멤브레인이 유전체에 접촉함으로써 스위칭되는 스위칭부를 포함하고, 상기 멤브레인부는 상기 양단이 고정된 멤브레인 구조에 인위적으로 두 번째 앵커를 위치시킨 이중 앵커 구조를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure includes a circuit board capable of implementing a switch, at least one electrode deposited on a portion of the circuit board, a dielectric layer deposited on the at least one electrode, A membrane section having a membrane having a corrugated structure deposited at a position having a predetermined level difference from an upper portion of the dielectric layer, and an anchor for fixing the membrane; And a switching unit for switching the membrane by contacting the membrane by a bias DC voltage applied between the membrane and the electrode, wherein the membrane unit comprises a membrane anchoring structure having a double anchor, Structure.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 회로기판은, 쿼츠 기판을 포함하는 Si, 고저항 Si 기판을 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the circuit board may be a Si, high-resistance Si substrate including a quartz substrate.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 전극 및 상기 멤브레인은 금을 포함한 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode and the membrane may be made of a conductive metal including gold.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 유전층은, 질화막을 포함한 유전체 물질로 이루질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dielectric layer may be formed of a dielectric material including a nitride film.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 멤브레인부는, 상기 주름진 멤브레인에 공기 저항을 줄이기 위하여 중공이 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the membrane portion may be formed with a hollow to reduce air resistance in the corrugated membrane.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 DC 바이어스 전압이 인가되지 않는 경우 상기 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 위치하고, DC 바이어스 전압이 인가된 경우 정전기력으로부터 발생한 인력에 의하여 상기 멤브레인과 유전층이 접촉되며, DC 바이어스 전압이 인가가 중단된 경우 상기 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 복귀할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the DC bias voltage is not applied, the membrane is positioned in a floating state with a predetermined step difference from the dielectric layer, and when the DC bias voltage is applied, When the application of the DC bias voltage is interrupted, the membrane may return to a floating state with a predetermined step difference from the dielectric layer.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 멤브레인부는, 상기 멤브레인에 딤플을 형성하여 멤브레인 일부에 위아래로 튀어나온 멤브레인 구조를 가지며, 상기 딤플과 맞닿아 두 번째 앵커의 역할을 수행할 수 있도록 상기 회로기판에 증착된 전극과 일정 간격을 띄워 형성된 포스트를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the membrane part has a membrane structure formed by forming a dimple on the membrane and protruding upward and downward on a part of the membrane, and the membrane part is provided on the circuit board so as to serve as a second anchor, And a post spaced apart from the deposited electrode.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 DC 바이어스 전압이 인가되는 경우 상기 멤브레인과 유전층이 접촉하기 이전에 상기 딤플과 포스트가 먼저 접촉하여 두 번째 앵커를 형성하고, 상기 두 번째 앵커가 형성된 이후 상기 멤브레인과 유전층이 접촉할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a DC bias voltage is applied, the dimple and the post first come into contact with each other to form a second anchor before the membrane and the dielectric layer come in contact with each other. After the second anchor is formed, Can be contacted.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법은 회로기판 상부에 전도성 금속부재로 이루어진 적어도 하나의 전극을 증착하는 단계, 상기 전극의 상부에 유전층을 증착하는 단계; 상기 전극과 일정한 단차를 가지는 적어도 하나의 포스트를 증착하는 단계; 상기 전극, 유전층, 포스트를 덮는 희생층을 증착하고 상기 증착된 희생층 위에 주름진 구조를 가지는 멤브레인 및 상기 멤브레인을 고정하는 이중 앵커 구조를 형성하는 단계; CPW 구조라인과 접지를 도금하고, 상기 멤브레인에 중공을 형성하기 위한 에칭하는 단계; 및 상기 희생층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure, comprising the steps of: depositing at least one electrode made of a conductive metal member on a circuit board; depositing a dielectric layer on the electrode; ; Depositing at least one post having a constant step with the electrode; Depositing a sacrificial layer covering the electrode, the dielectric layer, and the post, forming a membrane having a corrugated structure on the deposited sacrificial layer, and a double anchor structure for fixing the membrane; Etching the CPW structure line and the ground to form a hollow in the membrane; And removing the sacrificial layer.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 회로기판은 쿼츠 기판을 포함하는 Si, 고저항 Si 기판을 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the circuit board may be a Si, high-resistance Si substrate including a quartz substrate.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 전극 및 상기 멤브레인은 금을 포함한 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode and the membrane may be made of a conductive metal including gold.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 유전층은 질화막을 포함한 유전체 물질로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dielectric layer may be formed of a dielectric material including a nitride film.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 주름진 멤브레인에 공기 저항을 줄이기 위하여 중공이 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a hollow may be formed in the corrugated membrane to reduce air resistance.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 DC 바이어스 전압이 인가되지 않는 경우 상기 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 위치하고, DC 바이어스 전압이 인가된 경우 정전기력으로부터 발생한 인력에 의하여 상기 멤브레인과 유전층이 접촉되며, 상기 DC 바이어스 전압이 인가가 중단된 경우 상기 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 복귀할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the DC bias voltage is not applied, the membrane is positioned in a floating state with a predetermined step difference from the dielectric layer, and when the DC bias voltage is applied, When the application of the DC bias voltage is interrupted, the membrane may return to a floating state with a predetermined step difference from the dielectric layer.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 포스트는 상기 멤브레인에 딤플을 형성하여 멤브레인 일부에 위아래로 튀어나온 멤브레인 구조를 가지며, 상기 딤플과 맞닿아 두 번째 앵커의 역할을 수행할 수 있도록 상기 회로기판에 증착된 전극과 일정 간격을 띄워 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the posts have a membrane structure in which dimples are formed on the membrane and protrude up and down on a part of the membrane, and the posts are deposited on the circuit board so as to serve as a second anchor, And may be formed at regular intervals with the electrodes.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 DC 바이어스 전압이 인가되는 경우 상기 멤브레인과 유전층이 접촉하기 이전에 상기 딤플과 포스트가 먼저 접촉하여 두 번째 앵커를 형성하고, 상기 두 번째 앵커가 형성된 이후 상기 멤브레인과 유전층이 접촉할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a DC bias voltage is applied, the dimple and the post first come into contact with each other to form a second anchor before the membrane and the dielectric layer come in contact with each other. After the second anchor is formed, Can be contacted.

도 1은 종래의 RF MEMS 정전용량형 스위치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 측면도이다.
도 3은 종래의 RF MEMS 정전용량형 스위치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 신호선, 유전층, 포스트 층을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 CPW 구조, 멤브레인, 접지를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 상세 멤브레인 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법을 나타낸 도면이다.
1 is a side view of a conventional RF MEMS capacitive switch.
2 is a side view of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a conventional RF MEMS capacitive switch.
4 is a plan view of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing signal lines, dielectric layers, and post layers of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a CPW structure, a membrane, and a ground of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a detailed membrane structure of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating a method of manufacturing an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 및 그 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the RF MEMS switch will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 RF MEMS 정전용량형 스위치의 측면도이다.1 is a side view of a conventional RF MEMS capacitive switch.

도 1을 참조하면 종래의 RF MEMS 정전용량형 스위치는 평편한 얇은 금속으로 이루어진 멤브레인 구조(110)를 가지고 있으며, 하나의 앵커(120)를 이용하여 양단이 고정된 멤브레인 형태의 RF MEMS (Radio frequency micro-electro-mechanical systems) 정전용량형 스위치를 구현할 수 있다.Referring to FIG. 1, a conventional RF MEMS capacitive switch has a membrane structure 110 formed of a flat thin metal, and a membrane type RF MEMS (Radio Frequency (RF) MEMS) having both ends fixed using a single anchor 120 micro-electro-mechanical systems) capacitive switches.

이러한 종래의 RF MEMS 정전용량형 스위치는 하나의 앵커(120)를 이용하여 양단이 고정된 멤브레인이 바이어스 DC 전압에 의하여 멤브레인(110)이 전극(130)위에 증착된 유전체(140)에 접촉함으로써 스위칭되는 기능을 제공할 수 있다.In this conventional RF MEMS capacitive switch, a membrane having both ends fixed by using one anchor 120 contacts the dielectric 140 deposited on the electrode 130 by the bias DC voltage, Can be provided.

이러한 종래의 RF MEMS 정전용량형 스위치는 높은 바이어스 전압에서 동작하며, 복원력이 낮기 때문에 신뢰성이 낮은 단점이 존재한다.Such a conventional RF MEMS capacitive switch operates at a high bias voltage and has a low reliability because of its low restoring force.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 측면도이다.2 is a side view of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 본 발명의 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치는 동작 전압을 낮추기 위하여 주름진 구조(220)의 멤브레인(210)을 사용하였고, 복원력을 높이기 위하여 이중 앵커(240) 구조를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 2, the RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to the present invention uses a membrane 210 of a corrugated structure 220 to lower the operating voltage. A double anchor 240 structure Can be used.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 멤브레인 길이가 길어 질수록 스프링 상수는 작아지고, 동작 전압은 낮아 질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the longer the membrane length, the smaller the spring constant and the lower the operating voltage.

여기서 스프링 상수(

Figure pat00001
)와 동작 전압(
Figure pat00002
)은 각각 아래 수학식 1, 2을 이용하여 산출될 수 있다.Here, the spring constant (
Figure pat00001
) And operating voltage (
Figure pat00002
) Can be calculated using the following equations (1) and (2), respectively.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서

Figure pat00004
는 탄성 계수,
Figure pat00005
는 면적관성 모멘트,
Figure pat00006
은 멤브레인 길이를 의미한다.here
Figure pat00004
The elastic modulus,
Figure pat00005
Is the area moment of inertia,
Figure pat00006
Means the membrane length.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서

Figure pat00008
는 진공 유전율,
Figure pat00009
은 전극의 범위, 는 하부 전극과 멤브레인 사이의 간격 (바이어스 전압이 없을 때)를 의미한다.here
Figure pat00008
The vacuum permittivity,
Figure pat00009
The range of the electrode, Quot; means the distance between the lower electrode and the membrane (when there is no bias voltage).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 스트레칭 요소를 고려한 등가 스프링 상수(

Figure pat00011
)가 커지면 복원력(
Figure pat00012
)은 작아질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an equivalent spring constant considering a stretching element
Figure pat00011
) Increases,
Figure pat00012
) Can be made smaller.

여기서 복원력(

Figure pat00013
)은 아래 수학식 3을 통해 산출될 수 있다.Here,
Figure pat00013
) Can be calculated by the following equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00014
Figure pat00014

여기서

Figure pat00015
는 하부 전극과 멤브레인 사이의 간격을 의미할 수 있다.here
Figure pat00015
May refer to the distance between the lower electrode and the membrane.

본 발명의 실시 예에 따르면 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치는 회로기판, 적어도 하나의 전극, 멤브레인부, 스위칭부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure may include a circuit board, at least one electrode, a membrane portion, and a switching portion.

본 발명의 실시 예에 따르면 회로기판은 스위치를 구현할 수 있도록 일부분에 전극을 증착할 수 있는 기판을 의미할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a circuit board may refer to a substrate on which electrodes can be deposited at a portion so as to implement a switch.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 회로기판으로 쿼츠 기판을 포함하는 Si, 고저항 Si 기판을 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a Si, high-resistance Si substrate including a quartz substrate may be used as a circuit substrate.

이러한 회로기판의 일부분에 적어도 하나의 전극(270)이 증착될 수 있으며, 증착된 전극(270)의 상부에 유전층(280)을 증착될 수 있다.At least one electrode 270 may be deposited on a portion of such a circuit board and a dielectric layer 280 may be deposited on top of the deposited electrode 270.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 전극 및 멤브레인은 금을 포함한 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode and the membrane may be made of a conductive metal including gold.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 유전층(280)은 질화막을 포함한 유전체 물질로 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dielectric layer 280 may be formed of a dielectric material including a nitride film.

본 발명의 실시 예에 따르면 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 멤브레인부는 유전층(280)의 상부와 일정한 단차를 가지는 위치에 증착된 주름진(220) 구조를 가지는 멤브레인(210) 및 멤브레인을 고정하는 앵커(240)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the membrane portion of the RF MEMS switch having the double anchor and the corrugated membrane structure includes a membrane 210 having a corrugated structure 220 deposited at a position having a predetermined level difference from the top of the dielectric layer 280, And anchors 240 for fixing.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 주름진 멤브레인은 공기 저항을 줄이기 위하여 중공이 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the corrugated membrane may be hollowed to reduce air resistance.

본 발명의 실시 예에 따르면 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 스위칭부는 멤브레인과 전극 사이에 인가되는 바이어스 DC 전압에 의하여 멤브레인이 유전체에 접촉함으로써 스위칭될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a switching unit of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure can be switched by contacting a membrane with a dielectric by a bias DC voltage applied between the membrane and the electrode.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 멤브레인부는 양단이 고정된 멤브레인(250) 구조에 인위적으로 두 번째 앵커(260)를 위치시킨 이중 앵커 구조를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the membrane part may have a double anchor structure in which a second anchor 260 is artificially positioned in a structure of a membrane 250 to which both ends are fixed.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 DC 바이어스 전압이 인가되지 않는 경우 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 위치하고, DC 바이어스 전압이 인가된 경우 정전기력으로부터 발생한 인력에 의하여 멤브레인과 유전층이 접촉되며, DC 바이어스 전압이 인가가 중단된 경우 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 복귀할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the DC bias voltage is not applied, the membrane is positioned floating with respect to the dielectric layer, and when the DC bias voltage is applied, the membrane and the dielectric layer are brought into contact with each other by the attractive force generated from the electrostatic force, When the application of the DC bias voltage is interrupted, the membrane may return to the floating state with a certain level difference from the dielectric layer.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 멤브레인에 딤플(230)을 형성하여 멤브레인 일부에 위아래로 튀어나온 멤브레인 구조를 가질 수 있으며, 딤플(230)과 맞닿아 두 번째 앵커(260)의 역할을 수행할 수 있도록 회로기판에 증착된 전극과 일정 간격을 띄워 형성된 포스트를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a dimple 230 may be formed on a membrane to have a membrane structure protruding up and down on a part of the membrane. The membrane may have a membrane structure that abuts on the dimple 230 to serve as a second anchor 260 And a post formed at a predetermined interval from the electrode deposited on the circuit board.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 주름진 멤브레인 구조는 멤브레인의 스프링 상수를 낮출 수 있으며, 이에 따라 정전용량형 스위치를 동작하게 하는 바이어스 전압을 낮추는 효과가 발생할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the corrugated membrane structure can lower the spring constant of the membrane, thereby lowering the bias voltage for operating the capacitive switch.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 이중 앵커 구조는 일반적인 양단이 고정된 멤브레인(250) 구조에 인위적으로 두 번째 앵커(260)를 위치하여 정전력에 의해 멤브레인이 유전체(280)에 달라 붙기 전 딤플(230)과 포스트에 의해 두 번째 앵커(260)를 형성하고 그 후 유전체(280)에 달라붙는 형태로 구현될 수 있으며, 두 번째 앵커(280)에 의해 일시적으로 높아진 스프링 상수로 인하여 복원력을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the double anchor structure is constructed such that a second anchor 260 is artificially positioned in a structure of a membrane 250 to which both ends are fixed, and the dimples 260 before the membrane is attached to the dielectric 280 by electrostatic force The second anchor 260 may be formed by attaching the second anchor 280 to the second anchor 260 and the second anchor 260 may be attached to the dielectric 280. The second anchor 280 may increase the restoring force due to the spring constant temporarily increased. Effect can be provided.

도 3은 종래의 RF MEMS 정전용량형 스위치의 평면도이다.3 is a plan view of a conventional RF MEMS capacitive switch.

도 3을 참조하면 종래의 RF MEMS 정전용량형 스위치는 중공이 구비된 평탄한 멤브레인과 유전층, 하부 전극과 같은 커패시터를 포함하여 구현될 수 있다.Referring to FIG. 3, the conventional RF MEMS capacitive switch may include a flat membrane having a hollow, a dielectric layer, and a capacitor such as a lower electrode.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 평면도이다.4 is a plan view of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치는 주름진 구조의 멤브레인(450)과 멤브레인에 형성된 딤플과 기판에 형성된 포스트를 이용한 이중 앵커 구조를 통하여 복원력이 향상된 구조를 구현할 수 있다.Referring to FIG. 4, the RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention has a double anchor structure using a membrane 450 formed of a corrugated structure, a dimple formed on the membrane, and a post formed on the substrate. An improved structure can be realized.

본 발명의 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치는 도 4와 같이 전극(410), 에어 갭(420), CPW(430), 접지(440). 멤브레인(450), 유전층(460)을 포함할 수 있다.The RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention includes an electrode 410, an air gap 420, a CPW 430, and a ground 440 as shown in FIG. A membrane 450, and a dielectric layer 460.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 신호선, 유전층, 포스트를 나타낸 도면이다.5 is a view showing signal lines, dielectric layers, and posts of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치는 도 5와 같이 유전층(510), 포스트(520), 신호선(530)을 포함하여 구현될 수 있다.The RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention can be implemented by including a dielectric layer 510, a post 520, and a signal line 530 as shown in FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 CPW 구조, 멤브레인, 접지를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a CPW structure, a membrane, and a ground of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치(600)는 도 6과 같이 접지(610), 멤브레인(620), 딤플(630), 신호선 (640), CPW 구조(650)을 포함하여 구현될 수 있다.6, the RF MEMS switch 600 having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention includes a ground 610, a membrane 620, a dimple 630, a signal line 640, a CPW structure 650).

도 6을 참조하면 도 5의 상부에 CPW 구조(650)와 접지(610), 공중에 떠 있는 구조의 멤브레인(620)이 형성될 수 있음이 도시되어 있다.Referring to FIG. 6, a CPW structure 650, a ground 610, and a floating membrane 620 may be formed on top of FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 상세 멤브레인 구조를 나타낸 도면이다.7 is a view showing a detailed membrane structure of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치의 상세 멤브레인 구조가 나타나 있으며, 이에 따르면 공기의 저항을 줄이기 위한 중공(720)들이 구비되어 있는 주름진 멤브레인(730)에 포스트와 접촉되어 두 번째 앵커 역할을 할 수 있는 딤플(710)을 포함하여 구현될 수 있다.Referring to FIG. 7, a detailed membrane structure of an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention is shown. According to the detailed membrane structure, a corrugated membrane having hollows 720 for reducing air resistance And a dimple 710 that can be in contact with the post to act as a second anchor to the post 730.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법을 나타낸 도면이다.8 is a view illustrating a method of manufacturing an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법이 단계별로 나타나 있다.Referring to FIG. 8, a method of manufacturing an RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure according to an embodiment of the present invention is shown step by step.

도 8의 (a)를 참조하면 회로기판 위에 증착된 전극(830)과 포스트(810), 유전층(820)이 나타나 있다.Referring to FIG. 8A, an electrode 830, a post 810, and a dielectric layer 820 deposited on a circuit board are shown.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 회로기판은 쿼츠 기판을 포함하는 Si, 고저항 Si 기판을 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a Si substrate having a quartz substrate and a high-resistance Si substrate may be used.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 회로기판 상부에 전도성 금속부재로 이루어진 적어도 하나의 전극을 증착할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, at least one electrode made of a conductive metal member may be deposited on a circuit board.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 전극의 상부에 유전층을 증착할 수 있으며, 전극과 일정한 단차를 가지는 적어도 하나의 포스트를 증착할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a dielectric layer may be deposited on the upper portion of the electrode, and at least one post having a constant step with the electrode may be deposited.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 유전층은 질화막을 포함한 유전체 물질로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dielectric layer may be formed of a dielectric material including a nitride film.

도 8의 (b)를 참조하면 도 8의 (a)에 도시된 회로 위에 희생층(860)을 단차를 주어 증착하고 멤브레인으로 사용될 메탈층(850)을 증착할 수 있다.Referring to FIG. 8B, a sacrificial layer 860 may be deposited on the circuit shown in FIG. 8A by a step difference, and a metal layer 850 to be used as a membrane may be deposited.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 전극 및 상기 멤브레인은 금을 포함한 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode and the membrane may be made of a conductive metal including gold.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면 전극, 유전층, 포스트를 덮는 희생층을 증착하고 상기 증착된 희생층 위에 주름진 구조를 가지는 멤브레인 및 상기 멤브레인을 고정하는 이중 앵커 구조를 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a sacrificial layer covering an electrode, a dielectric layer, and a post may be deposited, a membrane having a corrugated structure may be formed on the sacrificial layer, and a double anchor structure may be formed to secure the membrane.

도 8의 (c)를 참조하면 CPW 구조와 접지로 사용될 메탈층(870)을 도금하고, 공기저항을 줄이기 위해 멤브레인에 중공(880)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 8 (c), the CPW structure and the metal layer 870 to be used as a ground may be plated, and a hollow 880 may be formed in the membrane to reduce air resistance.

도 8의 (d)를 참조하면 희생층(890)을 제거하면 이중 앵커와 주름진 형태의 멤브레인 구조를 가지는 스위치가 완성될 수 있다.Referring to FIG. 8 (d), when the sacrificial layer 890 is removed, a switch having a double anchor and a corrugated membrane structure can be completed.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 CPW 구조의 라인과 접지를 도금하고, 멤브레인에 중공을 형성하기 위한 에칭한 후 희생층을 제거할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the line and ground of the CPW structure may be plated and the sacrificial layer may be removed after etching to form a hollow in the membrane.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 DC 바이어스 전압이 인가되지 않는 경우 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 위치하고, DC 바이어스 전압이 인가된 경우 정전기력으로부터 발생한 인력에 의하여 멤브레인과 유전층이 접촉되며, DC 바이어스 전압이 인가가 중단된 경우 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 복귀할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the DC bias voltage is not applied, the membrane is positioned floating with respect to the dielectric layer, and when the DC bias voltage is applied, the membrane and the dielectric layer are brought into contact with each other by the attractive force generated from the electrostatic force, When the application of the DC bias voltage is interrupted, the membrane may return to the floating state with a certain level difference from the dielectric layer.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 포스트는 상기 멤브레인에 딤플을 형성하여 멤브레인 일부에 위아래로 튀어나온 멤브레인 구조를 가지며, 딤플과 맞닿아 두 번째 앵커의 역할을 수행할 수 있도록 회로기판에 증착된 전극과 일정 간격을 띄워 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the post has a membrane structure having dimples formed on the membrane and protruding up and down on the membrane, and an electrode deposited on the circuit board to serve as a second anchor, And can be formed at regular intervals.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 딤플은 그 단면이 아래쪽을 기준으로 U모양, V모양 반시계 방향으로 90도 기울어진 ㄷ모양 중 하나를 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dimple may have one of a U-shape in cross section with a lower side as a reference, and a C-shape in which a V-shape is inclined 90 degrees in a counterclockwise direction.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 DC 바이어스 전압이 인가되는 경우 멤브레인과 유전층이 접촉하기 이전에 딤플과 포스트가 먼저 접촉하여 두 번째 앵커를 형성하고, 두 번째 앵커가 형성된 이후 멤브레인과 유전층이 접촉할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a DC bias voltage is applied, the dimple and the post first contact each other to form a second anchor before the membrane and the dielectric layer contact each other. After the second anchor is formed, have.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention are also within the scope of the present invention.

210 : 멤브레인 220 : 주름진 구조
230 : 딤플 240 : 첫 번째 앵커
260 : 두 번째 앵커
210: membrane 220: corrugated structure
230: Dimple 240: First anchor
260: Second anchor

Claims (16)

스위치를 구현 가능한 회로기판;
상기 회로기판의 일부분에 증착된 적어도 하나의 전극;
상기 적어도 하나의 전극의 상부에 증착된 유전층;
상기 유전층의 상부와 일정한 단차를 가지는 위치에 증착된 주름진 구조를 가지는 멤브레인 및 상기 멤브레인을 고정하는 앵커를 포함하는 멤브레인부; 및
상기 멤브레인과 상기 전극 사이에 인가되는 바이어스 DC 전압에 의하여 상기 멤브레인이 유전체에 접촉함으로써 스위칭되는 스위칭부를 포함하고,
상기 멤브레인부는 상기 양단이 고정된 멤브레인 구조에 인위적으로 두 번째 앵커를 위치시킨 이중 앵커 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치.
A circuit board capable of implementing a switch;
At least one electrode deposited on a portion of the circuit board;
A dielectric layer deposited over the at least one electrode;
A membrane having a corrugated structure deposited on the dielectric layer at a predetermined level difference from the upper surface of the dielectric layer and an anchor for fixing the membrane; And
And a switching unit which is switched by contacting the membrane with a dielectric by a bias DC voltage applied between the membrane and the electrode,
Wherein the membrane part has a double anchor structure in which a second anchor is artificially positioned in a membrane structure having both ends fixed.
제 1 항에 있어서 상기 회로기판은,
쿼츠 기판을 포함하는 Si, 고저항 Si 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치.
The circuit board according to claim 1,
Wherein a silicon substrate having a quartz substrate and a high-resistivity Si substrate are used as the RF MEMS switch having a double anchor and a corrugated membrane structure.
제 1 항에 있어서,
상기 전극 및 상기 멤브레인은 금을 포함한 전도성 금속으로 이루어진 것을 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode and the membrane are made of a conductive metal including gold.
제 1 항에 있어서 상기 유전층은,
질화막을 포함한 유전체 물질로 이루어진 것을 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치.
The method according to claim 1,
Wherein the RF MEMS switch has a double anchor and a corrugated membrane structure.
제 1 항에 있어서 상기 멤브레인부는,
상기 주름진 멤브레인에 공기 저항을 줄이기 위하여 중공이 형성된 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치.
The membrane module of claim 1,
And a hollow is formed in the corrugated membrane to reduce air resistance.
제 1 항에 있어서,
DC 바이어스 전압이 인가되지 않는 경우 상기 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 위치하고, DC 바이어스 전압이 인가된 경우 정전기력으로부터 발생한 인력에 의하여 상기 멤브레인과 유전층이 접촉되며, 상기 DC 바이어스 전압이 인가가 중단된 경우 상기 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 복귀하는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치.
The method according to claim 1,
When the DC bias voltage is not applied, the membrane is placed in a floating state with a predetermined step with the dielectric layer. When the DC bias voltage is applied, the membrane and the dielectric layer are brought into contact with each other by the attraction force generated from the electrostatic force. Wherein the membrane is restored to a floating state with a predetermined level difference from the dielectric layer when the membrane is stopped.
제 1 항에 있어서 상기 멤브레인부는,
상기 멤브레인에 딤플을 형성하여 멤브레인 일부에 위아래로 튀어나온 멤브레인 구조를 가지며, 상기 딤플과 맞닿아 두 번째 앵커의 역할을 수행할 수 있도록 상기 회로기판에 증착된 전극과 일정 간격을 띄워 형성된 포스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치.
The membrane module of claim 1,
A dimple formed on the membrane and having a membrane structure protruding upward and downward from a part of the membrane, and a post spaced apart from the electrodes deposited on the circuit board to be in contact with the dimple to serve as a second anchor Wherein the RF MEMS switch has a double anchor and a corrugated membrane structure.
제 7 항에 있어서,
DC 바이어스 전압이 인가되는 경우 상기 멤브레인과 유전층이 접촉하기 이전에 상기 딤플과 포스트가 먼저 접촉하여 두 번째 앵커를 형성하고, 상기 두 번째 앵커가 형성된 이후 상기 멤브레인과 유전층이 접촉하는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치.
8. The method of claim 7,
Wherein when the DC bias voltage is applied, the dimple and the post first contact to form a second anchor before the membrane and the dielectric layer contact, and the membrane and the dielectric layer contact each other after the second anchor is formed. RF MEMS switch with anchor and corrugated membrane structure.
회로기판 상부에 전도성 금속부재로 이루어진 적어도 하나의 전극을 증착하는 단계;
상기 전극의 상부에 유전층을 증착하는 단계;
상기 전극과 일정한 단차를 가지는 적어도 하나의 포스트를 증착하는 단계;
상기 전극, 유전층, 포스트를 덮는 희생층을 증착하고 상기 증착된 희생층 위에 주름진 구조를 가지는 멤브레인 및 상기 멤브레인을 고정하는 이중 앵커 구조를 형성하는 단계;
CPW 구조라인과 접지를 도금하고, 상기 멤브레인에 중공을 형성하기 위한 에칭하는 단계; 및
상기 희생층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법.
Depositing at least one electrode of a conductive metal member over the circuit board;
Depositing a dielectric layer on top of the electrode;
Depositing at least one post having a constant step with the electrode;
Depositing a sacrificial layer covering the electrode, the dielectric layer, and the post, forming a membrane having a corrugated structure on the deposited sacrificial layer, and a double anchor structure for fixing the membrane;
Etching the CPW structure line and the ground to form a hollow in the membrane; And
And removing the sacrificial layer from the sacrificial layer.
제 9 항에 있어서,
상기 회로기판은 쿼츠 기판을 포함하는 Si, 고저항 Si 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the circuit board uses a Si, high-resistance Si substrate including a quartz substrate, and a double-anchor and a corrugated membrane structure.
제 9 항에 있어서,
상기 전극 및 상기 멤브레인은 금을 포함한 전도성 금속으로 이루어진 것을 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the electrode and the membrane are made of a conductive metal containing gold.
제 9 항에 있어서,
상기 유전층은 질화막을 포함한 유전체 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the dielectric layer is made of a dielectric material including a nitride film.
제 9 항에 있어서,
상기 주름진 멤브레인에 공기 저항을 줄이기 위하여 중공이 형성된 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein a hollow is formed in the corrugated membrane to reduce air resistance. The method of claim 1, wherein the corrugated membrane has a double anchor and a corrugated membrane structure.
제 9 항에 있어서,
DC 바이어스 전압이 인가되지 않는 경우 상기 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 위치하고, DC 바이어스 전압이 인가된 경우 정전기력으로부터 발생한 인력에 의하여 상기 멤브레인과 유전층이 접촉되며, 상기 DC 바이어스 전압이 인가가 중단된 경우 상기 멤브레인이 유전층과 일정한 단차를 가지며 떠있는 상태로 복귀하는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법.
10. The method of claim 9,
When the DC bias voltage is not applied, the membrane is placed in a floating state with a predetermined step with the dielectric layer. When the DC bias voltage is applied, the membrane and the dielectric layer are brought into contact with each other by the attraction force generated from the electrostatic force. Wherein the membrane is restored to a floating state with a predetermined step with respect to the dielectric layer when the membrane is stopped.
제 9 항에 있어서,
상기 포스트는 상기 멤브레인에 딤플을 형성하여 멤브레인 일부에 위아래로 튀어나온 멤브레인 구조를 가지며, 상기 딤플과 맞닿아 두 번째 앵커의 역할을 수행할 수 있도록 상기 회로기판에 증착된 전극과 일정 간격을 띄워 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법.
10. The method of claim 9,
The posts have a membrane structure formed by forming dimples on the membrane and protruding up and down on the membrane. The posts are spaced apart from the electrodes deposited on the circuit board so as to serve as second anchors, Wherein the RF MEMS switch has a double anchor and a corrugated membrane structure.
제 15 항에 있어서,
DC 바이어스 전압이 인가되는 경우 상기 멤브레인과 유전층이 접촉하기 이전에 상기 딤플과 포스트가 먼저 접촉하여 두 번째 앵커를 형성하고, 상기 두 번째 앵커가 형성된 이후 상기 멤브레인과 유전층이 접촉하는 것을 특징으로 하는 이중 앵커와 주름진 멤브레인 구조를 갖는 RF MEMS 스위치 제조방법.
16. The method of claim 15,
Wherein when the DC bias voltage is applied, the dimple and the post first contact to form a second anchor before the membrane and the dielectric layer contact, and the membrane and the dielectric layer contact each other after the second anchor is formed. A method of manufacturing an RF MEMS switch having an anchor and a corrugated membrane structure.
KR1020160050174A 2016-04-25 2016-04-25 RF MEMS switch having dual anchor and corrugated membrane structure and method therefor of manufacturing KR101804412B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160050174A KR101804412B1 (en) 2016-04-25 2016-04-25 RF MEMS switch having dual anchor and corrugated membrane structure and method therefor of manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160050174A KR101804412B1 (en) 2016-04-25 2016-04-25 RF MEMS switch having dual anchor and corrugated membrane structure and method therefor of manufacturing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170121556A true KR20170121556A (en) 2017-11-02
KR101804412B1 KR101804412B1 (en) 2018-01-10

Family

ID=60383244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160050174A KR101804412B1 (en) 2016-04-25 2016-04-25 RF MEMS switch having dual anchor and corrugated membrane structure and method therefor of manufacturing

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101804412B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4867007B2 (en) * 2006-08-30 2012-02-01 国立大学法人 鹿児島大学 MEMS switch and portable wireless terminal device
US8217738B2 (en) * 2007-05-17 2012-07-10 Panasonic Corporation Electromechanical element, driving method of the electromechanical element and electronic equipment provided with the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101804412B1 (en) 2018-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6307169B1 (en) Micro-electromechanical switch
US6307452B1 (en) Folded spring based micro electromechanical (MEM) RF switch
KR100726436B1 (en) MEMS switch actuating by the electrostatic force and piezoelecric force
US7605675B2 (en) Electromechanical switch with partially rigidified electrode
US7583169B1 (en) MEMS switches having non-metallic crossbeams
US7688166B2 (en) Multi-stable micro electromechanical switches and methods of fabricating same
US7466060B2 (en) Piezoelectric driving type MEMS apparatus
US7554421B2 (en) Micro-electromechanical system (MEMS) trampoline switch/varactor
KR101745722B1 (en) Micro-electromechanical system switch
WO2002096796A2 (en) Membrane for micro-electro-mechanical switch, and methods of making and using it
EP1391906A2 (en) Electrostatic RF mems switches
KR101268208B1 (en) Systems and methods for providing high-capacitance rf mems switches
EP2144265A1 (en) RF MEMS switch
EP1672661A2 (en) MEMS switch and method of fabricating the same
US8018307B2 (en) Micro-electromechanical device and module and method of manufacturing same
KR20040038555A (en) Radio frequency device using microelectronicmechanical system technology
US7109641B2 (en) Low voltage micro switch
CN110853985B (en) Parallel type capacitance switch
US20020190267A1 (en) Electrostatically actuated microswitch
JP2014187262A (en) Mems device
KR101804412B1 (en) RF MEMS switch having dual anchor and corrugated membrane structure and method therefor of manufacturing
US8723061B2 (en) MEMS switch and communication device using the same
US8629360B2 (en) RF micro-electro-mechanical system (MEMS) capacitive switch
KR100554468B1 (en) Self-sustaining center-anchor microelectromechanical switch and method of fabricating the same
JP4628275B2 (en) Microswitching device and method for manufacturing microswitching device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant