KR100387241B1 - RF MEMS Switch - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RF MEMS 스위치 및 그 제조방법에 관하여 개시한다. RF MEMS 스위치는, 반도체 또는 유전체 기판; 상기 기판 상에 형성되며 개회로를 형성하는 갭을 가지는 신호선들; 상기 신호선과 격리되어 위치하는 RF그라운드들; 상기 RF 그라운드들을 잇는 전기선들; 상기 기판 상에 형성된 구동전극들; 상기 구동전극 상에서 상기 갭을 가운데 두고 양쪽에 위치하는 앵커들; 상기 앵커들의 상부로부터 대향되게 연장되는 구동빔들; 상기 갭의 상방에 위치하여 상기 신호선들과 함께 레지스티브 구조를 형성하는 콘택트 플레이트; 및 상기 구동빔들로부터 대향되게 연장되어 상기 콘택트 플레이트를 지지연결하는 절연부;를 구비한다. 이에 따르면, RF MEMS 스위치는 콘택트플레이트와 구동빔이 절연부로 연결되어 있으므로 RF 신호가 외부로 흘러가는 것을 방지하며, 메탈 접촉에 의한 on/off 방식이므로 p-i-n 다이오드에 비해 삽입손실 및 신호분리 특성이 우수하다.The present invention relates to an RF MEMS switch and a method of manufacturing the same. The RF MEMS switch includes a semiconductor or dielectric substrate; Signal lines formed on the substrate and having a gap forming an open circuit; RF grounds isolated from the signal line; Electrical wires connecting the RF grounds; Drive electrodes formed on the substrate; Anchors positioned on both sides of the gap on the driving electrode; Drive beams extending from an upper portion of the anchors; A contact plate positioned above the gap to form a resist structure with the signal lines; And an insulator extending from the driving beams to support the contact plate. According to this, the RF MEMS switch prevents the RF signal from flowing to the outside because the contact plate and the driving beam are connected to the insulator, and the insertion loss and signal separation characteristics are superior to the pin diode because the on / off method is performed by metal contact. Do.

Description

RF MEMS 스위치{RF MEMS Switch}RF MMS Switch {RF MEMS Switch}

본 발명은 RF MEMS 스위치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RF신호의 손실을 줄이기 위해 신호선 사이를 연결하는 콘택트 플레이트를 절연시키는 RF MEMS 스위치에 관한 것이다.The present invention relates to an RF MEMS switch, and more particularly, to an RF MEMS switch that insulates a contact plate connecting between signal lines to reduce loss of an RF signal.

MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용한 RF(Radio Frequency)소자 중 현재 가장 널리 제작되고 있는 것은 스위치이다. RF 스위치는 마이크로파나 밀리미터파 대역의 무선통신 단말기 및 시스템에서 신호의 선별 전송(signal routing)이나 임피던스 정합 회로(impedance matching networks) 등에서 많이 응용되는 소자이다.The most widely used RF (Radio Frequency) device using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology is a switch. RF switches are widely used in signal routing and impedance matching networks in wireless communication terminals and systems in the microwave or millimeter wave band.

기존의 MMIC (Monolithic microwave integrated circuits) 회로에서는 RF 스위치를 구현하기 위해서 주로 GaAs FET 나 혹은 PIN diode 등을 주로 이용하고 있었다. 그러나 이와 같은 소자를 이용하여 스위치를 구현하였을 경우 ON 상태에서 삽입 손실(insertion loss)이 크고, OFF 상태에서의 신호 분리 특성이 나쁜 단점이 있었다.In conventional MMIC (Monolithic microwave integrated circuits) circuits, GaAs FETs or PIN diodes are mainly used to implement RF switches. However, when the switch is implemented using such a device, an insertion loss is large in the ON state and a signal separation characteristic in the OFF state is bad.

이러한 단점을 개선하기 위하여 기계적 스위치에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔으며 특히, 최근 이동 통신 단말기 시장의 폭발적인 증가에 따라 MEMS 스위치가 더욱 요구되고 있다.In order to remedy these shortcomings, researches on mechanical switches have been actively conducted, and in particular, MEMS switches are increasingly required due to the explosion of the mobile communication terminal market.

도 1은 종래의 RF 스위치의 개략적 단면도이다. 도면을 참조하면, 기판(10)위에 신호선(3)이 형성되어 있고, 신호선(3)을 사이에 두고 RF 그라운드(4)가 형성되어 있으며, RF그라운드(4) 상부에는 절연막(5)이 형성되어 있으며, 신호선(3)을 사이에 두고 양쪽에 앵커(2)들과 앵커(2)로부터 대향되게 연장된 빔(6)이 형성되어 있다. 상기 빔(6)의 하부에는 하방의 신호선들(3)을 접촉하는 콘택트 플레이트(7)가 형성되어 있다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional RF switch. Referring to the drawings, a signal line 3 is formed on a substrate 10, an RF ground 4 is formed with the signal line 3 interposed therebetween, and an insulating film 5 is formed on the RF ground 4. A beam 6 extending from the anchors 2 and the anchors 2 is formed on both sides with the signal line 3 interposed therebetween. A contact plate 7 is formed below the beam 6 to contact the lower signal lines 3.

상기 빔(6)에 구동전원이 인가되면 정전기력에 의해 빔(6)이 아래로 휘면서 콘택트 플레이트(7)이 신호선(3)에 접촉하면서 스위치가 ON이 된다. 그러나 이러한 구조에서는 RF 입력신호가 RF 출력신호로 가는 것 이외에 일부 신호가 콘택트 플레이트(7)와 전기적으로 연결된 빔(6)을 타고 흘러 가 버리므로 이를 막아주는 부분을 부가적으로 추가시켜야 한다.When the driving power is applied to the beam 6, the beam 6 bends down by the electrostatic force and the contact plate 7 contacts the signal line 3 so that the switch is turned on. However, in such a structure, in addition to the RF input signal going to the RF output signal, some signals flow through the beam 6 electrically connected to the contact plate 7, and thus, an additional part for blocking the signal must be added.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 RF 스위치가 ON상태에서 삽입손실이 적고, 스위치가 OFF 상태에서 신호분리 특성이 양호한 RF MEMS 스위치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide an RF MEMS switch having a low insertion loss when the RF switch is in an ON state and good signal separation characteristics when the switch is in an OFF state.

본 발명의 다른 목적은 상기 스위치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the switch.

도 1은 종래의 RF 스위치의 개략적 단면도,1 is a schematic cross-sectional view of a conventional RF switch,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 RF MEMS 스위치의 사시도,2 is a perspective view of an RF MEMS switch according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3 및 도 4는 각각 도 2의 3-3'선 및 4-4'선을 따라 절개한 부분의 단면도,3 and 4 are cross-sectional views of portions cut along lines 3-3 'and 4-4' of FIG. 2, respectively;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 전자현미경 사진,5 is an electron micrograph of a preferred embodiment of the present invention,

도 6 내지 도 8은 본 발명의 콘택트플레이트, 절연부 및 구동빔간의 연결형태의 여러 변형예를 도시한 평면도 및 단면도,6 to 8 are plan views and cross-sectional views showing various modifications of the connection form between the contact plate, the insulator and the driving beam of the present invention;

도 9a 내지 도 9i는 본 발명의 RF MEMS 스위치의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도.9A to 9I are cross-sectional views schematically showing a method of manufacturing the RF MEMS switch of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: 기판 110: 신호선100: substrate 110: signal line

112: 입력신호선 114: 출력신호선112: input signal line 114: output signal line

120: RF 그라운드 122: 절연막120: RF ground 122: insulating film

130: 콘택트플레이트 140: 구동전극130: contact plate 140: driving electrode

142: 앵커 144: 구동빔142: anchor 144: drive beam

150: 브리지 160: 절연부150: bridge 160: insulation

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 RF MEMS 스위치는, 반도체 또는 유전체 기판; 상기 기판 상에 형성되며 개회로를 형성하는 갭을 가지는 신호선들; 상기 신호선과 격리되어 위치하는 RF그라운드들; 상기 RF 그라운드들을 잇는 전기선들; 상기 기판 상에 형성된 구동전극들; 상기 구동전극 상에서 상기 갭을 가운데두고 양쪽에 위치하는 앵커들; 상기 앵커들의 상부로부터 대향되게 연장되는 구동빔들; 상기 갭의 상방에 위치하여 상기 신호선들과 함께 레지스티브 구조를 형성하는 콘택트 플레이트; 및 상기 구동빔들로부터 대향되게 연장되어 상기 콘택트 플레이트를 지지연결하는 절연부;를 구비한다.In order to achieve the above object, the RF MEMS switch of the present invention comprises a semiconductor or dielectric substrate; Signal lines formed on the substrate and having a gap forming an open circuit; RF grounds isolated from the signal line; Electrical wires connecting the RF grounds; Drive electrodes formed on the substrate; Anchors positioned on both sides of the gap on the driving electrode; Drive beams extending from an upper portion of the anchors; A contact plate positioned above the gap to form a resist structure with the signal lines; And an insulator extending from the driving beams to support the contact plate.

상기 전기선은, 상기 RF 그라운드 상의 앵커; 및 상기 앵커를 연결하는 빔;을 구비하는 브리지인 것이 바람직하다.The electric wire includes: an anchor on the RF ground; And a beam connecting the anchor.

상기 RF그라운드 상에서, 상방의 구동빔의 하강시 그들간의 절연을 시키는 절연막들이 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.On the RF ground, it is preferable that further insulating films are formed to insulate between them when the upper driving beam falls.

상기 콘택트 플레이트는 상기 절연부가 개재되어 상부와 하부로 나뉘고, 상기 상부와 하부의 전기적 연결을 위해서 상기 절연부에 다수의 홀들이 형성되며 그 홀들은 메탈로 채워진 것이 바람직하다.The contact plate is divided into an upper part and a lower part through the insulating part, and a plurality of holes are formed in the insulating part for electrical connection between the upper part and the lower part, and the holes are preferably filled with metal.

상기 구동빔들과 상기 콘택트 플레이트의 상부 및 하부의 연결부위가 빗살무뉘형태인 것이 바람직하며, 또한, 상기 절연부는 다수의 장공이 형성된 스프링 구조로 형성될 수도 있다.It is preferable that the connection portions of the driving beams and the upper and lower portions of the contact plate are comb-shaped, and the insulating portion may be formed in a spring structure in which a plurality of long holes are formed.

상기 콘택트 플레이트와 상기 절연부를 관통하는 다수의 홀들이 형성되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that a plurality of holes penetrating the contact plate and the insulating portion are formed.

상기의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 RF MEMS 스위치 제조방법은, (가) 기판 상에 도금기반층을 증착한 후, 상기 도금기반층 상에 감광제를 패터닝하여 전해도금틀을 형성하는 단계; (나) 상기 패터닝된 전해도금틀 사이의 상기 도금기반층 상에 전해도금으로 신호선, RF 그라운드 및 구동전극을 형성하는 단계; (다) 상기 전해도금틀을 제거하고, 노출된 상기 도금기반층을 제거하는 단계; (라) 상기 신호선과 RF 라운드 사이를 감광막으로 채워 표면평탄화하는 단계; (마) 상기 평탄화된 표면에 감광막으로 희생층을 형성하고 상기 신호선들의 입력 및 출력신호 사이의 갭 상부에 콘택트플레이트를 위한 단차를 형성하는 단계; (바) 상기 단차부위에 콘택트플레이트를 형성하는 단계; (사) 상기 콘택트 플레이트를 덮는 절연부를 패터닝하는 단계; (아) 상기 구동전극과 상기 절연부의 일부를 덮는 구동 구조물을 형성하는 단계; 및 (자) 상기 희생층을 제거하는 단계;를 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an RF MEMS switch, comprising: (a) depositing a plating base layer on a substrate and then patterning a photoresist on the plating base layer to form an electroplating frame; (B) forming a signal line, an RF ground, and a driving electrode by electroplating on the plating base layer between the patterned electroplating molds; (C) removing the electroplating mold and removing the exposed plating base layer; (D) surface leveling by filling a photosensitive film between the signal line and the RF round; (E) forming a sacrificial layer with a photoresist on the planarized surface and forming a step for a contact plate on the gap between the input and output signals of the signal lines; (F) forming a contact plate on the stepped portion; (G) patterning an insulating part covering the contact plate; (H) forming a drive structure covering the drive electrode and a portion of the insulator; And (i) removing the sacrificial layer.

상기 (나) 단계 이후에 상기 RF 그라운드 상에서 상기 구동전극과 닿을 수 있는 부분에 절연막을 패터닝하는 단계;를 더 구비하는 것이 바람직하다.After the step (b), the step of patterning the insulating film on the part that can contact the driving electrode on the RF ground; further preferably.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 RF MEMS 스위치에 따른 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the RF MEMS switch of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 RF MEMS 스위치의 사시도를 나타낸 것이고, 도 3 및 도 4는 각각 도 2의 3-3'선 및 4-4'선을 따라 절개한 부분의 단면도이다.Figure 2 is a perspective view of the RF MEMS switch according to a preferred embodiment of the present invention, Figures 3 and 4 are cross-sectional views of the cut portion along the line 3-3 'and 4-4' of FIG.

도면을 참조하면, 반도체 또는 유전체 기판(100) 상에 하나의 입력신호선(112)과 2개의 출력신호선(114)이 형성되어 있으며, 신호선들(112,114)의 양측에는 RF 그라운드(120)가 형성되어 있다. 상기 입력신호선(112)과 출력신호선들(114) 사이에는 소정 폭의 갭(116)이 형성되어 있으며, 상기 갭(116)의 상방에는 하방으로 휘어져 상기 갭(116)을 전기적 연결을 하는 콘택트플레이트(130)가 형성되어 있다. 상기 갭(116)을 사이에 두고 양측에는 구동전극(140)이 형성되어 있으며 구동전극(140) 상에는 앵커들(142)이 형성되어 있다. 상기 앵커들(142)로부터 대향하는 방향으로 연장된 구동빔들(144)이 형성되어 있으며 상기 구동빔(144)과 상기 콘택트 플레이트(130)는 절연부(160)가 개재되어 콘택트플레이트(130)가 연결지지된다. 상기 구동빔(144)과 접촉되는 상기 RF그라운드(120) 상에 절연막(122)이 형성되어 있다. 상기 RF 그라운드(120)들은 그 상부에 형성된 기둥(152)과 그들 사이의 빔들(154)로 전기적 연결을 시키는 브리지(150)가 형성되어 있다.Referring to the drawings, one input signal line 112 and two output signal lines 114 are formed on the semiconductor or dielectric substrate 100, and RF ground 120 is formed on both sides of the signal lines 112 and 114. have. A gap 116 having a predetermined width is formed between the input signal line 112 and the output signal lines 114, and a contact plate is bent downward above the gap 116 to electrically connect the gap 116. 130 is formed. Driving electrodes 140 are formed at both sides with the gap 116 interposed therebetween, and anchors 142 are formed on the driving electrodes 140. Drive beams 144 extending in the opposite directions from the anchors 142 are formed, and the drive beams 144 and the contact plate 130 are provided with an insulating portion 160 to contact the contact plate 130. Is connected and supported. An insulating layer 122 is formed on the RF ground 120 in contact with the driving beam 144. The RF grounds 120 are formed with a bridge 150 for electrical connection to the pillars 152 formed thereon and the beams 154 therebetween.

상기 실시예의 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The operation of the above embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

먼저, 구동전극(140)을 통해 앵커(142)와 구동빔(144)에 풀다운(pull-down) 직류전압이 인가되면, 구동빔(144)과 RF 그라운드(120) 사이의 정전기력에 의해 구동빔(144)이 아래로 휘어지며 따라서 콘택트플레이트(130)가 신호선(110)간의 갭(116)을 이으면서 콘택트플레이트(130)와 신호선(110)간의 저항변화가 일어난다. 즉, 콘택트플레이트(130)가 정상적인 위치에 있을 때는 임피던스가 높고, 반대로 콘택트플레이트(130)가 정전기력에 의해서 신호선(110)으로 이동하면서 임피던스가 낮아지게 되며, 스위치가 ON상태가 된다.First, when a pull-down DC voltage is applied to the anchor 142 and the driving beam 144 through the driving electrode 140, the driving beam is driven by an electrostatic force between the driving beam 144 and the RF ground 120. 144 is bent downward, so that the contact plate 130 passes through the gap 116 between the signal lines 110, thereby causing a resistance change between the contact plate 130 and the signal line 110. That is, when the contact plate 130 is in the normal position, the impedance is high, on the contrary, the contact plate 130 moves to the signal line 110 by the electrostatic force, and the impedance is lowered, and the switch is turned on.

상기 신호선 주위의 RF그라운드는 상기 신호선과 함께 상기 신호선을 통한 RF 신호의 도파로를 제공한다.The RF ground around the signal line provides the waveguide of the RF signal through the signal line with the signal line.

상기 절연부(160)는 스위치가 ON 되었을 때 RF 신호가 그라운드(120)로 흘러가는 것을 방지한다.The insulation unit 160 prevents the RF signal from flowing to the ground 120 when the switch is turned on.

역으로 풀다운 전압이 제거되면, 구동빔(144)의 복원력에 의해 콘택트플레이트(130)가 원래의 위치로 올라가며, 상기 구동빔(144)과 그 하방의 RF그라운드(120) 사이에 공기 갭(air gap)이 형성되어 스위치는 높은 임피던스 상태가 되며, OFF 상태로 된다.On the contrary, when the pull-down voltage is removed, the contact plate 130 is raised to the original position by the restoring force of the driving beam 144, and an air gap between the driving beam 144 and the RF ground 120 below the air is generated. gap) is formed so that the switch is in a high impedance state and is turned off.

상기 구조의 신호선(110)과 콘택트 플레이트(130)는 레지스티브 결합을 이루며, 상기 구동빔(144)과 그라운드(120)의 접촉부위에는 절연막(122)이 형성되어 전기적 연결을 차단한다.The signal line 110 and the contact plate 130 of the structure form a resistive coupling, and an insulating layer 122 is formed at a contact portion between the driving beam 144 and the ground 120 to block electrical connection.

상기 RF 그라운드(120)간의 브리지(150)는 종래의 바깥쪽으로의 전기적 연결 대신에 동면 상에서 직접적으로 이루어지며, 보다 나은 RF 신호특성을 보여준다.The bridge 150 between the RF grounds 120 is made directly on the hibernating surface instead of the conventional outward electrical connection, showing better RF signal characteristics.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 전자현미경 사진이다. 도면을 참조하면, 구동빔과 콘택트플레이트의 형상이 도 2의 단순한 형상과 조금 다른 것을 알 수 있다. 이와 같이, 구동빔과 콘택트플레이트의 형상은 다양하게 변형되어 사용될 수 있으며, 그 변형예를 후술한다.5 is an electron micrograph of a preferred embodiment of the present invention. Referring to the drawings, it can be seen that the shape of the driving beam and the contact plate is slightly different from the simple shape of FIG. As such, the shape of the driving beam and the contact plate may be variously modified and will be described later.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 콘택트플레이트, 절연부 및 구동빔간의 연결형태의 여러 변형예를 보여준다.6 to 8 show various modifications of the connection form between the contact plate, the insulator and the driving beam of the present invention.

먼저 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 구동빔들(144)은 그 하부에 마련된 절연부(160)에 의해 서로 전기적으로 분리되며, 콘택트플레이트(130)는 상부(132) 및 하부(134)로 형성되어 있으며, 상부(132)와 하부(134)는 절연부(160)를 관통하는 다수의 홀(162)에 채워진 전기적 도체로 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 콘택트플레이트(130)와 그 사이에 개재된 절연부(160)를 관통하는 다수의 홀들(164)이 형성되어 있으며, 이는 제조과정중 후술하는 희생층 제거시 애쉬의 통로로 사용되는 것이다.First, referring to FIGS. 6A and 6B, the driving beams 144 are electrically separated from each other by an insulating part 160 provided at a lower portion thereof, and the contact plate 130 is connected to the upper part 132 and the lower part 134. The upper part 132 and the lower part 134 are electrically connected to each other by an electrical conductor filled in the plurality of holes 162 passing through the insulating part 160. In addition, a plurality of holes 164 penetrating through the contact plate 130 and the insulating portion 160 interposed therebetween is formed, which is used as a passage of the ash when removing the sacrificial layer to be described later in the manufacturing process. .

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 도 6의 구조로부터 절연부(160) 상에서 상기 구동빔(144)과 콘택트플레이트 상부(132)로부터 대향되게 연장된 빗살모양의 연결부위(144a, 132a)가 형성되어 있는 변형예이다. 이에 따라서, 절연물의 응력에 의한 구동빔(144)의 변형이 줄어드는 효과가 있다.7A and 7B, the comb-shaped connecting portions 144a and 132a extending from the structure of FIG. 6 opposite the driving beam 144 and the upper portion of the contact plate 132 are formed on the insulating portion 160. It is a modified example. Accordingly, the deformation of the driving beam 144 due to the stress of the insulator is reduced.

도 8a 내지 도 8b는 도 6의 다른 변형예로서, 절연부(160)에 다수의 장공(166)이 형성되어 스프링 역할을 하며, 그 장공(166)을 통해 상부(132) 및 하부(134)가 연결되므로 도 6에서의 상하부 연결홀(162)이 불필요해진다.8A through 8B illustrate another modified example of FIG. 6, in which a plurality of long holes 166 are formed in the insulating part 160 to serve as springs, and the upper parts 132 and the lower part 134 through the long holes 166. Since the upper and lower connection holes 162 in FIG. 6 are unnecessary.

상기 실시예에서는 SPDT(Single Pole Double Throw)를 나타낸 것으로 하나의 입력신호선과 두 개의 출력신호선으로 구성된 경우를 나타내었으나, 입력과 출력신호선이 하나인 SPSP(Single Pole Single Throw), 입력신호선은 하나이며 출력신호선은 둘 이상인 SPMT(Single Pole Multi Throw) 에서도 확장하여 적용될 수 있다.In the above embodiment, a single pole double throw (SPDT) is shown, and a single input signal line and two output signal lines are shown. However, a single pole single throw (SPSP) and one input signal line are one. The output signal line may be extended and applied to more than one SPMT (Single Pole Multi Throw).

표 1은 상기의 도 6 내지 도 8의 여러 콘택트플레이트와 절연부간의 변형예들로 제조된 샘플을 사용하여 주파수 2 GHz에서 RF측정기계인 HP8510 network analyser로 측정한 RF특성치를 나타낸 것이다.Table 1 shows RF characteristics measured by the HP8510 network analyzer, an RF measuring instrument, at a frequency of 2 GHz, using samples prepared by the modifications between the various contact plates and the insulation of FIGS. 6 to 8.

단위: dBUnit: dB 샘플종류Sample Type 삽입 손실Insertion loss 분리특성Separation characteristics 도 66 0.1380.138 42.142.1 도 77 0.1340.134 42.142.1 도 88 0.6770.677 43.243.2

표 1에서 보면, 주파수 2 GHz에서 삽입손실 및 분리특성이 모두 양호한 특성치를 나타내었다.In Table 1, both insertion loss and separation characteristics showed good characteristics at the frequency of 2 GHz.

이와 같은 본 발명의 RF MEMS 스위치의 제조방법을 도 9a 내지 도 9i에 개략 단면도로 나타내었다.Such a method of manufacturing the RF MEMS switch of the present invention is shown in schematic cross-sectional views in FIGS. 9A to 9I.

먼저 도 9a에 도시한 바와 같이, 기판(100) 상에 약 500 Å의 도금기반층(102)을 증착한 후, 상기 도금기반층(102) 상에 감광제를 패터닝하여 전해도금틀(104)을 형성한다.First, as shown in FIG. 9A, a plating base layer 102 of about 500 mW is deposited on the substrate 100, and then a photoresist is patterned on the plating base layer 102 to form an electroplating frame 104. Form.

다음에 상기 전해도금틀(104)사이의 도금기반층(102) 상에 금전해도금으로 2 ㎛ 두께의 신호선(110)과 RF 그라운드(120) 및 구동전극(140)을 형성한 후, 전해도금틀(104)을 제거하며, 그에 따라 노출된 도금기반층(102)을 제거하고, 상기 RF 그라운드(120) 상에 0.1 ㎛ 두께의 절연막(122)을 패터닝한다(도 9b 참조).Next, a signal line 110 having a thickness of 2 μm, an RF ground 120, and a driving electrode 140 are formed on the plating base layer 102 between the electroplating frames 104 by electroplating, and then electroplating. The mold 104 is removed, and thus the exposed plating base layer 102 is removed, and an insulating film 122 having a thickness of 0.1 μm is patterned on the RF ground 120 (see FIG. 9B).

다음으로 상기 신호선(110)과 RF 라운드(120) 사이를 감광막(105)으로 채워 표면을 평탄화한다(도 9c 참조).Next, the surface is planarized by filling the photosensitive film 105 between the signal line 110 and the RF round 120 (see FIG. 9C).

그 다음에 상기 평탄화된 표면에 감광막으로 희생층(107)을 패터닝하고(도 9d 참조), 상기 신호선들(110)의 입력 및 출력신호 사이의 갭(도 2의 참조번호 116 참조) 상부에 도 9e에 도시한 바와 같이 산소 플라즈마를 사용하여 건식식각으로 콘택트플레이트 하부(도 9f의 참조번호 134 참조)를 위한 단차(109)를 0.8 ㎛ 정도 형성한다.A sacrificial layer 107 is then patterned on the planarized surface with a photoresist film (see FIG. 9D), and the gap between the input and output signals of the signal lines 110 (see reference numeral 116 in FIG. 2) is shown above. As shown in FIG. 9E, a step 109 for the bottom of the contact plate (see reference numeral 134 of FIG. 9F) is formed by dry etching using oxygen plasma to about 0.8 [mu] m.

다음에 상기 단차(109) 부위에 표면저항이 적은 금을 전해도금하여 콘택트플레이트의 하부(134)를 형성한다(도 9f 참조).Next, the lower surface 134 of the contact plate is formed by electroplating gold having a low surface resistance on the step 109.

다음에 상기 콘택트 플레이트 하부(134)를 덮는 절연부(160)를 형성한다. 이 경우, 0.3 ㎛ 두께의 실리콘질화막을 PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition) 방법으로 형성하고 패터닝한다(도 9g 참조).Next, an insulating part 160 covering the contact plate lower part 134 is formed. In this case, a 0.3 μm thick silicon nitride film is formed and patterned by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method (see FIG. 9G).

상기 구동전극(140)과 상기 절연부(160)의 일부를 덮는 구동 구조물(144, 132)을 금 또는 니켈도금 또는 알루미늄 등으로 형성한 후(도 9h 참조), 희생층(도 9h의 참조번호 107)을 제거한다(도 9i 참조).After the driving structures 144 and 132 covering the driving electrode 140 and a part of the insulating part 160 are formed of gold, nickel plating, aluminum, or the like (see FIG. 9H), a sacrificial layer (reference number of FIG. 9H) 107) (see FIG. 9I).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 RF MEMS 스위치는 콘택트플레이트와 구동빔이 절연부로 연결되어 있으므로 RF 신호가 외부로 흘러가는 것을 방지하며, 메탈 접촉에 의한 on/off 방식이므로 p-i-n 다이오드에 비해 삽입손실 및 신호분리 특성이 우수하다.As described above, the RF MEMS switch according to the present invention prevents the RF signal from flowing to the outside because the contact plate and the driving beam are connected to the insulator, and the insertion loss compared to the pin diode because it is on / off by metal contact. And signal separation characteristics are excellent.

본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments with reference to the drawings, this is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined only by the appended claims.

Claims (9)

반도체 또는 유전체 기판;Semiconductor or dielectric substrates; 상기 기판 상에 형성되며 개회로를 형성하는 갭을 가지는 신호선들;Signal lines formed on the substrate and having a gap forming an open circuit; 상기 신호선과 격리되어 위치하는 RF그라운드들;RF grounds isolated from the signal line; 상기 RF 그라운드들을 잇는 전기선들;Electrical wires connecting the RF grounds; 상기 기판 상에 형성된 구동전극들;Drive electrodes formed on the substrate; 상기 구동전극 상에서 상기 갭을 가운데 두고 양쪽에 위치하는 앵커들;Anchors positioned on both sides of the gap on the driving electrode; 상기 앵커들의 상부로부터 대향되게 연장되는 구동빔들;Drive beams extending from an upper portion of the anchors; 상기 갭의 상방에 위치하여 상기 신호선들과 함께 레지스티브 구조를 형성하는 콘택트 플레이트; 및A contact plate positioned above the gap to form a resist structure with the signal lines; And 상기 구동빔들로부터 대향되게 연장되어 상기 콘택트 플레이트를 지지연결하는 절연부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.And an insulating part extending from the driving beams so as to face the contact plate and supporting the contact plate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전기선은, 상기 RF 그라운드 상의 앵커; 및 상기 앵커를 연결하는 빔;을 구비하는 브리지인 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The electric wire includes: an anchor on the RF ground; And a beam connecting the anchors. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 RF그라운드 상에서, 상방의 구동빔의 하강시 그들간의 절연을 시키는 절연막들이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The RF MEMS switch, characterized in that the insulating film is further formed on the RF ground to insulate between them when the upper driving beam is lowered. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콘택트 플레이트는 상기 절연부가 개재되어 상부와 하부로 나뉘고, 상기 상부와 하부의 전기적 연결을 위해서 상기 절연부에 다수의 홀들이 형성되며 그 홀들은 메탈로 채워진 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The contact plate is divided into an upper portion and a lower portion through the insulating portion, the plurality of holes are formed in the insulating portion for the electrical connection between the upper and lower, the holes are filled with a metal MEMS switch. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 구동빔들과 상기 콘택트 플레이트의 상부 및 하부의 연결부위가 빗살무뉘형태인 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.RF MEMS switch, characterized in that the connecting portion of the upper and lower portions of the drive beams and the contact plate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연부는 다수의 장공이 형성된 스프링 구조로 된 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The insulation part is an RF MEMS switch, characterized in that the spring structure is formed with a plurality of holes. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 상기 콘택트 플레이트와 상기 절연부를 관통하는 다수의 홀들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The RF MEMS switch, characterized in that a plurality of holes are formed through the contact plate and the insulating portion. (가) 기판 상에 도금기반층을 증착한 후, 상기 도금기반층 상에 감광제를 패터닝하여 전해도금틀을 형성하는 단계;(A) depositing a plating base layer on the substrate, patterning a photosensitive agent on the plating base layer to form an electroplating frame; (나) 상기 패터닝된 전해도금틀 사이의 상기 도금기반층 상에 전해도금으로 신호선, RF 그라운드 및 구동전극을 형성하는 단계;(B) forming a signal line, an RF ground, and a driving electrode by electroplating on the plating base layer between the patterned electroplating molds; (다) 상기 전해도금틀을 제거하고, 노출된 상기 도금기반층을 제거하는 단계;(C) removing the electroplating mold and removing the exposed plating base layer; (라) 상기 신호선과 RF 라운드 사이를 감광막으로채워 표면평탄화하는 단계;(D) surface leveling by filling a photosensitive film between the signal line and the RF round; (마) 상기 평탄화된 표면에 감광막으로 희생층을 형성하고 상기 신호선들의입력 및 출력신호 사이의 갭 상부에 콘택트플레이트를 위한 단차를 형성하는 단계;(E) forming a sacrificial layer with a photoresist on the planarized surface and forming a step for a contact plate on the gap between the input and output signals of the signal lines; (바) 상기 단차부위에 콘택트플레이트를 형성하는 단계;(F) forming a contact plate on the stepped portion; (사) 상기 콘택트 플레이트를 덮는 절연부를 패터닝하는 단계;(G) patterning an insulating part covering the contact plate; (아) 상기 구동전극과 상기 절연부의 일부를 덮는 구동 구조물을 형성하는 단계; 및(H) forming a drive structure covering the drive electrode and a portion of the insulator; And (자) 상기 희생층을 제거하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치 제조방법.(I) removing the sacrificial layer; RF MEMS switch manufacturing method comprising the. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 (나) 단계 이후에 상기 RF 그라운드 상에서 상기 구동전극과 닿을 수 있는 부분에 절연막을 패터닝하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치 제조방법.And (b) patterning an insulating film on a portion of the RF ground that can contact the driving electrode after the step (b).
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