CN101714481B - 微机械式开关结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微机械式开关结构，包括源极、汲极、驱动下电极、浮动电极组以及金属弹簧部。浮动电极组与源极、汲极以及驱动下电极相对而设，其中浮动电极组包括支撑层、驱动上电极以及讯号电极。讯号电极配置于支撑层上并与驱动上电极电性绝缘。浮动电极组藉由金属弹簧部而架设于二固定端之间。当驱动上电极与驱动下电极为等电位时，浮动电极组悬浮于源极、驱动下电极与汲极上方。当驱动上电极与驱动下电极具有一电压差时，浮动电极组往驱动下电极移动，以使讯号电极同时接触源极与汲极。本发明是一种可避免驱动时的噪声问题，进而提升信号的可靠度，而且使用寿命长的微机械式开关结构，具有较好的市场价值。

Description

微机械式开关结构

技术领域

本发明是有关于一种微机械式开关结构，且特别是有关于一种信号的可靠度(reliablity)高、使用寿命长的微机械式开关结构。

背景技术

一般而言，微机电系统是利用半导体制程技术将组件设计于硅芯片上，再将微机电系统以单块的方式整合至集成电路中。由于半导体制程技术大幅度的提升，微机电系统的组件体积则朝向不断地缩小及一体化的方向来设计，因此发展可以和半导体制程所做出的集成电路芯片进行整合的微机电系统是现今发展的一大趋势。为了满足这种需求，业界开始采用微机电系统的技术来缩小构成电路的各种零件的尺寸，而微机械式开关即是使用微机电的技术所产生的零件之一。

图1为习知一种微机械式开关结构的示意图。请参照图1，微机械式开关结构100包括基板110、绝缘层120、驱动下电极132、讯号电极134以及驱动上电极140。绝缘层120设置于基板110上，而驱动下电极132、讯号电极134以及驱动上电极140均设置于绝缘层120上且彼此为电性绝缘。讯号电极134位于驱动下电极132的一侧，驱动上电极140越过驱动下电极132并延伸至讯号电极134的上方，而驱动上电极140远离讯号电极134的一端则直接固定于绝缘层120上。此外，微机械式开关结构100的讯号电极134例如可与其它的集成电路电性连接、并整合于同一芯片上。

举例来说，当驱动上电极140与驱动下电极132具有一直流偏压时，位于驱动下电极132上方的驱动上电极140会受到静电力的影响而往讯号电极134的方向移动，进而接触到讯号电极134。此时，可利用驱动上电极140与讯号电极134来传递信号。

然而，在上述的微机械式开关结构100中，驱动下电极132与讯号电极134乃是共享驱动上电极140，换言之，当驱动上电极140与讯号电极134在传递信号时，驱动上电极140还会受到驱动电压所影响。由于驱动电压往往会大于讯号电压，以至于驱动上电极140与讯号电极134所输出的讯号容易受到驱动电压所造成的噪声(noise)影响而失真，亦即降低了微机械式开关结构100的信号可靠度。另一方面，较高的驱动电压也会造成与讯号电极134电性连接的集成电路损伤，使得微机械式开关结构100的使用寿命不长。

发明内容

本发明提供一种微机械式开关结构，可避免驱动时的噪声问题，进而提升信号的可靠度。

本发明又提供一种微机械式开关结构，其信号可靠度高、且使用寿命长。

基于上述，本发明提供一种微机械式开关结构，配置在一基板上，此微机械式开关结构包括源极、汲极、驱动下电极、浮动电极组以及金属弹簧部。源极与汲极配置于基板上且彼此相隔一间距。驱动下电极配置于基板上，而驱动下电极位于源极与汲极之间，并与源极以及汲极电性绝缘。浮动电极组与源极、汲极以及驱动下电极相对而设，其中浮动电极组包括支撑层(supporting layer)、驱动上电极以及讯号电极。驱动上电极配置于支撑层上并面向驱动下电极。讯号电极配置于支撑层上并与驱动上电极电性绝缘。讯号电极位于驱动下电极与驱动上电极之间，并延伸至源极与汲极的上方，且讯号电极与驱动下电极之间的距离大于讯号电极与源极之间以及讯号电极与汲极之间的距离。金属弹簧部具有二固定端，其中金属弹簧部藉由这些固定端固定于基板上，且浮动电极组藉由金属弹簧部而架设于金属弹簧部的二固定端之间。其中，当驱动上电极与驱动下电极为等电位时，浮动电极组悬浮于源极、驱动下电极与汲极上方。当驱动上电极与驱动下电极具有一电压差时，浮动电极组往驱动下电极移动，以使讯号电极同时接触源极与汲极。

在本发明的一实施例中，上述源极或汲极包括第一金属层、第一导通层、以及第二金属层。第一金属层配置于基板上，其中第一金属层与驱动下电极为同一膜层。第一导通层配置于第一金属层上，而第二金属层配置于第一导通层上，其中第二金属层透过第一导通层与第一金属层电性连接。

在本发明的一实施例中，上述第一、第二金属层的材质包括铝，且第一导通层的材质包括钨。

在本发明的一实施例中，上述讯号电极包括第三金属层，且金属弹簧部包括第四金属层，第四金属层配置于支撑层上，且第四金属层位于第三金属层与该支撑层之间，第三金属层对应于源极与汲极的区域藉由第四金属层固定在支撑层上。

在本发明的一实施例中，上述浮动电极组更包括第二导通层，连接于第三金属层与第四金属层之间，且第四金属层透过第二导通层与第三金属层电性连接。

在本发明的一实施例中，上述驱动上电极与金属弹簧部为同一膜层。

在本发明的一实施例中，上述支撑层的材质包括氮化硅。

在本发明的一实施例中，上述金属弹簧部的材质包括铝。

在本发明的一实施例中，上述的微机械式开关结构更包括驱动信号线，其电性连接驱动上电极，其中驱动信号线适于提供驱动信号，以使驱动上电极与驱动下电极具有一电压差。

在本发明的一实施例中，上述的讯号电极、位于讯号电极上方的第二导通层及第四金层层，与支撑层围成一空间，且驱动上电极位于此空间中并与讯号电极电性绝缘。

本发明又提供一种微机械式开关结构，配置在一基板上，此微机械式开关结构包括驱动下电极、多个支撑柱、源极、汲极、第一固定结构以及浮动电极组。驱动下电极配置于基板上且具有多个第一开口，其中多个开口暴露部份基板。多个支撑柱配置于基板上并位于多个第一开口中，且多个支撑柱电性绝缘于驱动下电极。源极与汲极配置于基板上并与驱动下电极电性绝缘。源极与汲极彼此相隔一第一间距，并沿着驱动下电极的一侧设置。第一固定结构固定于基板上并与驱动下电极分离，第一固定结构沿着驱动下电极的相对于源极与汲极的对向侧设置。浮动电极组与源极、汲极以及驱动下电极相对而设，其中浮动电极组远离源极与汲极的一侧连接于第一固定结构，且浮动电极组包括支撑层、驱动上电极以及讯号电极。驱动上电极配置于支撑层上并面向驱动下电极。讯号电极配置于支撑层上并与驱动上电极电性绝缘，讯号电极面向源极与汲极。其中，当驱动上电极与驱动下电极为等电位时，浮动电极组悬浮于源极、汲极与驱动下电极上方。当驱动上电极与驱动下电极具有一电压差时，浮动电极组往驱动下电极移动，以使讯号电极同时接触源极与汲极，且多个支撑柱适于支撑浮动电极板，以维持驱动上电极绝缘于驱动下电极。

在本发明的一实施例中，上述各支撑柱包括第一金属层、第一导通层以及第二金属层。第一金属层配置于基板上，其中第一金属层与驱动下电极、源极以及汲极为同一膜层。第一导通层配置于第一金属层上。第二金属层配置于第一导通层上，其中第二金属层透过第一导通层与第一金属层电性连接。

在本发明的一实施例中，上述驱动下电极、源极与汲极为共平面。

在本发明的一实施例中，上述讯号电极更自源极与汲极的上方延伸至邻近第一固定结构的一端，且讯号电极藉由第二固定结构固定于基板上。

在本发明的一实施例中，上述第二固定结构配置于第一固定结构与驱动下电极之间，第二固定结构包括第一金属层、第二金属层以及第一导通层所构成的迭层。第二固定结构电性绝缘于第一固定结构以及驱动下电极，且讯号电极电性连接于第二固定端。

在本发明的一实施例中，上述讯号电极具有位于多个第一开口上方的多个第二开口，而第一开口与第二开口暴露出支撑柱，且这些支撑柱电性绝缘于驱动下电极与讯号电极。

在本发明的一实施例中，上述支撑层包括第二导通层、第三金属层、第三导通层以及第四金属层。第二导通层配置于源极与汲极上方的第二金属层上。第三金属层配置于第二导通层上，其中第三金属层透过第二导通层电性连接于第二金属层。第三导通层配置于第三金属层上。第四金属层配置于第三导通层以及至少部份的驱动上电极之上，其中第四金属层透过第三导通层电性连接于第三金属层。

在本发明的一实施例中，上述驱动上电极包括第三金属层，连接于第一固定端。

在本发明的一实施例中，上述支撑层更包括绝缘层，至少配置于驱动上电极的部份第三金属层与支撑层的第四金属层之间。

在本发明的一实施例中，上述绝缘层的材质包括氧化硅(SiO2)。

在本发明的一实施例中，上述的微机械式开关结构更包括一连接图案，配置于支撑层上，其中浮动电极组经由此连接图案连接于第一固定结构上，且连接图案与讯号电极相隔一第二间距。

在本发明的一实施例中，上述讯号电极自支撑层的边缘向外延伸，而讯号电极向外延伸的区域包括面向源极与汲极的区域。

在本发明的一实施例中，上述连接图案与讯号电极为同一膜层，而驱动上电极以邻近第一固定结构的一侧与连接图案连接。

在本发明的一实施例中，上述源极或汲极分别包括第一金属层、第一导通层、第二金属层、第二导通层以及第三金属层。第一金属层配置于基板上。第一导通层配置于第一金属层上。第二金属层配置于第一导通层上，其中第二金属层透过第一导通层与第一金属层电性连接。第二导通层配置于第二金属层上。第三金属层配置于第二导通层上，其中第三金属层透过第二导通层与第二金属层电性连接。

在本发明的一实施例中，上述驱动上电极包括第三金属层，且驱动上电极的第三金属层透过第三导通层与连接图案连接。

由于本发明的微机械式开关结构具有彼此电性绝缘的驱动电极与讯号电极，因此可以减少驱动电极与讯号电极之间噪声的问题，进而提高微机械式开关结构的可靠度。此外，本发明的微机械式开关结构还可保护集成电路免于受到驱动电压所损伤。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为习知丨种微机械式开关结构的示意图。

图2为本发明第一实施例的微机械式开关结构的上视示意图。

图3为沿着图2中A-A’线的剖面示意图。

图4A为本发明第二实施例的微机械式开关结构的上视示意图。

图4B为本发明第二实施例的微机械式开关结构的部分构件上视示意图，其中省略了图4A中的部分构件。

图5A为沿着图4A中B-B’线的剖面示意图。图5B为沿着图4A中C-C’线的剖面示意图。

图5C为沿着图4A中D-D’线的剖面示意图。

图6为本发明第二实施例的微机械式开关结构的作动示意图，其中驱动上电极与驱动下电极具有一电压差。

图7A为本发明第三实施例的微机械式开关结构的上视示意图。

图7B为本发明第二实施例的微机械式开关结构的部分构件上视示意图，其中省略了图7A中的部分构件。

图8为沿着图7A中E-E’线的剖面示意图。

图9为本发明第三实施例的微机械式开关结构的作动示意图，其中驱动上电极与驱动下电极具有一电压差。

【主要组件符号说明】

100、200、300、400：微机械式开关结构

110、202、302、402、502：基板

120：绝缘层

132、220、320、420：驱动下电极

134、236、336、436：讯号电极

140、234、334、434：驱动上电极

212、312、412：源极

214、314、414：汲极

230、330、430：浮动电极组

232、332、432：支撑层

240、340、440：金属弹簧部

242：固定端

244：金属弹簧

250：驱动信号线

325、425：支撑柱

352、452：第一固定结构

354：第二固定结构

460：连接图案

A-A’、B-B’、C-C’、D-D’、E-E’：线

D1：第一间距

D2：第二间距

H1：第一开口

H2：第二开口

L1、L2：长度

M1：第一金属层

M2：第二金属层

M3：第三金属层

M4：第四金属层

R：空间

S1、S2：距离

V1：第一导通层

V2：第二导通层

V3：第三导通层

具体实施方式

第一实施例

图2为本发明第一实施例的微机械式开关结构的上视示意图。图3为沿着图2中A-A’线的剖面示意图。请同时参照图2与图3，微机械式开关结构200配置在基板202上，此微机械式开关结构200包括源极212、汲极214、驱动下电极220、浮动电极组230以及金属弹簧部240。

源极212与汲极214配置于基板202上且彼此相隔一间距。驱动下电极220配置于基板202上，而驱动下电极220位于源极212与汲极214之间，并与源极212以及汲极214电性绝缘。在本实施例中，源极212或汲极214的膜层结构例如是由第一金属层M1、第一导通层V1、以及第二金属层M2所构成。详言之，第一金属层M1配置于基板202上，第一导通层V1配置于第一金属层M1上，而第二金属层M2配置于第一导通层V1上，其中第二金属层M2可透过第一导通层V1与第一金属层M1电性连接。

驱动下电极220例如是由第一金属层M1所构成，也就是说，驱动下电极220的第一金属层M1可以是和上述源极212的第一金属层M1、或汲极214的第一金属层M1为同一膜层。举例而言，第一金属层M1、第二金属层M2的材质可以是铝，而第一导通层V1的材质可以是钨。

如图3所示，浮动电极组230与源极212、汲极214以及驱动下电极220相对而设，更切确而言，浮动电极组230位于源极212、汲极214以及驱动下电极220的上方。浮动电极组230包括支撑层(supporting layer)232、驱动上电极234以及讯号电极236。在本实施例中，支撑层232的材质例如为氮化硅。

驱动上电极234配置于支撑层232上并面向驱动下电极220，而讯号电极236配置于支撑层232上并与驱动上电极234电性绝缘。尤其是，讯号电极236位于驱动下电极220与驱动上电极234之间，并延伸至源极212与汲极214的上方，且讯号电极236与驱动下电极220之间的距离S1大于讯号电极236与源极212之间、以及讯号电极236与汲极214之间的距离S2。如此，当浮动电极组230上下移动时，讯号电极236不会触碰到驱动下电极220。

请继续参照图2与图3，金属弹簧部240具有二固定端242，其中金属弹簧部240藉由这些固定端242固定于基板202上，且浮动电极组230藉由金属弹簧部240而架设于金属弹簧部240的二固定端242之间。在本实施例中，金属弹簧部240的材质包括铝，在其它的实施例中，金属弹簧部240的材质也可以是其它的金属。

承上述，在微机械式开关结构200中，讯号电极236例如是由第三金属层M3所构成，而金属弹簧部240包括第四金属层M4，其中驱动上电极234与金属弹簧部240的第四金属层M4为同一膜层。在本实施例中，金属弹簧部240例如包括由第四金属层M4所构成的金属弹簧244，连接于二固定端242之间，而此作为金属弹簧244的第四金属层M4配置于支撑层232上，以使浮动电极组230悬浮于驱动下电极220、源极212与汲极214的上方。此外，第四金属层M4位于第三金属层M3与支撑层232之间，而讯号电极236的第三金属层M3例如是藉由第四金属层M4固定在支撑层232上。

在此要说明的是，浮动电极组230例如还具有第二导通层V2，连接于讯号电极236的第三金属层M3与作为金属弹簧244的第四金属层M4之间，且源极212与汲极214上方的第四金属层M4可透过第二导通层V2与第三金属层M3电性连接。此外，在本实施例中，讯号电极236、位于讯号电极236上方的第二导通层V2及第四金层层M4、与支撑层232围成一空间R，而驱动上电极234位于此空间R中并与讯号电极236电性绝缘。另外，微机械式开关结构200还具有驱动信号线250，电性连接驱动上电极234，其中驱动信号线250例如可提供驱动信号，以使驱动上电极234与驱动下电极220产生电压差。

举例来说，当驱动上电极234与驱动下电极220为等电位时，浮动电极组230会悬浮于源极212、驱动下电极220与汲极214上方。当驱动上电极234与驱动下电极220具有一电压差时，此电压差所造成的静电力将会使得驱动上电极234朝向驱动下电极220移动。此时，由于驱动上电极234固定在支撑层232上，因此驱动上电极234会带动整个浮动电极组230往驱动下电极220移动，使得讯号电极236同时接触源极212与汲极214。如此，透过控制驱动上电极234与驱动下电极220之间的电压差，即可获得微机械式开关结构200的开关效果。由此可知，微机械式开关结构200是一种适用于接触式开关应用的微机械式开关设计。

在部分实施例中，微机械式开关结构200的各构件尺寸例如可透过计算机仿真运算来得到最佳的参数搭配。举例而言，在一实施例中，驱动下电极220的长度L1为260微米、宽度(未标示)为34微米，而驱动上电极234的长度L2为100微米、宽度(未标示)为40微米。透过适当设计的微机械式开关结构200，其可使用较低的驱动电压来产生驱动上电极234与驱动下电极220之间的静电力，以控制浮动电极组230的上下移动，从而获得微机械式开关结构200的开关效果。

由于微机械式开关结构200中的驱动上电极234与讯号电极236电性绝缘，因此透过讯号电极236所传递的信号不会受到驱动电压所影响，从而提高了微机械式开关结构200的信号可靠度。此外，基于相同的理由，与源极212或汲极214电性连接的集成电路，也比较不会因为驱动电压通过而受到损伤。

第二实施例

图4A为本发明第二实施例的微机械式开关结构的上视示意图。图4B为本发明第二实施例的微机械式开关结构的部分构件上视示意图，其中省略了图4A中的部分构件。图5A为沿着图4A中B-B’线的剖面示意图。图5B为沿着图4A中C-C’线的剖面示意图。图5C为沿着图4A中D-D’线的剖面示意图。

请参照图4A、图4B、图5A、图5B及图5C，微机械式开关结构300配置在基板302上，此微机械式开关结构300包括驱动下电极320、多个支撑柱325、源极312、汲极314、第一固定结构352以及浮动电极组330。驱动下电极320配置于基板302上且具有多个第一开口H1，其中多个开口H1暴露部份基板302。在此，为便于说明本实施例，图4B仅绘示源极312、汲极314、驱动下电极320以及多个支撑柱325等部分构件。

请同时参照图4B与图5A，多个支撑柱325配置于基板302上并位于多个第一开口H1中，且多个支撑柱325电性绝缘于驱动下电极320。在本实施例中，各支撑柱325例如具有第一金属层M1、第一导通层V1以及第二金属层M2。第一金属层M1配置于基板302上，其中第一金属层M1与驱动下电极320、源极312以及汲极314为同一膜层。换言之，驱动下电极320、源极312与汲极314为共平面。第一导通层V1配置于第一金属层M1上，第二金属层M2配置于第一导通层V1上，其中第二金属层M2透过第一导通层V1与第一金属层M1电性连接。

源极312与汲极314配置于基板302上并与驱动下电极320电性绝缘。源极312与汲极314彼此相隔第一间距D1，并沿着驱动下电极320的一侧设置。

请继续参照图4A、图4B、图5A、图5B及图5C，第一固定结构352固定于基板302上并与驱动下电极320分离，且第一固定结构352沿着驱动下电极320的相对于源极312与汲极314的对向侧设置。浮动电极组330与源极312、汲极314以及驱动下电极320相对而设。也就是说，浮动电极组330是位于源极312、汲极314以及驱动下电极320的上方。

浮动电极组330远离源极312与汲极314的一侧连接于第一固定结构352。这里要说明的是，由于源极312与汲极314上方的浮动电极组330是与第一固定结构352设置在对向侧，因此当微机械式开关结构300被驱动时，位于源极312与汲极314上方的浮动电极组330可具有最大位移量，此部份在后面会有更进一步的说明。

浮动电极组330包括支撑层332、驱动上电极334以及讯号电极336。驱动上电极334配置于支撑层332上并面向驱动下电极320。在本实施例中，驱动上电极334包括第三金属层M3，连接于第一固定端352。

要注意的是，本实施例的支撑层332与第一实施例的支撑层232为不同的膜层结构。在本实施例中，支撑层332包括第二导通层V2、第三金属层M3、第三导通层V3以及第四金属层M4。第二导通层V2配置于源极312与汲极314上方的第二金属层M2上，而第三金属层M3配置于第二导通层V2上，其中第三金属层M3透过第二导通层V2电性连接于第二金属层M2。第三导通层V3配置于第三金属层M3上，而第四金属层M4配置于第三导通层V3以及部份的驱动上电极334之上，其中第四金属层M透过第三导通层V3电性连接于第三金属层M3。此外，支撑层332更包括绝缘层P，至少配置于驱动上电极334的部份第三金属层M3与支撑层332的第四金属层M4之间。因此，当驱动上电极334移动时，将会带动整个支撑层332同步移动。

讯号电极336配置于支撑层332上并与驱动上电极334电性绝缘，讯号电极336面向源极312与汲极314。由于支撑层332会随着驱动上电极334同步移动，而讯号电极配置于支撑层332上，因此讯号电极336也会随着驱动上电极334同步移动。在本实施例中，讯号电极336例如是由第二金属层M2所构成的膜层结构，并且讯号电极336更自源极312与汲极314的上方延伸至邻近第一固定结构352的一端。

此外，讯号电极336是藉由第二固定结构354固定于基板302上。第二固定结构354电性绝缘于第一固定结构352以及驱动下电极320，且讯号电极336电性连接于第二固定端354。在此，第二固定结构354配置于第一固定结构352与驱动下电极320之间，第二固定结构354包括由第一金属层M1、第二金属层M2以及第一导通层V1所构成的迭层，其中讯号电极336例如藉由第二金属层M2与第二固定结构354电性连接。然而，此处仅为举例，本发明不限于讯号电极336与第二固定结构354为电性连接。在另一实施例中，讯号电极336亦可不与第二固定端354电性连接，也就是说，讯号电极336可以是仅位于源极212与汲极214上方的第二金属层M2。

另外，在本实施例中，讯号电极336还具有位于多个第一开口H1上方的多个第二开口H2，而第一开口H1与第二开口H2暴露出支撑柱325，且多个支撑柱325电性绝缘于驱动下电极320与讯号电极336。

举例而言，当驱动上电极334与驱动下电极320为等电位时，浮动电极组330悬浮于源极312、汲极314与驱动下电极320上方。当驱动上电极334与驱动下电极320具有一电压差时，浮动电极组330往驱动下电极320移动，以使讯号电极336同时接触源极312与汲极314，且多个支撑柱325适于支撑浮动电极板330，以维持驱动上电极334绝缘于驱动下电极320。详言之，当浮动电极组330往驱动下电极320移动时，支撑柱325可抵住驱动上电极334，以避免驱动上电极334直接接触到讯号电极336、或是讯号电极336直接接触到驱动下电极320，如图6所示。由此可知，微机械式开关结构300也是一种适用于接触式开关应用的微机械式开关设计。

此外，如前述所提及，由于源极312与汲极314上方的浮动电极组330是与第一固定结构352设置在对向侧，因此当微机械式开关结构300被驱动时，位于源极312与汲极314上方的浮动电极组330可具有最大位移量。换句话说，在整个浮动电极组330中，由于位于源极312与汲极314上方的讯号电极336具有最大的位移量，因此微机械式开关结构300可使用较低的驱动电压来达到开关的效果。

类似地，在部分实施例中，微机械式开关结构300的各构件尺寸例如可透过计算机仿真运算来计算出最佳的参数搭配。举例而言，在一未绘示实施例中，驱动上电极334的长度例如为130微米、宽度为30微米，而驱动下电极320的长度与宽度例如可依照不同结构设计的需要来加以改变。

由于驱动上电极334与讯号电极336电性绝缘，因此微机械式开关结构300同样可以达到上述微机械式开关结构200所提及的目的与功效。

第三实施例

图7A为本发明第三实施例的微机械式开关结构的上视示意图。图7B为本发明第二实施例的微机械式开关结构的部分构件上视示意图，其中省略了图7A中的部分构件。图8为沿着图7A中E-E’线的剖面示意图。

请同时参照图7A、图7B以及图8，微机械式开关结构400配置在一基板402上，此微机械式开关结构400包括驱动下电极420、多个支撑柱425、源极412、汲极414、第一固定结构452以及浮动电极组430。驱动下电极420配置于基板402上且具有多个第一开口H1，其中多个开口H1暴露部份基板402。在此，为便于说明本实施例，图7B中仅绘示源极412、汲极414、驱动下电极420以及多个支撑柱425等部分构件。

请同时参照图7B与图8，多个支撑柱425配置于基板402上并位于多个第一开口H1中，且多个支撑柱425电性绝缘于驱动下电极420。支撑柱425与上述第二实施例的支撑柱325相同，请参照上述的说明，此处不再重述。

源极412与汲极414配置于基板402上并与驱动下电极420电性绝缘。源极412与汲极414彼此相隔第一间距D1，并沿着驱动下电极420的一侧设置。在本实施例中，源极412或汲极414分别包括第一金属层M1、第一导通层V1、第二金属层M2、第二导通层V2以及第三金属层M3。第一金属层M1配置于基板402上，且第一导通层V1配置于第一金属层M1上。第二金属层M2配置于第一导通层V1上，其中第二金属层M2透过第一导通层V1与第一金属层M1电性连接。第二导通层V2配置于第二金属层M2上，而第三金属层M3配置于第二导通层V2上，其中第三金属层M3透过第二导通层V2与第二金属层M2电性连接。

请继续参照图7A、图7B与图8，第一固定结构452固定于基板402上并与驱动下电极420分离，且第一固定结构452沿着驱动下电极420的相对于源极412与汲极414的对向侧设置。浮动电极组430与源极412、汲极414以及驱动下电极420相对而设。简言之，浮动电极组430是位于源极412、汲极414以及驱动下电极420的上方。

浮动电极组430远离源极412与汲极414的一侧连接于第一固定结构452。类似于第二实施例，由于源极412与汲极414上方的浮动电极组430是与第一固定结构452设置在对向侧，因此当微机械式开关结构400被驱动时，位于源极412与汲极414上方的浮动电极组430可具有最大位移量，此部份在后面会有进一步的说明。

浮动电极组430包括支撑层432、驱动上电极434以及讯号电极436。在此要说明的是，支撑层432的配置以及膜层结构不同于上述第一、第二实施例的支撑层232、332，在本实施例中，支撑层432材质例如为氮化硅。

驱动上电极434配置于支撑层432上并面向驱动下电极420。特别是，微机械式开关结构400更包括连接图案460，配置于支撑层432上，其中浮动电极组430经由此连接图案460连接于第一固定结构452上，且连接图案460与讯号电极436相隔第二间距D2。在一实例中，第二间距D2的例如为1微米，以使连接图案460电性绝缘于驱动上电极434。此外，驱动上电极434的膜层结构例如为第三金属层M3所构成，且驱动上电极434的第三金属层M3是透过第三导通层V3与连接图案460连接。

讯号电极436配置于支撑层432上并与驱动上电极434电性绝缘，且讯号电极436面向源极412与汲极414。在本实施例中，讯号电极436自支撑层432的边缘向外延伸，而讯号电极436向外延伸的区域包括面向源极412与汲极414的区域。也就是说，部分的讯号电极436会位于源极412与汲极414的上方。另外，连接图案460与讯号电极436为同一膜层，例如：第四金属层，而驱动上电极434以邻近第一固定结构452的一侧与连接图案460连接。由于讯号电极436与驱动上电极434均设置于支撑层432上，因此当驱动上电极434移动时，讯号电极436也会随着驱动上电极434而同步移动。

举例而言，当驱动上电极434与驱动下电极420为等电位时，浮动电极组430悬浮于源极412、汲极414与驱动下电极420上方。当驱动上电极434与驱动下电极420具有一电压差时，浮动电极组430往驱动下电极420移动，以使讯号电极436同时接触源极414与汲极414，且多个支撑柱425适于支撑浮动电极板430。在此，当浮动电极组430往驱动下电极420移动时，支撑柱425可抵住驱动上电极434，以避免驱动上电极434直接接触到驱动下电极420，如图9所示。

承上述，类似于第二实施例，由于源极412与汲极414上方的浮动电极组430与第一固定结构452设置在对向侧，因此当微机械式开关结构400被驱动时，位于源极412与汲极414上方的讯号电极430可具有最大位移量。因此，微机械式开关结构400亦可使用较低的驱动电压来达到开关的效果。

综上所述，本发明的微机械式开关结构具有彼此电性绝缘的驱动电极与讯号电极，因此可以减少驱动电极与讯号电极之间噪声的问题，进而提高信号的可靠度。基于相同的理由，本发明的微机械式开关结构还可保护集成电路免于受到驱动电压所损伤，因此可具有广泛的应用范围、且使用寿命较长。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (5)

1.一种微机械式开关结构，配置在一基板上，其特征在于包括：

一驱动下电极，配置于该基板上且具有多个第一开口，其中该些开口暴露部份该基板；

多个支撑柱，配置于该基板上并位该些第一开口中，且该些支撑柱电性绝缘于该驱动下电极；

一源极与一汲极，配置于该基板上并与该驱动下电极电性绝缘，该源极与该汲极彼此相隔一第一间距，并沿着该驱动下电极的一侧设置； 

一第一固定结构，固定于该基板上并与该驱动下电极分离，该第一固定结构沿着该驱动下电极的相对于该源极与该汲极的对向侧设置；

一浮动电极组，与该源极、该汲极以及该驱动下电极相对而设，其中该浮动电极组远离该源极与该汲极的一侧连接于该第一固定结构，且该浮动电极组包括：

一支撑层；

一驱动上电极，配置于该支撑层上并面向该驱动下电极；以及

一讯号电极，配置于该支撑层上并与该驱动上电极电性绝缘，该讯号电极面向该源极与该汲极；

其中，当该驱动上电极与该驱动下电极为等电位时，该浮动电极组悬浮于该源极、该汲极与该驱动下电极上方；当该驱动上电极与该驱动下电极具有一电压差时，该浮动电极组往该驱动下电极移动，以使该讯号电极同时接触该源极与该汲极，且该些支撑柱适于支撑该浮动电极组，以维持该驱动上电极绝缘于该驱动下电极；

所述支撑柱包括：

一第一金属层，配置于该基板上，其中该第一金属层与该驱动下电极、该源极以及该汲极为同一膜层；

一第一导通层，配置于该第一金属层上；以及

一第二金属层，配置于该第一导通层上，其中该第二金属层透过该第一导通层与该第一金属层电性连接；

所述的驱动下电极、该源极与该汲极为共平面；

所述讯号电极更自该源极与该汲极的上方延伸至邻近该第一固定结构的一端，且该讯号电极藉由一第二固定结构固定于该基板上；

所述的第二固定结构配置于该第一固定结构与该驱动下电极之间，该第二固定结构包括该第一金属层、该第二金属层以及该第一导通层所构成的迭层，该第二固定结构电性绝缘于该第一固定结构以及该驱动下电极，且该讯号电极电性连接于该第二固定端；

所述的讯号电极具有位于该些第一开口上方的多个第二开口，该些第一开口与该些第二开口暴露出该些支撑柱，该些支撑柱电性绝缘于该驱动下电极与该讯号电极。

2.一种微机械式开关结构，配置在一基板上，其特征在于包括：

一驱动下电极，配置于该基板上且具有多个第一开口，其中该些开口暴露部份该基板；

多个支撑柱，配置于该基板上并位该些第一开口中，且该些支撑柱电性绝缘于该驱动下电极；

一源极与一汲极，配置于该基板上并与该驱动下电极电性绝缘，该源极与该汲极彼此相隔一第一间距，并沿着该驱动下电极的一侧设置； 

一第一固定结构，固定于该基板上并与该驱动下电极分离，该第一固定结构沿着该驱动下电极的相对于该源极与该汲极的对向侧设置；

一浮动电极组，与该源极、该汲极以及该驱动下电极相对而设，其中该浮动电极组远离该源极与该汲极的一侧连接于该第一固定结构，且该浮动电极组包括：

一支撑层；

一驱动上电极，配置于该支撑层上并面向该驱动下电极；以及

一讯号电极，配置于该支撑层上并与该驱动上电极电性绝缘，该讯号电极面向该源极与该汲极；

其中，当该驱动上电极与该驱动下电极为等电位时，该浮动电极组悬浮于该源极、该汲极与该驱动下电极上方；当该驱动上电极与该驱动下电极具有一电压差时，该浮动电极组往该驱动下电极移动，以使该讯号电极同时接触该源极与该汲极，且该些支撑柱适于支撑该浮动电极板，以维持该驱动上电极绝缘于该驱动下电极；

所述支撑层包括：

一第二导通层，配置于该源极与该汲极上方的一第二金属层上；

一第三金属层，配置于该第二导通层上，其中该第三金属层透过该第二导通层电性连接于该第二金属层；

一第三导通层，配置于该第三金属层上；以及

一第四金属层，配置于该第三导通层以及至少部份该驱动上电极之上，其中该第四金属层透过该三导通层电性连接于该第三金属层；

所述的驱动上电极包括一第三金属层，连接于该第一固定端；

所述支撑层更包括一绝缘层，至少配置于该驱动上电极的部份该第三金属层与该支撑层的该第四金属层之间；所述绝缘层的材质包括氧化硅；

该开关结构还包括一连接图案，配置于该支撑层上，其中该浮动电极组经由该连接图案连接于该第一固定结构上，且该连接图案与该讯号电极相隔一第二间距。

3.根据权利要求2所述的微机械式开关结构，其特征在于：其中该讯号电极自该支撑层的边缘向外延伸，而该讯号电极向外延伸的区域包括面向该源极与汲极的区域。

4.根据权利要求3所述的微机械式开关结构，其特征在于：其中该连接图案与该讯号电极为同一膜层，该驱动上电极以邻近该第一固定结构的一侧与该连接图案连接。

5.根据权利要求3所述的微机械式开关结构，其特征在于：其中该源极或该汲极包括：

一第一金属层，配置于该基板上；

一第一导通层，配置于该第一金属层上；

一第二金属层，配置于该第一导通层上，其中该第二金属层透过该第一导通层与该第一金属层电性连接；

一第二导通层，配置于该第二金属层上；以及

一第三金属层，配置于该第二导通层上，其中该第三金属层透过该第二导通层与该第二金属层电性连接；

所述驱动上电极包括一第三金属层，且该驱动上电极的该第三金属层透过一第三导通层与该连接图案连接；

所述支撑层的材质包括氮化硅。

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