CN101993030A - 微可动器件及微可动器件的制造方法 - Google Patents

微可动器件及微可动器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及微可动器件及微可动器件的制造方法。在抑制信号线与驱动线之间的寄生电容增大的同时,使驱动可动部的驱动电压降低。在信号线(13)上配置驱动电极(16a),在接地线(14)上配置驱动电极(16b),将辅助驱动电极(17a)与驱动电极(16a)并列配置,将辅助驱动电极(17b)与驱动电极(16b)并列配置,在驱动电极(16a、16b)及辅助驱动电极(17a、17b)上配置可动电极(19)。

Description

微可动器件及微可动器件的制造方法
技术领域
本发明涉及微可动器件及微可动器件的制造方法,例如,适合用于在降低对微可动器件的可动部进行驱动的驱动电压的同时,实现热切换的方法。
背景技术
MEMS(Micro Electro Mechanical System)通过将机械要素部件、传感器、执行元件、电子电路等集成到同一基板上而构成,被在打印头、压力传感器等各种领域中利用。
这里,在使用了MEMS作为阻抗匹配器或高频开关等高频器件的情况下,由于与半导体器件相比,不仅能够极其降低损失,而且线性也出色,所以被期待着向下代无线系统等的应用。
这里,在使用了MEMS作为高频器件的情况下,作为使通过信号线传送的高频信号on/off的方法,有冷切换(cold switching)和热切换(hotswitching)。冷切换是在高频信号未被输入给信号线的状态下,进行接地线上的信号线的可用(up)/不可用(down)动作的方法。热切换是在高频信号被输入给信号线的状态下,进行接地线上的信号线的可用/不可用动作的方法。
在该热切换中,当信号线从处于不可用状态时向可用状态转移时,会引起自保持(selfholding)现象。即,在热切换中,产生基于高频信号的静电引力,与进行信号线的可用/不可用动作的驱动信号无关地使信号线保持不可用状态。
为了避免这样的自保持这一现象,可以增大对信号线进行支承的支承部件的弹簧常数,以便克服由高频信号产生的静电引力,能够使信号线从不可用状态转移到可用状态。
另外,例如在专利文献1中公开了下述的方法:为了降低发生变动的表面负载对微型机器构造的惯性传感器的输出信号作用的影响,通过在形成电容器的电极的外侧设置辅助电极,能够设定为与尺寸质量体的电位不同的电位。
但是,如果为了避免自保持这一现象而增大对信号线进行支承的支承部件的弹簧常数,则存在着不得不增大本次用于使信号线从可用状态向不可用状态转移的驱动电压这一问题。
而且,在专利文献1公开的方法中,由于信号线与接地线对置配置,所以由信号线与接地线之间的间隔决定静电引力。因此,由于信号线与接地线之间的静电引力增大,需要与之对应使辅助电极的尺寸增大,所以存在信号线与驱动线之间的寄生电容变大的问题。
【专利文献1】日本特开2008-145440号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种在抑制信号线与驱动线之间的寄生电容增大的同时,能够使驱动可动部的驱动电压降低的微可动器件及微可动器件的制造方法。
根据本发明的一个方式,提供一种微可动器件,其特征在于,具备:信号线,形成在支承基板上;接地线,形成在所述支承基板上,与所述信号线并列配置;第一驱动电极,配置在所述信号线上;第二驱动电极,配置在所述接地线上;第一辅助驱动电极,与所述第一驱动电极并列配置;第二辅助驱动电极,与所述第二驱动电极并列配置;和可动电极,在所述第一驱动电极、所述第二驱动电极、所述第一辅助驱动电极及所述第二辅助驱动电极上隔开间隔地配置,被支承在所述支承基板上。
根据本发明的一个方式,提供一种微可动器件,其特征在于,具备:信号输入端子,形成在支承基板上;信号输出端子,形成在所述支承基板上;第一驱动电极,在所述信号输入端子与所述信号输出端子之间,形成在支承基板上;第二驱动电极,在所述信号输入端子与所述信号输出端子之间,形成在支承基板上,与所述第一驱动电极绝缘;绝缘膜,设置在所述第一驱动电极上和所述第二驱动电极上;第一导电体,具有与所述信号输入端子连接的部分、和与所述第一驱动电极之间隔着所述绝缘膜对置的部分;第二导电体,具有与所述信号输出端子连接的部分、和与所述第二驱动电极之间隔着所述绝缘膜对置的部分;可动电极,形成在所述第一驱动电极和所述第二驱动电极的上方,具有:与所述第一驱动电极和所述第二驱动电极之间隔着绝缘膜与所述第一驱动电极对置的部分、和与所述第一驱动电极和所述第二驱动电极之间隔着绝缘膜与所述第二驱动电极对置的部分;以及辅助电极,形成在所述支承基板上,与所述可动电极的一部分对置。
根据本发明的一个方式,提供一种微可动器件的制造方法,其特征在于,具备:在支承基板上形成相互并列配置的信号线和接地线的工序;在所述信号线及所述接地线上分别形成第一驱动电极及第二驱动电极,并且形成分别并列配置于所述第一驱动电极及第二驱动电极的第一辅助驱动电极及第二辅助驱动电极的工序;在形成有所述第一驱动电极、所述第二驱动电极、所述第一辅助驱动电极及所述第二辅助驱动电极的支承基板上形成牺牲膜的工序;在所述牺牲膜上形成可动电极,并且将在所述支承基板上支承所述可动电极的支承体埋入到所述牺牲膜中的工序;在所述牺牲膜上形成将所述可动电极与所述支承体连接的弹簧部件的工序;和在所述牺牲膜上形成所述弹簧部件之后,将所述牺牲膜从所述支承基板上除去的工序。
发明的效果:
根据本发明,能够在抑制信号线与驱动线之间的寄生电容增大的同时,使驱动可动部的驱动电压降低。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的微可动器件的简要结构的立体图。
图2(a)是表示本发明的第1实施方式涉及的微可动器件的简要结构的俯视图,图2(b)是以图2(a)的A-A′线切断的剖面图。
图3是表示图1的微可动器件中的驱动电压的辅助驱动电极面积比依存性的图。
图4是表示图1的微可动器件的各部中形成的电容的图。
图5是表示图1的微可动器件中的寄生电容增加率的辅助驱动电极面积比依存性的图。
图6(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图6(b)是以图6(a)的A-A′线切断的剖面图。
图7(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图7(b)是以图7(a)的A-A′线切断的剖面图。
图8(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图8(b)是以图8(a)的A-A′线切断的剖面图。
图9(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图9(b)是以图9(a)的A-A′线切断的剖面图。
图10(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图10(b)以图10(a)的A-A′线切断的剖面图。
图11(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图11(b)是以图11(a)的A-A′线切断的剖面图。
图12(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图12(b)是以图12(a)的A-A′线切断的剖面图。
图13(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图13(b)是以图13(a)的A-A′线切断的剖面图。
图14(a)是表示本发明的第3实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图14(b)是以图14(a)的A-A′线切断的剖面图。
图15(a)是表示本发明的第3实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图15(b)是以图15(a)的A-A′线切断的剖面图。
图16(a)是表示本发明的第3实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图16(b)是以图16(a)的A-A′线切断的剖面图。
图17(a)是表示本发明的第4实施方式涉及的微可动器件的简要结构的俯视图,图17(b)是以图17(a)的A-A′线切断的剖面图,图17(c)是以图17(a)的B-B′线切断的剖面图。
图18(a)是表示本发明的第5实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图18(b)是以图18(a)的A-A′线切断的剖面图,图18(c)是以图18(a)的B-B′线切断的剖面图。
图19(a)是表示本发明的第5实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图19(b)是以图19(a)的A-A′线切断的剖面图,图19(c)是以图19(a)的B-B′线切断的剖面图。
图20(a)是表示本发明的第5实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图20(b)是以图20(a)的A-A′线切断的剖面图,图20(c)是以图20(a)的B-B′线切断的剖面图。
图21(a)是表示本发明的第4实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图21(b)是以图21(a)的A-A′线切断的剖面图,图21(c)是以图21(a)的B-B′线切断的剖面图。
图22(a)是表示本发明的第5实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图22(b)是以图22(a)的A-A′线切断的剖面图,图22(c)是以图22(a)的B-B′线切断的剖面图。
图23(a)是表示本发明的第5实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图23(b)是以图23(a)的A-A′线切断的剖面图,图23(c)是以图23(a)的B-B′线切断的剖面图。
附图文字说明:
11、51-支承基板;12、15、18-绝缘层13、53a、53b-信号线;14-接地线;54a~54d-接地电极16a、16b-驱动电极;17a、17b、57a、57b-辅助驱动电极;19、59-可动电极;20a、20b-连接线;21a、21b、23a~23d、63-支承体;22a~22d、62-弹簧部件;24-驱动信号产生部;25a~25d-低通滤波器30、70-牺牲膜;33、34、K1~K8-开口部;35、71-金属膜;56a、56b-信号线兼驱动电极;59a、59b-布线。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的实施方式涉及的微可动器件进行说明。对于同一部分赋予同一附图标记,有时省略其说明。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的微可动器件的简要结构的立体图,图2(a)是表示本发明的第1实施方式涉及的微可动器件的简要结构的俯视图,图2(b)是以图2(a)的A-A′线切断的剖面图。
图1及图2中,在支承基板11上形成有绝缘层12,在绝缘层12上形成有信号线13及接地线14。这里,信号线13及接地线14在绝缘层12上相互并列配置。其中,信号线13能够传输RF(Radio Frequency)信号等高频信号Sr。另外,作为支承基板11,可以采用由Si等构成的半导体基板,也可以采用玻璃、陶瓷等绝缘性基板。
而且,在绝缘层12上,按照覆盖信号线13及接地线14的方式层叠有绝缘层15,在绝缘层15上形成有驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b。这里,驱动电极16a被配置在信号线13上,驱动电极16b被配置在接地线14上。而辅助驱动电极17a与驱动电极16a并列配置,辅助驱动电极17b与驱动电极16b并列配置。
并且,在绝缘层15上,按照覆盖驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b的方式层叠有绝缘层18。而且,按照驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b交叉的方式,与驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b隔着间隔配置的可动电极19被支承在绝缘层18上。其中,绝缘层12、15、18的材料例如可以使用硅氧化膜或硅氮化膜。
这里,在绝缘层18上形成有对可动电极19进行支承的支承体23a~23d。而且,通过在支承体23a~23d与可动电极19的四个角之间分别架设弹簧部件22a~22d,使得可动电极19被上下自如地支承在绝缘层18上。其中,弹簧部件22a~22d的材料例如可以使用硅氮化膜。这里,为了使弹簧部件22a~22d具有弹性,弹簧部件22a~22d在从可动电极19的四角分别向内侧弯折后,再向外侧弯折。
另外,在绝缘层18上形成有用于对可动电极19施加驱动信号的支承体21a、21b。而且,通过在支承体21a、21b与可动电极19的中央部之间分别架设连接线20a、20b,使得支承体21a、21b与可动电极19连接。
这里,连接线20a、20b通过在可动电极19的宽度方向折返,成为弹簧常数小的弹簧构造,可动电极19构成为可以与支承体21a、21b实现DC耦合。其中,可动电极19、连接线20a、20b及支承体21a、21b、23a~23d可以由同一导电体构成。另外,信号线13、接地线14、驱动电极16a、16b、辅助驱动电极17a、17b、可动电极19、连接线20a、20b及支承体21a、21b、23a~23的材料例如可以使用Al或Cu等金属。
而且,支承体21a经由低通滤波器25a与驱动信号产生部24连接。另外,驱动电极16a、16b分别经由低通滤波器25b、25c与驱动信号产生部24连接。此外,辅助驱动电极17a、17b经由低通滤波器25d与驱动信号产生部24连接。另外,驱动信号产生部24可以产生使可动电极19上下移动的驱动信号Sm。低通滤波器25a~25c可以将通过信号线13传送的高频信号Sr与驱动信号Sm电分离。
而且,高频信号Sr被输入给信号线13,并且驱动信号Sm分别经由低通滤波器25a~25c被输入给可动电极19、驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b。然后,当可动电极19、驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b基于驱动信号Sm而成为高电位时,可动电极19被接地线14吸引,信号线13借助可动电极19与接地线14电容耦合。而且,当信号线13借助可动电极19与接地线14电容耦合时,高频信号Sr流向接地线14,通过信号线13对高频信号Sr的传送被切断。
另一方面,当可动电极19、驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b基于驱动信号Sm而成为低电位时,可动电极19与接地线14之间的静电引力降低,可动电极19与接地线14的间隔变大。因此,高频信号Sr不流向接地线14而通过信号线13被传送。
这里,由于可动电极19及驱动电极16a、16b分别经由低通滤波器25a~25c与驱动信号产生部24连接,所以成为高频浮置状态。因此,信号线13以信号线13→驱动电极16a→可动电极19→驱动电极16b→接地线14这一路径与接地线14电容耦合。结果,即使在高频信号Sr被输入给信号线13的状态下使信号线13从不可用状态转移到可用状态的情况下,也能够通过电容分割来降低对热切换产生影响的可动电极19与驱动电极16a、16b之间被施加的实效电压,可以与驱动信号Sm成为低电位无关地,防止可动电极19维持不可用状态的自保持现象。
而且,通过在驱动电极16a、16b的侧面配置辅助驱动电极17a、17b,能够在不使驱动电压Sm上升的情况下,提高对可动电极19进行吸引的静电引力。因此,即使在为了防止自保持现象而增大了弹簧部件22a~22d的弹簧常数的情况下,也能够使可动电极19从可用状态转移为不可用状态。
驱动电压Sm可以由以下的(1)式定义。
Sm = ( 8 k / ( 27 ϵ o S ) g o 3 ) · · · ( 1 )
其中,k是弹簧常数,S是驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b的电极面积,g。是可动电极19处于可用状态时的可动电极19与驱动电极16a、16b的间隙(gap)。
这里,通过在驱动电极16a、16b的侧面配置辅助驱动电极17a、17b,可以使(1)式的电极面积S增大、使驱动电压Sm降低。
图3是表示图1的微可动器件中的驱动电压的辅助驱动电极面积比依存性的图。其中,L11表示弹簧常数k为120[N/m]的情况,L12表示弹簧常数k为80[N/m]的情况,L13表示弹簧常数k为40[N/m]的情况。
在图3中,如果相对驱动电极16a、16b的电极面积,使辅助驱动电极17a、17b的电极面积增大,则在任意一个弹簧常数k下,驱动电压Sm都降低。例如,当在驱动电极16a、16b与辅助驱动电极17a、17b中电极面积相等时,驱动电压Sm降低30%左右。
图4是表示图1的微可动器件的各部中形成的电容的图。
在图4中,当在图1的构成中没有辅助驱动电极17a、17b时,存在信号线13与驱动电极16a之间的电容Csts、接地线14与驱动电极16b之间的电容Cgtg、驱动电极16a与可动电极19之间的电容Ctsf、驱动电极16b与可动电极19之间的电容Ctgf、信号线13与支承基板11之间的电容Cbs、可动电极19与支承基板11之间的电容Cfb。
因此,信号线13与接地线14之间的电容Csg相当于将这4个电容Csts、Ctsf、Ctgf、Cgtg串连连接的电容。由此,对热切换产生影响的可动电极19与驱动电极16a、16b之间被施加的实效电压基于电容分割而降低。
这里,信号线13与接地线14之间的电容Csg可以由以下的(4)式定义。
【数学式1】
Csg=Csts‖[Ctsf‖{Cfb+(Ctgf‖Cgtg)}]+Csb    …(4)
另一方面,如果存在辅助驱动电极17a、17b,则追加可动电极19与辅助驱动电极17a、17b之间的电容CA1、及辅助驱动电极17a、17b与支承基板11之间的电容CA2,这些电容CA1、CA2可看成可动电极19与支承基板11之间的电容Cfb的增加量。
图5是表示图1的微可动器件中的寄生电容增加率的辅助驱动电极面积比依存性的图。其中L1表示绝缘层12的膜厚为20μm的情况,L2表示绝缘层12的膜厚为15μm的情况,L3表示绝缘层12的膜厚为10μm的情况。
在图5中,若相对驱动电极16a、16b的电极面积使辅助驱动电极17a、17b的电极面积增大,则在任意一个绝缘层12的膜厚中,寄生电容都会增加。
不过,寄生电容的增加相对辅助驱动电极17a、17b的电极面积的增加比较缓慢。例如,在绝缘层12的膜厚为20μm的情况下,即使在设置了与驱动电极16a、16b相同面积的辅助驱动电极17a、17b时,寄生电容的增加也为8%左右。
其原因在于,如果将电容CA1、CA2看作信号线13与接地线14之间的电容Csg,则包含驱动电极16a、16b和可动电极19之间的电容Ctsf与可动电极19和辅助驱动电极17a、17b之间的电容CA1的串联连接成分,因驱动电极16a、16b上的绝缘层18与可动电极19之间的空气层、及辅助驱动电极17a、17b上的绝缘层18与可动电极19之间的空气层的影响,使得电容增加缓和。
(第2实施方式)
图6(a)~图13(a)是表示本发明的第2实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图6(b)~图13(b)是以图6(a)~图13(a)的A-A′线分别切断的剖面图。
在图6中,通过利用CVD等方法,在支承基板11上形成绝缘层12。然后,通过利用溅射或蒸镀等方法,在绝缘层12上形成金属膜。然后,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对绝缘层12上的金属膜进行构图,在绝缘层12上形成图1的信号线13及接地线14。
接着,如图7所示,通过利用CVD等方法,在绝缘层12上形成覆盖信号线13及接地线14的绝缘层15。
接着,如图8所示,通过利用CMP等方法使绝缘层15薄膜化,让信号线13及接地线14从绝缘层15露出,并且将绝缘层15平坦化。
接着,如图9所示,通过利用CVD等方法再次堆积绝缘层15,使得信号线13及接地线14被绝缘层15覆盖。
接着,如图10所示,通过利用溅射或蒸镀等方法,在绝缘层15上形成金属膜。然后,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对绝缘层15上的金属膜进行构图,在绝缘层15上形成图1的驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b。然后,通过利用CVD等方法,在绝缘层15上形成覆盖驱动电极16a、16b及辅助驱动电极17a、17b的绝缘层18。
接着,如图11所示,通过利用涂敷法等方法,在绝缘层18上形成感光性聚酰亚胺或SOG等牺牲膜30。然后,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对牺牲膜30进行构图,在牺牲膜30中形成埋入图1的支承体21a、21b、23a~23d的开口部。
接着,通过利用溅射或蒸镀等方法,按照牺牲膜30的开口部被埋入的方式,在牺牲膜30上形成金属膜。然后,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对牺牲膜30上的金属膜进行构图,在牺牲膜30上形成可动电极19及连接线20a、20b,并且形成被牺牲膜30埋入的支承体21a、21b、23a~23d。
接着,如图12所示,通过利用CVD等方法,在牺牲膜30上形成覆盖可动电极19及支承体21a、21b、23a~23d的绝缘层。然后,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对牺牲膜30上的绝缘层进行构图,在牺牲膜30上形成将支承体23a~23d与可动电极19连接的弹簧部件22a~22d。
接着,如图13所示,通过利用湿蚀刻等方法,将牺牲膜30从支承基板11上除去,在可动电极19与绝缘层18之间形成空洞,由此形成图1的微可动器件。
(第3实施方式)
图14(a)~图16(a)是表示本发明的第3实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图14(b)~图16(b)是以图14(a)~图16(a)的A-A′线分别切断的剖面图。
在图14中,通过利用CVD等方法,依次在支承基板11上形成绝缘层12、15。然后,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对绝缘层15进行构图,由此在绝缘层15上形成分别埋入图1的信号线13及接地线14的开口部33、34。
接着,如图15所示,通过利用溅射或蒸镀等方法,在绝缘层15上形成埋入绝缘层15的开口部33、34的金属膜35。
接着,如图16所示,通过利用CMP等方法,按照绝缘层15露出的方式将金属膜35薄膜化,在绝缘层12上形成分别被开口部33、34埋入的信号线13及接地线14。然后,通过进行图9~图13的工序,来形成图1的微可动器件。
(第4实施方式)
在本实施方式中,通过使信号线兼具驱动线的功能,实现了对信号线与驱动线之间的寄生电容增大的抑制。
图17(a)是表示本发明的第4实施方式涉及的微可动器件的构成的俯视图,图17(b)是以图17(a)的A-A′线切断的剖面图,图17(c)是以图17(a)的B-B′线分别切断的剖面图。
图17中,在支承基板51上形成有信号线兼驱动电极56a、56b。这里,信号线兼驱动电极56a、56b相互排列配置。在信号线兼驱动电极56a、56b的前后,排列配置有信号线53a、53b,并且在信号线兼驱动电极56a、56b的左右,排列配置有辅助驱动电极57a、57b。这里,信号线兼驱动电极56a、56b被设定成从辅助驱动电极57a、57b向信号线53a、53b的方向突出那样的平面形状。而且,支承基板51上,在信号线兼驱动电极56a、56b的四角配置有接地电极54a~54d。
而且,在支承基板51上,按照覆盖信号线53a、53b、信号线兼驱动电极56a、56b、辅助驱动电极57a、57b及接地电极54a~54d的方式,层叠有绝缘层58。并且,在绝缘层58上形成有经由开口部K2与信号线53a连接并且隔着绝缘层58与信号线兼驱动电极56a的一部分对置配置的布线59a。另外,在绝缘层58上形成有经由开口部K4与信号线53b连接并且隔着绝缘层58与信号线兼驱动电极56b的一部分对置配置的布线59b。
此外,在绝缘层58上支承有按照与辅助驱动电极57a、57b及被辅助驱动电极57a、57b夹持的信号线兼驱动电极56a、56b对置的方式,隔着间隔配置的可动电极59。
这里,在绝缘层58上,形成有支承可动电极59的支承体63。而且,通过在支承体63与可动电极59之间架设弹簧部件22,使得可动电极59被上下自如地支承在绝缘层58上。
另外,在布线59a与信号线兼驱动电极56a之间形成电容Csts1,在布线59b与信号线兼驱动电极56b之间形成电容Csts2,在可动电极59与信号线兼驱动电极56a之间形成电容Ctsf,在可动电极59与信号线兼驱动电极56b之间形成电容Ctgf。
而且,当通过驱动信号使可动电极59、信号线兼驱动电极56a、56b及辅助驱动电极57a、57b成为高电位时,可动电极59被信号线兼驱动电极56a、56b吸引,信号线兼驱动电极56a、56b借助可动电极59相互电容耦合。并且,若高频信号被从Sig1输入,则经过信号线53a、布线59a、信号线兼驱动电极56a、可动电极59、信号线兼驱动电极56b、布线59b、信号线53b从Sig2被输出。
这里,高频信号从布线59a向信号线兼驱动电极56a的传播,隔着绝缘膜58由电容Csts1的电容耦合来传播。高频信号从信号线兼驱动电极56a向可动部59的传播,隔着绝缘膜58由电容Ctsf的电容耦合来传播。高频信号从可动部59向信号线兼驱动电极56b的传播,隔着绝缘膜58由电容Ctgf的电容耦合来传播。高频信号从信号线兼驱动电极56b向金属59b的传播,隔着绝缘膜58由电容Csts2的电容耦合来传播。
这些电容Csts1、电容Ctsf、电容Ctgf、电容Csts2被串联连接,与第1实施方式同样,对热切换产生影响的可动电极59与信号线兼驱动电极56a、56b之间被施加的实效电压,能够通过电容分割而降低。
在该第4实施方式中,与第一实施方式同样,寄生电容的增加相对辅助驱动电极57a、57b的电极面积的增加比较缓慢,可以获得基于很少的金属成膜工序、抑制信号线53a、53b与信号线兼驱动电极56a、56b之间的寄生电容的增大、同时能够使驱动可动电极59的驱动电压降低的微可动器件。即,在第1实施方式中,通过包括信号线13和接地线14的第一层、包括驱动电极16a、16b和驱动电极17a、17b的第二层、包括可动电极19等的第三层这3层金属膜形成工序形成,但在第4实施方式中,通过包括信号线53a、53b、信号线兼驱动电极56a、56b与辅助驱动电极57a、57b的第一层、包括可动电极59等的第二层这2层金属膜形成工序形成,因此可实现制造工序的简化。
(第5实施方式)
图18(a)~图23(a)是表示本发明的第5实施方式涉及的微可动器件的制造方法的俯视图,图18(b)~23(b)是以图18(a)~图23(a)的A-A′线分别切断的剖面图,图18(c)~图23(c)是以图18(a)~图23(a)的B-B′线分别切断的剖面图。
在图18中,通过利用溅射或蒸镀等方法,在支承基板51上形成金属膜。然后,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对支承基板51上的金属膜进行构图,在支承基板51上形成信号线53a、53b、信号线兼驱动电极56a、56b及辅助驱动电极57a、57b。然后,通过利用CVD等方法,在支承基板51上形成覆盖信号线53a、53b、信号线兼驱动电极56a、56b及辅助驱动电极57a、57b的绝缘层58。
如图19所示,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对绝缘层58进行构图,在绝缘层58形成使信号线53a、53b及接地电极54a~54d露出的开口部K1~K8。
接着,如图20所示,通过利用涂敷法等方法,在绝缘层58上形成感光性聚酰亚胺或SOG等牺牲膜70。然后,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对牺牲膜70进行构图,仅残留形成可动电极59及弹簧部件22的区域及开口部K1、K3、K5~K8上的牺牲膜70,将在此外的部分形成的牺牲膜70除去。
接着,如图21所示,通过利用溅射或蒸镀等方法,按照覆盖牺牲膜70的方式在绝缘层58上形成金属膜71。此时,在绝缘膜58的开口部K2、K4中埋入有金属膜71。
接着,如图22所示,通过利用光刻技术及蚀刻技术,对金属膜71进行构图,在牺牲膜70上形成可动电极59,并且形成分别经由开口部K2、K4与信号线53a、53b连接的信号线53a、53b。
通过同时对金属膜71进行构图,在绝缘膜58上形成被牺牲膜70埋入的支承体63。然后,对绝缘膜进行成膜、构图,在牺牲膜70上形成将支承体63与可动电极59连接的弹簧部件22。
接着,如图23所示,通过利用干蚀刻等方法,将牺牲膜70从支承基板51上除去,在可动电极59与绝缘层58之间形成空洞,由此形成图1的微可动器件。

Claims (5)

1.一种微可动器件,其特征在于,具备:
信号线,形成在支承基板上;
接地线,形成在所述支承基板上,与所述信号线并列配置;
第一驱动电极,配置在所述信号线上;
第二驱动电极,配置在所述接地线上;
第一辅助驱动电极,与所述第一驱动电极并列配置;
第二辅助驱动电极,与所述第二驱动电极并列配置;和
可动电极,在所述第一驱动电极、所述第二驱动电极、所述第一辅助驱动电极及所述第二辅助驱动电极上隔开间隔地配置,被支承在所述支承基板上。
2.根据权利要求1所述的微可动器件,其特征在于,具备:
驱动信号产生部,产生驱动所述可动电极的驱动信号,将该驱动信号提供给所述第一驱动电极、所述第二驱动电极、所述第一辅助驱动电极及所述第二辅助驱动电极;和
低通滤波器,被插入在所述第一辅助驱动电极及所述第二辅助驱动电极与所述驱动信号产生部之间,将通过所述信号线传送来的高频信号切断。
3.根据权利要求1或2所述的微可动器件,其特征在于,具备:
支承体,在所述第一驱动电极、所述第二驱动电极、所述第一辅助驱动电极及所述第二辅助驱动电极上隔开间隔地支承所述可动电极;和
弹簧部件,架设在所述可动电极与所述支承体之间,将所述可动电极上下自如地与所述支承体连接。
4.一种微可动器件,其特征在于,具备:
信号输入端子,形成在支承基板上;
信号输出端子,形成在所述支承基板上;
第一驱动电极,在所述信号输入端子与所述信号输出端子之间,形成在支承基板上;
第二驱动电极,在所述信号输入端子与所述信号输出端子之间,形成在支承基板上,与所述第一驱动电极绝缘;
绝缘膜,设置在所述第一驱动电极上和所述第二驱动电极上;
第一导电体,具有与所述信号输入端子连接的部分、和与所述第一驱动电极之间隔着所述绝缘膜对置的部分;
第二导电体,具有与所述信号输出端子连接的部分、和与所述第二驱动电极之间隔着所述绝缘膜对置的部分;
可动电极,形成在所述第一驱动电极和所述第二驱动电极的上方,具有:与所述第一驱动电极和所述第二驱动电极之间隔着绝缘膜与所述第一驱动电极对置的部分、和与所述第一驱动电极和所述第二驱动电极之间隔着绝缘膜与所述第二驱动电极对置的部分;以及
辅助电极,形成在所述支承基板上,与所述可动电极的一部分对置。
5.一种微可动器件的制造方法,其特征在于,具备:
在支承基板上形成相互并列配置的信号线和接地线的工序;
在所述信号线及所述接地线上分别形成第一驱动电极及第二驱动电极,并且形成分别并列配置于所述第一驱动电极及第二驱动电极的第一辅助驱动电极及第二辅助驱动电极的工序;
在形成有所述第一驱动电极、所述第二驱动电极、所述第一辅助驱动电极及所述第二辅助驱动电极的支承基板上形成牺牲膜的工序;
在所述牺牲膜上形成可动电极,并且将在所述支承基板上支承所述可动电极的支承体埋入到所述牺牲膜中的工序;
在所述牺牲膜上形成将所述可动电极与所述支承体连接的弹簧部件的工序;和
在所述牺牲膜上形成所述弹簧部件之后,将所述牺牲膜从所述支承基板上除去的工序。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI501274B (zh) * 2013-03-25 2015-09-21 Toshiba Kk 微機電系統裝置及其製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5204066B2 (ja) * 2009-09-16 2013-06-05 株式会社東芝 Memsデバイス
JP5050022B2 (ja) * 2009-09-16 2012-10-17 株式会社東芝 Memsデバイス
JP5526061B2 (ja) * 2011-03-11 2014-06-18 株式会社東芝 Mems及びその製造方法
EP3127158B1 (en) * 2014-04-04 2019-06-12 Robert Bosch GmbH Membrane-based sensor and method for robust manufacture of a membrane-based sensor
US9340412B2 (en) * 2014-07-28 2016-05-17 Ams International Ag Suspended membrane for capacitive pressure sensor
JP6877376B2 (ja) * 2018-03-02 2021-05-26 株式会社東芝 Mems素子

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1245529A2 (en) * 2001-03-29 2002-10-02 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Microminiature movable device
JP2006238265A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Seiko Epson Corp 振動子構造体及びその製造方法
CN1832081A (zh) * 2006-04-17 2006-09-13 东南大学 射频微电子机械双膜桥并联电容式开关及其制备方法
CN101168434A (zh) * 2006-10-24 2008-04-30 精工爱普生株式会社 Mems器件
JP2008145440A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Robert Bosch Gmbh 変動する表面負荷に対する感度が低下されたマイクロマシン構造の慣性センサ、及び慣性センサを駆動するために適した方法
JP2008224807A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Memsデバイス
WO2008156391A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Rf switch device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI109382B (fi) * 2000-06-27 2002-07-15 Nokia Corp Sovituspiiri
SE0101182D0 (sv) * 2001-04-02 2001-04-02 Ericsson Telefon Ab L M Micro electromechanical switches
AU2002363529A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-19 Coventor, Incorporated Micro-scale interconnect device with internal heat spreader and method for fabricating same
US6876282B2 (en) * 2002-05-17 2005-04-05 International Business Machines Corporation Micro-electro-mechanical RF switch
AU2003258020A1 (en) * 2002-08-03 2004-02-23 Siverta, Inc. Sealed integral mems switch
US7053736B2 (en) * 2002-09-30 2006-05-30 Teravicta Technologies, Inc. Microelectromechanical device having an active opening switch
JP2005166512A (ja) * 2003-12-04 2005-06-23 Yokogawa Electric Corp 継電器
US7414500B2 (en) * 2004-02-17 2008-08-19 De Los Santos Hector J High-reliability micro-electro-mechanical system (MEMS) switch apparatus and method
JP2006269114A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Mitsubishi Electric Corp 高周波信号用スイッチ
JP5305735B2 (ja) * 2008-05-26 2013-10-02 株式会社東芝 微小電気機械システム装置およびその製造方法
JP2010044964A (ja) * 2008-08-13 2010-02-25 Toshiba Corp マイクロ可動デバイス
JP2010284748A (ja) * 2009-06-11 2010-12-24 Toshiba Corp 電気部品

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1245529A2 (en) * 2001-03-29 2002-10-02 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Microminiature movable device
JP2006238265A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Seiko Epson Corp 振動子構造体及びその製造方法
CN1832081A (zh) * 2006-04-17 2006-09-13 东南大学 射频微电子机械双膜桥并联电容式开关及其制备方法
CN101168434A (zh) * 2006-10-24 2008-04-30 精工爱普生株式会社 Mems器件
JP2008145440A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Robert Bosch Gmbh 変動する表面負荷に対する感度が低下されたマイクロマシン構造の慣性センサ、及び慣性センサを駆動するために適した方法
JP2008224807A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Memsデバイス
WO2008156391A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Rf switch device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI501274B (zh) * 2013-03-25 2015-09-21 Toshiba Kk 微機電系統裝置及其製造方法
US9187311B2 (en) 2013-03-25 2015-11-17 Kabushiki Kaisha Toshiba MEMS device and method of manufacturing the same

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Publication number Publication date
US20110127878A1 (en) 2011-06-02
US8445976B2 (en) 2013-05-21
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JP5398411B2 (ja) 2014-01-29
JP2011036948A (ja) 2011-02-24

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