CN111508781A - 一种mems开关结构 - Google Patents

一种mems开关结构 Download PDF

Info

Publication number
CN111508781A
CN111508781A CN202010353722.0A CN202010353722A CN111508781A CN 111508781 A CN111508781 A CN 111508781A CN 202010353722 A CN202010353722 A CN 202010353722A CN 111508781 A CN111508781 A CN 111508781A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mems switch
layer
conductor
dielectric layer
switch component
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202010353722.0A
Other languages
English (en)
Inventor
卞经纬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Wuhao Machinery Equipment Co ltd
Original Assignee
Wuxi Wuhao Machinery Equipment Co ltd
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 Wuxi Wuhao Machinery Equipment Co ltd filed Critical Wuxi Wuhao Machinery Equipment Co ltd
Priority to CN202010353722.0A priority Critical patent/CN111508781A/zh
Publication of CN111508781A publication Critical patent/CN111508781A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts

Landscapes

  • Micromachines (AREA)

Abstract

本发明公开了一种MEMS开关结构，包括MEMS开关组件和上盖，其中所述MEMS开关组件包括基底，多晶硅层，电介质层，埋设在所述电介质层内的第一导体和第二导体，位于电介质层上的控制电极和悬臂梁，固定触点和可动触点；所述上盖设置在所述MEMS开关组件外围，用于密封所述MEMS开关组件，其包括位于最底层的临接层，位于所述临接层上的键合层及位于所述键合层上的圆片封冒，所述圆片封冒具有凹槽，所述MEMS开关组件位于凹槽内部，密封的圆片封冒内部充有灭弧气体。本发明通过优化MEMS开关结构，将MEMS开关组件设置在圆片封冒内部，并采用灭弧气体充满MEMS开关周围，降低了电弧产生的时间和几率，提高了MEMS开关的稳定性和寿命。

Description

一种MEMS开关结构
技术领域
本发明属于微机电系统(MEMS)领域，尤其涉及一种MEMS开关。
背景技术
微机电系统(MEMS)是在微电子技术的基础上发展起来的，MEMS开关具有成本低、体积小、重量轻、可靠性高等优点，在军用、民用领域和微波集成电路中具有广泛的应用。MEMS开关体积小，触点之间距离非常接近，在触点状态切换时，容易出现电弧，造成MEMS开关短路或由于损坏而断路。另外，MEMS开关含有可动结构，容易收到外界环境的影响，因此需要采用封装的形式将其保护以提高MEMS开关的稳定性和寿命，封装的过程需保护MEMS开关不受到破坏。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种MEMS开关。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种MEMS开关，包括MEMS开关组件和上盖，其中所述MEMS开关组件包括基底，位于所述基底上的多晶硅层，位于所述多晶硅层上的电介质层，埋设在所述电介质层内的第一导体和第二导体，与所述第二导体连接的固定触点，位于电介质层上的控制电极和悬臂梁，设置在所述悬臂梁前端并且与所述固定触点相对的可动触点；所述上盖设置在所述MEMS开关组件外围，用于密封所述MEMS开关组件，其包括位于最底层的临接层，位于所述临接层上的键合层及位于所述键合层上的圆片封冒，所述圆片封冒具有凹槽，所述MEMS开关组件位于凹槽内部，密封的圆片封冒内部充有灭弧气体。
优选地，所述基底材料为硅，所述电介质层材料为二氧化硅。
优选地，所述悬臂梁相对于所述固定触点的另一端具有固定端，所述固定端通过第一导通孔与所述第一导体连接，所述固定触点通过第二导通孔与所述第二导体连接。
优选地，所述固定端还包括一个固定脚，固定脚上设置有一个支撑部，所述支撑部支撑所述悬臂梁。
优选地，所述上盖和所述MEMS开关组件的电介质层对准键合。
优选地，所述固定触点和所述可动触点材料为金，所述圆片封冒的材料为硅。
优选地，所述临接层采用氮化硅。
优选地，所述灭弧气体采用六氟化硫或六氟乙烷。
本发明与现有技术相比取得的有益效果为：
本发明通过优化MEMS开关结构，将MEMS开关组件设置在圆片封冒内部，并采用灭弧气体充满MEMS开关周围，降低了电弧产生的时间和几率，提高了MEMS开关的稳定性和寿命。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明实施例提供的MEMS开关的结构示意图。
图中各附图标记含义如下。
MEMS开关1，MEMS开关组件2，上盖3，基底4，多晶硅层5，电介质层6，第一导体7，第二导体8，固定触点9，控制电极10，悬臂梁11，可动触点12，临接层13，键合层14，圆片封冒15，凹槽16，固定端17，固定脚18，支撑部19，第一导通孔20，第二导通孔21。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，所述实施例的示例在附图中示出，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1所示，MEMS开关1包括MEMS开关组件2和上盖3，其中所述MEMS开关组件2包括基底4，通常基底材料选用硅，在所述基底4沉积形成的多晶硅层5，多晶硅层5使MEMS开关的高频性能得到提高。
电介质层6位于所述多晶硅层5上，通常电介质层6材料选用二氧化硅，埋设在所述电介质层6内的第一导体7和第二导体8，电介质层6由两层构成，第一导体7和第二导体8通过沉积、掩膜和光刻工艺形成于电介质层6内部，第一导体7和第二导体8的厚度为2μm。
固定触点9与所述第二导体8固定连接，控制电极10和悬臂梁11位于电介质层6上，控制电极10位于悬臂梁11中间相对的下部，可动触点12设置在所述悬臂梁11前端并且与所述固定触点9相对。
所述上盖3设置在所述MEMS开关组件2外围，用于密封所述MEMS开关组件2，其包括位于最底层的临接层13，位于所述临接层13上的键合层14及位于所述键合层14上的圆片封冒15，所述圆片封冒15具有凹槽16，凹槽16的深度为45μm，所述MEMS开关组件2位于凹槽16内部，密封的圆片封冒15内部充有灭弧气体。
所述悬臂梁11相对于所述固定触点9的另一端具有固定端17，所述固定端17具有一个固定脚18，所述固定脚18上设置有一个支撑部19，所述支撑部19垂直于电介质层6，所述固定端17通过所述支撑部19支撑所述悬臂梁11，所述固定端17通过第一导通孔20与所述第一导体7连接，所述固定触点9通过第二导通孔21与所述第二导体8连接，另外，所述固定端17和所述固定触点9也可以通过多个导通孔分别与第一导体7和第二导体8连接，采用多个导通孔可以防止生产工艺中产生瑕疵导致导体之间连接不畅。悬臂梁11与电介质层6之间的距离为9μm，固定触点9与可动触点12之间的距离为3μm，所述固定端17的材料选用导电材料，比如铜或铝。
所述上盖和所述MEMS开关组件的电介质层对准键合，将上盖与电介质层上的键合标记对准夹持固定，送入键合机中进行键合。
所述固定触点9和所述可动触点12的材料为金，也可以选用铜或铝，都具有良好的导电能力。
所述圆片封冒15的材料为硅，所述临接层13采用氮化硅。
所述灭弧气体采用六氟化硫或六氟乙烷，两者都有较好的消弧能力，能够有效降低电弧的存在时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种MEMS开关，其特征在于，包括MEMS开关组件和上盖，其中所述MEMS开关组件包括基底，位于所述基底上的多晶硅层，位于所述多晶硅层上的电介质层，埋设在所述电介质层内的第一导体和第二导体，与所述第二导体连接的固定触点，位于电介质层上的控制电极和悬臂梁，设置在所述悬臂梁前端并且与所述固定触点相对的可动触点；所述上盖设置在所述MEMS开关组件外围，用于密封所述MEMS开关组件，其包括位于最底层的临接层，位于所述临接层上的键合层及位于所述键合层上的圆片封冒，所述圆片封冒具有凹槽，所述MEMS开关组件位于凹槽内部，密封的圆片封冒内部充有灭弧气体。
2.根据权利要求1所述的MEMS开关，其特征在于，所述基底材料为硅，所述电介质层材料为二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的MEMS开关，其特征在于，所述悬臂梁相对于所述固定触点的另一端具有固定端，所述固定端通过第一导通孔与所述第一导体连接，所述固定触点通过第二导通孔与所述第二导体连接。
4.根据权利要求3所述的MEMS开关，其特征在于，所述固定端还包括一个固定脚，固定脚上设置有一个支撑部，所述支撑部支撑所述悬臂梁。
5.根据权利要求4所述的MEMS开关，其特征在于，所述上盖和所述MEMS开关组件的电介质层对准键合。
6.根据权利要求5所述的MEMS开关，其特征在于，所述固定触点和所述可动触点材料为金，所述圆片封冒的材料为硅。
7.根据权利要求6所述的MEMS开关，其特征在于，所述临接层采用氮化硅。
8.根据权利要求7所述的MEMS开关，其特征在于，所述灭弧气体采用六氟化硫或六氟乙烷。
CN202010353722.0A 2020-04-28 2020-04-28 一种mems开关结构 Withdrawn CN111508781A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010353722.0A CN111508781A (zh) 2020-04-28 2020-04-28 一种mems开关结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010353722.0A CN111508781A (zh) 2020-04-28 2020-04-28 一种mems开关结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111508781A true CN111508781A (zh) 2020-08-07

Family

ID=71877198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010353722.0A Withdrawn CN111508781A (zh) 2020-04-28 2020-04-28 一种mems开关结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111508781A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5405808A (en) * 1993-08-16 1995-04-11 Lsi Logic Corporation Fluid-filled and gas-filled semiconductor packages
US8314467B1 (en) * 2009-02-20 2012-11-20 Rf Micro Devices, Inc. Thermally tolerant electromechanical actuators
US20130228796A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Cree, Inc. High voltage semiconductor devices including electric arc suppression material and methods of forming the same
CN105047484A (zh) * 2014-04-25 2015-11-11 亚德诺半导体集团 Mems开关

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5405808A (en) * 1993-08-16 1995-04-11 Lsi Logic Corporation Fluid-filled and gas-filled semiconductor packages
US8314467B1 (en) * 2009-02-20 2012-11-20 Rf Micro Devices, Inc. Thermally tolerant electromechanical actuators
US20130228796A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Cree, Inc. High voltage semiconductor devices including electric arc suppression material and methods of forming the same
CN105047484A (zh) * 2014-04-25 2015-11-11 亚德诺半导体集团 Mems开关

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101135488B1 (ko) 구성요소 제조 방법 및 구성요소
CN102637659B (zh) 晶片封装体及其制造方法
KR100593934B1 (ko) 정전기 방전 보호 기능을 갖는 발광 다이오드 패키지
US6621135B1 (en) Microrelays and microrelay fabrication and operating methods
JP4744449B2 (ja) 電子デバイスの製造方法及び電子デバイス
US9583294B2 (en) MEMS swtich with internal conductive path
CN102583219A (zh) 一种晶圆级mems器件的真空封装结构及封装方法
KR20090038379A (ko) Ｍｅｍｓ 유닛 및 그 제조방법, ｍｅｍｓ 유닛의 밀봉된 조립체 및 ｍｅｍｓ 디바이스
CN105914152A (zh) 半导体装置及半导体模块
KR100785014B1 (ko) Ｓｏｉ웨이퍼를 이용한 ｍｅｍｓ 디바이스 및 그 제조방법
US8536963B2 (en) Electronic device and method of manufacturing the same
EP0385764A1 (en) Method of making electron emission devices
CN111508781A (zh) 一种mems开关结构
KR20110134838A (ko) 정전기적으로 작동되는 미세기계 스위칭 소자
KR20110062583A (ko) 고주파용 정전형 스위치 및 그 제조 방법
US5043795A (en) Semiconductor device
US20240150166A1 (en) Encapsulated MEMS Switching Element, Device and Production Method
TWI433418B (zh) 表面安裝之火花間隙
US9024516B2 (en) Method for fabricating a planar micro-tube discharger structure
KR100744543B1 (ko) 미세전자기계적 구조 스위치 및 그 제조방법
CN113345848A (zh) 半导体封装结构及其制造方法
JP2006100481A (ja) 半導体装置
CN113819899B (zh) 异质集成表贴陀螺
CN101373804B (zh) 具有放电结构的led芯片
KR100620254B1 (ko) 멤스 스위치 및 그 패키징 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200807