CN117916190A - Mems开关器件及电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种MEMS开关器件及电子设备，MEMS开关器件包括衬底基板(1)、膜桥结构(2)以及依次排列且间隔设置在衬底基板(1)的第一侧表面(M)的第一地线(31)、信号线(5)和第二地线(32)；膜桥结构(2)的第一端部(L)与第一地线(31)电连接，膜桥结构(2)的与第一端部(L)相对设置的第二端部(N)与第二地线(32)电连接；膜桥结构(2)包括膜桥本体结构(21)以及设置在膜桥本体结构(21)上的至少一个凸出结构(22)，凸出结构(22)沿垂直于衬底基板(1)的第一侧表面(M)的方向(BB’)相对于膜桥本体结构(21)凸出设置。
Description
本公开涉及开关器件领域，特别涉及一种MEMS开关器件及电子设备。
MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电系统)开关器件是指利用了微机电系统的器件，随着MEMS技术的发展，MEMS开关在射频、电路、显示等领域得到广泛应用。
发明内容
本公开实施例提供了一种MEMS开关器件及电子设备。
根据本公开的第一方面，本公开提供一种MEMS开关器件，该MEMS开关器件包括：衬底基板、膜桥结构以及依次排列且间隔设置在所述衬底基板的第一侧表面的第一地线、第一驱动电极、信号线、第二驱动电极和第二地线；所述膜桥结构的第一端部与所述第一地线电连接，所述膜桥结构的与所述第一端部相对设置的第二端部与所述第二地线电连接；
所述膜桥结构包括膜桥本体结构以及设置在所述膜桥本体结构上的至少一个凸出结构，所述凸出结构沿垂直于所述衬底基板的第一侧表面的方向相对于所述膜桥本体结构凸出设置。
在一些实施例中，所述凸出结构沿垂直且远离所述衬底基板的第一侧表面的方向相对于所述膜桥本体结构凸出设置。
在一些实施例中，所述凸出结构沿垂直且靠近所述衬底基板的第一侧表面的方向相对于所述膜桥本体结构凸出设置，且所述凸出结构的背向所述衬底基板设置的一侧表面与所述膜桥本体结构的背向衬底基板设置的一侧表面不处于同一水平平面。
在一些实施例中，所述凸出结构的数量为1个。
在一些实施例中，所述膜桥本体结构包括沿平行于所述衬底基板的第一侧表面的方向依次排列设置的第一膜桥本体结构和第二膜桥本体结 构，所述凸出结构设置于所述第一膜桥本体结构和所述第二膜桥本体结构之间，且所述凸出结构的一端与所述第一膜桥本体结构连接，另一端与所述第一膜桥本体结构连接。
在一些实施例中，所述凸出结构的数量为至少两个，至少两个所述凸出结构间隔设置，且所述膜桥本体结构与所述凸出结构依次交替设置。
在一些实施例中，所述凸出结构的数量为多个，多个所述凸出结构等间距设置。
在一些实施例中，所述凸出结构的数量为两个，所述膜桥本体结构包括沿平行于所述衬底基板的第一侧表面的方向依次排列设置的第一膜桥本体结构、第二膜桥本体结构和第三膜桥本体结构；
两个所述凸出结构中一个所述凸出结构对应设置于所述第一膜桥本体结构和第二膜桥本体结构之间，另一个所述凸出结构对应设置于所述第二膜桥结构和所述第三膜桥结构之间。
在一些实施例中，所述凸出结构在所述衬底基板上的正投影的形状为矩形、圆形、十字架形、不规则形状中的任一种或多种组合形状。
在一些实施例中，所述凸出结构的厚度与所述膜桥本体结构的厚度之间的比值范围为0.5至1000。
在一些实施例中，所述凸出结构的长度与所述膜桥结构的整体长度之间的比值范围为0.5％至50％。
在一些实施例中，所述凸出结构的厚度范围为200纳米至500纳米。
在一些实施例中，所述凸出结构的长度范围为15微米至40微米。
在一些实施例中，任意相邻两个所述凸出结构之间的间距范围为30微米至40微米。
在一些实施例中，所述膜桥结构的第一端部和第二端部中至少一个端部设置为镂空结构。
在一些实施例中，所述镂空结构在所述衬底基板上的正投影的形状为凹形或蛇形。
在一些实施例中，所述膜桥本体结构与所述凸出结构一体成型设置。
根据本公开的第二方面，本公开提供一种电子设备，该电子设备包括上述的MEMS开关器件。
图1为本公开实施例提供的一种MEMS开关器件的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的一种MEMS开关器件的俯视示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种MEMS开关器件的结构示意图；
图4为一种膜桥结构的结构示意图；
图5为另一种膜桥结构的结构示意图；
图6为另一种膜桥结构的结构示意图；
图7为另一种膜桥结构的结构示意图；
图8为另一种膜桥结构的结构示意图；
图9为图8所示膜桥结构的俯视示意图；
图10为另一种膜桥结构的结构示意图；
图11为另一种膜桥结构的结构示意图；
图12为一种凸出结构的正投影的形状的示意图；
图13为另一种膜桥结构的俯视图；
图14为另一种膜桥结构的结构示意图；
图15为另一种膜桥结构的结构示意图；
图16为本公开实施例提供的另一种MEMS开关器件的结构示意图；
图17为图16所示MEMS开关器件的俯视示意图；
图18为本公开实施例提供的一种MEMS开关器件的制备方法的流程示意图；
图19为一种形成膜桥结构的工艺流程图；
图20为另一种形成膜桥结构的工艺流程图。
为使本领域的技术人员更好地理解本公开实施例的技术方案，下面将结合本公开实施例的附图对本公开实施例所提供的MEMS开关器件及电子设备的技术方案进行清楚、完整地描述。
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反 之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
将理解的是，虽然本文可以使用术语第一、第二等来描述各种元件/结构，但这些元件/结构不应当受限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件/结构和另一元件/结构。
除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。
在相关技术中，MEMS桥式开关的膜桥表面在Z轴方向为水平平面，当存在应力作用时，容易造成膜桥发生卷曲，卷曲程度较高时，将使得膜桥与开关的电容电极之间的实际间距较标准设计间距有明显降低，甚至造成膜桥与开关的电容电极发生粘附，从而导致开关失效，影响了MEMS开关的产品良率。
有鉴于此，本公开实施例提供一种MEMS开关器件，图1为本公开实施例提供的一种MEMS开关器件的结构示意图，图2为本公开实施例提供的一种MEMS开关器件的俯视示意图，图1可以看作是图2所示MEMS开关器件沿AA’方向的截面示意图，如图1和图2所示，该MEMS开关器件包括：衬底基板1、膜桥结构2以及依次排列且间隔设置在衬底基板1的第一侧表面M的第一地线31、信号线5和第二地线32；膜桥结构2的第一端部L与第一地线31电连接设置，膜桥结构2的与第一端部L相对设置的第二端部N与第二地线32电连接设置。
其中，膜桥结构2包括膜桥本体结构21以及设置在膜桥本体结构21 上的至少一个凸出结构22，凸出结构22沿垂直于衬底基板1的第一侧表面M的方向BB’相对于膜桥本体结构21凸出设置。
本公开实施例通过在MEMS开关器件的膜桥结构中设置在垂直衬底基板的第一侧表面的方向上相对膜桥本体结构凸出的凸出结构，凸出结构能够有效调控膜桥结构表面的应力分布，改善膜桥结构因应力造成的卷曲作用，降低膜桥结构发生卷曲的程度，使得膜桥结构与MEMS开关器件的电容电极之间的实际间距能更好的接近标准设计间距，有效提高MEMS开关器件的初始电容，从而提高MEMS开关器件开启和关闭时的电容改变程度，从而有效改善MEMS开关器件的产品良率。
在本公开实施例中，凸出结构22沿垂直于衬底基板1的第一侧表面M的方向BB’相对于膜桥本体结构21凸出设置，即凸出结构22相对膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面凸起设置，或者凸出结构22相对膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面凹陷设置。相对地，膜桥本体结构21在垂直于衬底基板1的第一侧表面M的方向BB’相对于凸出结构22凸出设置，即膜桥本体结构212相对凸出结构22的朝向衬底基板1设置的一侧表面凸起设置或凹陷设置。
在一些实施例中，如图1所示，凸出结构22沿垂直且远离衬底基板1的第一侧表面的方向B’B相对于膜桥本体结构21凸出设置，即凸出结构22相对膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面凸起设置。
需要说明的是，图1仅示例性示出了凸出结构22相对膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面凸起设置的情形，本公开实施例包括但不限于此情形。
图3为本公开实施例提供的另一种MEMS开关器件的结构示意图，如图3所示，在一些实施例中，凸出结构22沿垂直且靠近衬底基板1的第一侧表面M的方向BB’相对于膜桥本体结构21凸出设置，即凸出结构22相对膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面凹陷设置。
在本公开实施例中，如图1和图3所示的两种凸出结构22的设置情形，膜桥本体结构21在垂直于衬底基板1的第一侧表面M的方向BB’上的表面，与凸出结构22在垂直于衬底基板1第一侧表面M的方向BB’上的表面不处于同一水平平面。
在一些实施例中，凸出结构22相对膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面凸起设置，膜桥本体结构21在垂直衬底基板1的第一侧表面的方向BB’上背向衬底基板1设置的一侧表面(上表面)，与凸出结构22在垂直衬底基板1的第一侧表面的方向BB’上背向衬底基板1设置的一侧表面(上表面)不处于同一水平平面。此种情况下，可选地，膜桥本体结构21在垂直衬底基板1的第一侧表面的方向BB’上朝向衬底基板1设置的一侧表面(下表面)，与凸出结构22在垂直衬底基板1的第一侧表面的方向BB’上朝向衬底基板1设置的一侧表面(下表面)可以不处于同一水平平面，也可以处于同一水平平面。
在一些实施例中，凸出结构22相对膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面凹陷设置，膜桥本体结构21在垂直衬底基板1的第一侧表面M的方向BB’上朝向衬底基板1设置的一侧表面(下表面)，与凸出结构22在垂直衬底基板1的第一侧表面的方向B’B上朝向衬底基板1设置的一侧表面(下表面)不处于同一水平平面。此种情况下，可选地，膜桥本体结构21在垂直衬底基板1的第一侧表面的方向BB’上背向衬底基板1设置的一侧表面(上表面)，与凸出结构22在垂直衬底基板1的第一侧表面的方向BB’上背向衬底基板1设置的一侧表面(上表面)不处于同一水平平面。
在本公开实施例中，凸出结构22的数量为一个或多个，膜桥本体结构21的数量同样可以为一个或多个。
在本公开实施例中，凸出结构22可以分布设置在膜桥本体结构21上的任意位置。
在一些实施例中，在膜桥结构2的延伸方向上，膜桥本体结构21与凸出结构22可以依次交替且串连设置。其中，膜桥结构2的延伸方向为沿平行于衬底基板1的第一侧表面M、且与第一地线31朝向第二地线32的一侧表面的方向。
图4为一种膜桥结构的结构示意图，图5为另一种膜桥结构的结构示意图，示例性的，如图4或图5所示，凸出结构22的数量为一个，膜桥本体结构21的数量为一个，凸出结构22可以设置于膜桥本体结构21沿膜桥结构2的延伸方向的一端，且凸出结构22的一端与膜桥本体结构 21的一端连接。
示例性的，如图1或图3所示，凸出结构22的数量为一个，膜桥本体结构21的数量为两个，分别为沿平行于衬底基板1的第一侧表面M的方向依次排列设置的第一膜桥本体结构(如图中左侧的膜桥本体结构21)和第二膜桥本体结构(如图中右侧的膜桥本体结构21)，凸出结构22对应设置于第一膜桥本体结构和第二膜桥本体结构之间，凸出结构22的一端与第一膜桥结构的一端连接，另一端与第二膜桥结构的一端连接。在一些实施例中，凸出结构22设置于整体膜桥结构2的中心位置，即，上述第一膜桥本体结构和第二膜桥本体结构的沿膜桥结构2的延伸方向的长度相同。
在一些实施例中，凸出结构22的数量为至少两个，至少两个凸出结构22间隔设置，且膜桥本体结构21与凸出结构22依次交替且串连设置。
图6为另一种膜桥结构的结构示意图，示例性的，如图6所示，凸出结构22的数量为两个，两个凸出结构22分别设置于膜桥本体结构21的沿膜桥结构2的延伸方向的两端，即膜桥本体结构21的一端与一个凸出结构22连接，另一端与另一个凸出结构22连接。
图7为另一种膜桥结构的结构示意图，示例性的，如图7所示，凸出结构22的数量为两个，膜桥本体结构21的数量为两个，凸出结构22和膜桥本体结构21依次交替设置，且依次串连。
图8为另一种膜桥结构的结构示意图，图9为图8所示膜桥结构的俯视示意图，如图8和图9所示，凸出结构22沿垂直且远离衬底基板1的第一侧表面M的方向相对于膜桥本体结构21凸出设置，凸出结构22的数量为两个，膜桥本体结构21的数量为三个，分别为沿平行于衬底基板1的第一侧表面M的方向依次排列设置第一膜桥本体结构(如图中左侧的膜桥本体结构21)、第二膜桥本体结构(如图中中间的膜桥本体结构21)和第三膜桥本体结构(如图中右侧的膜桥本体结构21)；两个凸出结构22中一个凸出结构22对应设置于第一膜桥本体结构和第二膜桥本体结构之间，另一个凸出结构22对应设置于第二膜桥结构和第三膜桥结构之间。其中，一个凸出结构22的一端与第一膜桥结构的一端连接，该一个凸出结构的另一端与第二膜桥本体结构的一端连接；另一个凸出结构22 的一端与第二膜桥本体结构的另一端连接，该另一个凸出结构22的另一端与第三膜桥结构的一端连接。
图8示出了相对膜桥本体结构21背向衬底基板1设置的一侧表面凸起的凸出结构22的情形，本公开实施例包括但不限于此。图10为另一种膜桥结构的结构示意图，如图10所示，在一些实施例中，凸出结构22沿垂直且靠近衬底基板1的第一侧表面的方向M相对于膜桥本体结构21凸出设置，凸出结构22的数量为两个，膜桥本体结构21的数量为三个，分别为沿平行于衬底基板1的第一侧表面M的方向依次排列设置第一膜桥本体结构(如图中左侧的膜桥本体结构21)、第二膜桥本体结构(如图中中间的膜桥本体结构21)和第三膜桥本体结构(如图中右侧的膜桥本体结构21)；两个凸出结构22中一个凸出结构22对应设置于第一膜桥本体结构和第二膜桥本体结构之间，另一个凸出结构22对应设置于第二膜桥结构和第三膜桥结构之间；其中，一个凸出结构22的一端与第一膜桥结构的一端连接，该一个凸出结构的另一端与第二膜桥本体结构的一端连接；另一个凸出结构22的一端与第二膜桥本体结构的另一端连接，该另一个凸出结构22的另一端与第三膜桥结构的一端连接。
需要说明的是，本公开实施例中凸出结构22和膜桥本体结构21之间的位置关系并不局限于上述凸出结构22与膜桥本体结构21依次交替且串连设置的情形，本公开实施例中，至少一个凸出结构22可以分布设置于膜桥本体结构21上的任意位置区域。
图11为另一种膜桥结构的结构示意图，如图11所示，在一些实施例中，凸出结构22设置于膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面上，且相对于膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面凸出设置。
在本公开实施例中，凸出结构22在衬底基板1上的正投影的形状为矩形、圆形、十字架形、不规则形状中的任一种或多种组合形状，凸出结构22在衬底基板1上的正投影是指凸出结构22沿垂直于衬底基板1一侧表面的方向的投影。示例性的，如图2或图9所示，凸出结构22在衬底基板1上的正投影的形状为矩形。
需要说明的是，凸出结构22在衬底基板1上的正投影的形状还可以 根据实际情况设置为其他合适的形状，本公开实施例对此不作特殊限制。
图12为一种凸出结构的正投影的形状的示意图，如图12所示，在一些实施例中，凸出结构22在衬底基板1上的正投影的形状为十字架形，该凸出结构22可以是相对于膜桥本体结构21背向衬底基板1设置的一侧表面凸出设置，也可以是相对于膜桥本体结构21背向衬底基板1设置的一侧表面凹陷设置。
在一些实施例中，凸出结构22的厚度与膜桥本体结构21的厚度之间的比值范围可以设置为0.5至1000。其中，“厚度”是指在垂直于衬底基板1的第一侧表面M的方向上的长度。
在一些实施例中，膜桥本体结构21的厚度范围可以设置为200纳米至300纳米。相应的，凸出结构22的厚度范围可以设置为200纳米至500纳米。在一些实施例中，膜桥本体结构21的厚度可以设置为0.4微米，凸出结构22的厚度可以设置为0.25微米。
在一些实施例中，凸出结构22的长度与膜桥结构2的整体长度之间的比值范围可以设置为0.5％至50％。其中，长度是指在膜桥结构2的延伸方向上的长度。
在一些实施例中，膜桥结构2的整体长度范围可以设置为100微米至120微米。相应的，凸出结构22的长度范围可以设置为15微米至40微米。
在一些实施例中，膜桥本体结构21的整体长度可以设置为120微米，凸出结构22的长度可以设置为40微米。此种设置可以适用于凸出结构22的数量为1个的情形。
在一些实施例中，膜桥本体结构21的整体长度可以设置为120微米，凸出结构22的长度可以设置为15微米。此种设置可以适用于凸出结构22的数量为2个，且凸出结构22为相对膜桥本体结构21凸起的情形。
在一些实施例中，膜桥本体结构21的整体长度可以设置为100微米，凸出结构22的长度可以设置为30微米。此种设置可以适用于凸出结构22的数量为2个，且凸出结构22为相对膜桥本体结构21背向衬底基板1设置的一侧表面凹陷设置的情形。
在一些实施例中，在设置多个(至少三个)凸出结构22，且多个凸 出结构22间隔设置的情形下，多个凸出结构等间距设置，即每相邻两个凸出结构22之间的间隔距离相等设置。
在一些实施例中，在设置至少两个凸出结构22，且至少两个凸出结构22间隔设置的情形下，任意相邻两个凸出结构22之间的间距范围可以设置为30微米至40微米。
在一些实施例中，在设置至少两个凸出结构22，且至少两个凸出结构22间隔设置的情形下，任意相邻两个凸出结构22之间的间距可以设置为40微米。
在一些实施例中，凸出结构22的宽度与膜桥本体结构21的宽度相同。“宽度”是指沿平行于衬底基板1的第一侧表面M、且与膜桥结构2的延伸方向垂直的方向的宽度。
在一些实施例中，凸出结构22的宽度还可以设置为小于膜桥本体结构21的宽度。图13为另一种膜桥结构的俯视图，示例性的，如图13所示，在膜桥结构2中，膜桥本体结构21上具有至少一个特定区域，特定区域对应设置有凸出结构22，此种情况下，凸出结构22的宽度可以小于膜桥本体结构21的宽度。
需要说明的是，本公开实施例对于膜桥结构2、膜桥本体结构21、凸出结构22的尺寸设置均不作特殊限制，可以根据实际情况进行设置。
在实际应力仿真测试中，本公开实施例提供的膜桥结构2在应力作用下的最大形变量小于0.1微米，卷曲程度相较相关技术得到明显改善。
在实际电性能仿真测试中，通过设置相对膜桥本体结构21背向衬底基板1设置的一侧表面凹陷设置的凸出结构，降低了膜桥结构2的部分结构高度，可以在较低驱动电压(如5V)作用下实现开关下拉导通，即有效降低了开关的驱动电压。
在一些实施例中，膜桥结构2的第一端部L和第二端部N分别通过对应的金属锚点与对应的地线电连接。示例性的，如图1所示，膜桥结构2的第一端部L通过第一金属锚点61与对应的第一地线31电连接，第一金属锚点61设置于第一地线31的远离衬底基板1的一侧，膜桥结构2的第一端部通过第二金属锚点62与对应的第二地线32电连接，第二金属锚点62设置于第二地线32的远离衬底基板1的一侧。
在一些实施例中，膜桥结构2的第一端部L和第二端部N中至少一个端部设置为镂空结构。其中，镂空结构在衬底基板1上的正投影的形状可以为凹形、蛇形等曲折形状。
通过将膜桥结构2的端部设置为镂空结构，能够减少端部连接的金属锚点处的膜桥结构2宽度，从而可以有效降低MEMS开关器件的弹簧系数，进而有效降低MEMS开关器件的驱动电压。
图14为另一种膜桥结构的结构示意图，如图2和图14所示，在一些实施例中，膜桥结构2的第一端部L和第二端部N分别设置为镂空结构9，该镂空结构9呈凹形设置。
图15为另一种膜桥结构的结构示意图，如图2和图15所示，在一些实施例中，膜桥结构2的第一端部L和第二端部N分别设置为镂空结构9，该镂空结构9呈蛇形设置。
在一些实施例中，膜桥本体结构21与凸出结构22一体成型设置，即膜桥本体结构21与凸出结构22的材料相同，膜桥本体结构21与凸出结构22在同一次制备构图工艺中形成。在一些实施例中，如图11所示，凸出结构22和膜桥本体结构21还可以呈叠层设置，即凸出结构22可以叠置于膜桥本体结构21的背向衬底基板1设置的一侧表面。
在一些实施例中，在信号线5的远离衬底基板1的一侧依次设置有介电层和电容上极板8，介电层设置在信号线5和电容上极板8之间，电容上极板8与介质层和信号线5构成耦合电容。
在本公开实施例中，第一地线31和第二地线32均为接地结构(GND)。信号线5与第一地线31、第二地线32共同构成共面波导(CPW)结构。
在一些实施例中，MEMS开关器件通过在信号线5上施加驱动电压进行工作。
图16为本公开实施例提供的另一种MEMS开关器件的结构示意图，图17为图16所示MEMS开关器件的俯视示意图，如图16和图17所示，在一些实施例中，MEMS开关器件通过在驱动电极施加驱动电压进行工作，MEMS开关器件还可以进一步包括第一驱动电极41和第二驱动电极42，第一驱动电极41设置在第一地线31和信号线5之间，第二驱动电极 42设置在信号线5与第二地线32之间。即，第一地线31、第一驱动电极41、信号线5、第二驱动电极42和第二地线32依次排列且间隔设置在衬底基板一侧表面。
在一些实施例中，如图16所示，在第一驱动电极41的远离衬底基板1的一侧设置有第一隔离层71，在第二驱动电极42的远离衬底基板1的一侧设置有第二隔离层72，以防止出现短路情况。
在本公开实施例中，MEMS开关器件为电容式MEMS开关器件，MEMS开关器件的工作原理为：如图1或图16所示，在通过在信号线(5)或驱动电极(41，42)施加的驱动电压的作用下，膜桥结构2靠近或者接触电容上极板8，在不施加驱动电压时，膜桥结构2远离电容上极板8且不构成接触，从而实现开关的开启和关闭。
图18为本公开实施例提供的一种MEMS开关器件的制备方法的流程示意图，如图18所示，本公开实施例提供一种MEMS开关器件的制备方法，该制备方法包括：
步骤S11、形成衬底基板。
步骤S12、在衬底基板的第一侧表面上形成依次排列且间隔设置的第一地线、信号线和第二地线。
步骤S13、在第一地线和第二地线的远离衬底基板的一侧形成膜桥结构。
其中，膜桥结构的相对设置的两个端部(第一端部、第二端部)分别与第一地线和第二地线电连接，膜桥结构包括膜桥本体结构、以及与膜桥本体结构串连设置的至少一个凸出结构，凸出结构沿垂直于衬底基板的第一侧表面的方向相对于膜桥本体结构凸出设置。
图19为一种形成膜桥结构的工艺流程图，如图19所示，在一些实施例中，在衬底基板1上形成MEMS开关器件的底层结构10，底层结构10包括但不限于第一地线、第一驱动电极、信号线、第二驱动电极和第二地线。
在形成底层结构10之后，形成随型结构层20。其中，随型结构层20的材料可采用无机材料，例如氮化硅SiNx、二氧化硅SiO
2等；或者，随型结构层20的材料可采用有机材料，例如光敏树脂、聚酰亚胺(PI) 等材料。对随型结构层20的材料进行曝光、刻蚀、图案化等构图工艺后，形成随型结构层20。
在形成随型结构层20之后，形成牺牲层30。其中，牺牲层采用有机材料，如光刻胶等，牺牲层30的构造、形状与所需制备膜桥结构的构造、形状匹配。
之后，进行膜桥结构材料沉积，其中膜桥结构材料可以采用金属材料或导电非金属材料，金属材料可以采用金Au、银Ag、铜Cu、铝Al等低阻金属材料，导电非金属材料可以采用低阻硅等低阻导电非金属材料。对膜桥结构材料进行曝光、刻蚀、图案化等构图工艺后，形成膜桥结构2。
之后，通过湿法或干法工艺去除牺牲层30，得到所需膜桥结构2。
图20为另一种形成膜桥结构的工艺流程图，如图20所示，在一些实施例中，在衬底基板1上形成MEMS开关器件的底层结构10，底层结构10包括但不限于第一地线、第一驱动电极、信号线、第二驱动电极和第二地线。
在形成底层结构10之后，形成牺牲材料层300。其中，牺牲材料层300的材料可采用无机材料，例如氮化硅SiNx、二氧化硅SiO
2等；或者，牺牲材料层300的材料可采用有机材料，例如光敏树脂、聚酰亚胺(PI)等材料。
之后，对牺牲材料层300的材料进行曝光、刻蚀、图案化等构图工艺后，形成牺牲层30和随型结构层20，牺牲层30的构造、形状与所需制备膜桥结构的构造、形状匹配。
之后，进行膜桥结构材料沉积，其中膜桥结构材料可以采用金属材料或导电非金属材料，金属材料可以采用金Au、银Ag、铜Cu、铝Al等低阻金属材料，导电非金属材料可以采用低阻硅等低阻导电非金属材料。对膜桥结构材料进行曝光、刻蚀、图案化等构图工艺后，形成膜桥结构2。
之后，通过湿法或干法工艺去除牺牲层30，得到所需膜桥结构2。
本公开实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述任一实施例所提供的MEMS开关器件。
在一些实施例中，该电子设备可以是显示装置，还可以是集成电路、射频器件、通信器件等。其中，显示装置可以是手机、平板电脑、笔记本、 台式电脑、电视、车载终端等显示设备。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (18)
- 一种微机电系统MEMS开关器件，包括：衬底基板、膜桥结构以及依次排列且间隔设置在所述衬底基板的第一侧表面的第一地线、信号线和第二地线；所述膜桥结构的第一端部与所述第一地线电连接，所述膜桥结构的与所述第一端部相对设置的第二端部与所述第二地线电连接；所述膜桥结构包括膜桥本体结构以及设置在所述膜桥本体结构上的至少一个凸出结构，所述凸出结构沿垂直于所述衬底基板的第一侧表面的方向相对于所述膜桥本体结构凸出设置。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构沿垂直且远离所述衬底基板的第一侧表面的方向相对于所述膜桥本体结构凸出设置。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构沿垂直且靠近所述衬底基板的第一侧表面的方向相对于所述膜桥本体结构凸出设置，且所述凸出结构的背向所述衬底基板设置的一侧表面与所述膜桥本体结构的背向衬底基板设置的一侧表面不处于同一水平平面。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构的数量为1个。
- 根据权利要求4所述的MEMS开关器件，其中，所述膜桥本体结构包括沿平行于所述衬底基板的第一侧表面的方向依次排列设置的第一膜桥本体结构和第二膜桥本体结构；所述凸出结构对应设置于所述第一膜桥本体结构和所述第二膜桥本体结构之间，且所述凸出结构的一端与所述第一膜桥本体结构连接，另一端与所述第一膜桥本体结构连接。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构 的数量为至少两个，至少两个所述凸出结构间隔设置，且所述膜桥本体结构与所述凸出结构依次交替设置。
- 根据权利要求6所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构的数量为多个，多个所述凸出结构等间距设置。
- 根据权利要求6所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构的数量为两个，所述膜桥本体结构包括沿平行于所述衬底基板的第一侧表面的方向依次排列设置的第一膜桥本体结构、第二膜桥本体结构和第三膜桥本体结构；两个所述凸出结构中一个所述凸出结构对应设置于所述第一膜桥本体结构和第二膜桥本体结构之间，另一个所述凸出结构对应设置于所述第二膜桥结构和所述第三膜桥结构之间。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其特征在于，所述凸出结构在所述衬底基板上的正投影的形状为矩形、圆形、十字架形、不规则形状中的任一种或多种组合形状。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构的厚度与所述膜桥本体结构的厚度之间的比值范围为0.5至1000。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构的长度与所述膜桥结构的整体长度之间的比值范围为0.5％至50％。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构的厚度范围为200纳米至500纳米。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述凸出结构的长度范围为15微米至40微米。
- 根据权利要求6所述的MEMS开关器件，其中，任意相邻两个所述凸出结构之间的间距范围为30微米至40微米。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述膜桥结构的第一端部和第二端部中至少一个端部设置为镂空结构。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述镂空结构在所述衬底基板上的正投影的形状为凹形或蛇形。
- 根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中，所述膜桥本体结构与所述凸出结构一体成型设置。
- 一种电子设备，包括如权利要求1-17所述的MEMS开关器件。
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