DE10152945A1 - MEMS-Schalter und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

MEMS-Schalter und Verfahren zu seiner Herstellung

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics

Abstract

Ein Hochfrequenz-MEMS-Schalter (1) dient zur direkten Überbrückung von zwei Leiterbahnabschnitten (16a, 16b), beispielsweise einer Koplanarleitung auf einem Substrat (2). Zum elektrostatischen Betätigen einer Membran (10) wird in die Substratoberfläche eine Grube (32) geätzt, auf deren Boden eine Elektrodenanordnung gebildet wird, die über Zuleitungen (12, 14) zu Kontaktpads (18, 8) geführt sind. Nach Auffüllen der Grube und vor dem Ausbilden der Membran (10) wird eine Torsions-Schwenkachse in Form zweier Isolierstoff-Bändchen (36, 38) gebildet, und zwar wegversetzt von dem offenen Schalterende an dem einen Leitungsabschnitt (16a). An dem einen Leitungsabschnitt wird ein Kontaktpaddel (40) gebildet, der andere Leitungsbahnabschnitt (16b) wird über ein elastisches Metallbändchen (34) mit dem zugehörigen Ende der Membran (10) verbunden. Das Material unter der Membran (10) wird entfernt, so daß die Membran um die Schwenkachse (36, 38) schwenkbar ist bei Beaufschlagen der Elektrodenanordnung (22, 24) mit einer geeigneten Spannung.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen MEMS-Schalter und ein Verfahren zu seiner Herstellung, Speziell geht es um einen Hochfrequenz- bzw. HF-MEMS-Schalter.
  • MEMS-Schalter sind in unterschiedlichen Bauformen bekannt. Typisch für solche MEMS-Schalter, das heißt Schalter eines mikro-elektromechanischen Systems, sind kurze Schaltzeiten, geringe Einfügungsdämpfung, hohe Isolation und geringe Schaltleistungen. Ein besonderer Vorteil derartiger MEMS-Schalter ist die Nutzung von herkömmlichen, aus der Mikroelektronik bekannten Verfahrensschritten, so zum Beispiel Ätzverfahren, Lithographieprozesse, CVD-Abscheidung und dergleichen. Durch Nutzung von aus der 3D-Mikromechanik bekannten Prozessen in Verbindung mit mikroelektronischen Arbeitsverfahren lassen sich MEMS- Schalter als Einzelschalter oder als Schalter-Arrays herstellen.
  • Spezielle Anwendungsgebiete für MEMS-Schalter sind miniaturisierte Phased- Array-Antennen, Filterschaltungen, veränderliche Kapazitäten, Mikrowellen- Phasenschieber und dergleichen.
  • Wie bei Schaltern und Relais üblich, enthält auch ein MEMS-Schalter mindestens ein bewegliches Element, welches zum Beispiel als einseitig eingespannter Biegebalken, als mittig gelagerte Wippe, als bewegliche Membran oder als drehbar gelagertes Teil ausgebildet sein kann.
  • Aus der WO 00/77877 ist ein MEMS-Schalter bekannt, bei dem auf einem Substrat eine Isolierschicht und auf dieser Isolierschicht in Abstand voneinander feststehende Kontakte ausgebildet sind. Über den Kontakten schweben bewegliche Kontaktstücke, die isoliert an einem Ende einer elektrisch leitenden Membran gehaltert sind. Die Membran selbst ist mittig um eine elektrisch leitende Torsionsachse gelagert. Die beiden längsseitigen Enden der Membran, in deren Mitte sich die Torsionsachse befindet, stehen jeweils einer Elektrode gegenüber. Durch Anlegen einer Spannung an die eine oder die andere Elektrode einerseits und an die Torsionsachse und mithin die elektrisch leitende Membran, andererseits, wird die Membran gegen die betreffende Elektrode gezogen, wodurch die beweglichen Kontakte gegen die feststehenden Kontakte gezogen werden.
  • Dieser MEMS-Schalter ist aufbauend auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet. Ein besonderes Merkmal ist die Ausbildung von beweglichen Kontakten an einem aus Isolierstoff bestehenden verlängerten Ende der Membran. Die Auslenkung der Membran ist relativ gering, so daß sich kein großer Dämpfungswert des offenen Schalters erzielen läßt.
  • Aus der US-A-6 069 540 ist ein MEMS-Schalter in Form einer Schaltwippe bekannt, wobei an den beiden Enden einer mittig von einer Schwenkachse gelagerten Membran bewegliche Kontaktstücke angebracht sind, die jeweils einem festen Kontaktstück gegenüberstehen. Zwischen der mittigen Schwenkachse und den äußeren Enden der Membran befindet sich auf der die Membran lagernden Substratoberfläche Elektroden.
  • Aus der DE 198 23 690 C1 ist ein MEMS-Relais bekannt, bei dem über Torsionsachsen ein gekrümmter Anker mit Abstand von auf einer Substratoberfläche ausgebildeten Elektroden angeordnet ist. An den Enden des gekrümmten Ankers befinden sich bewegliche Kontaktstücke gegenüber festen Kontaktstücken auf der Substratoberfläche. Wird eine der Elektroden an Spannung gelegt, wird der gekrümmte Anker gegen diese Elektrode gezogen, und rollt wegen der Krümmung auf der Elektrode ab, wobei dieser Vorgang durch Zustandekommen eines elektrischen Kontakts zwischen feststehendem und beweglichem Kontaktstück abgeschlossen wird.
  • Durch die vorliegende Erfindung soll ein MEMS-Schalter angegeben werden, der eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht und bei dessen Herstellung gängige Fertigungsverfahren aus dem Bereich der Mikroelektronik vorteilhaft eingesetzt werden können.
  • Zu diesem Zweck schafft die Erfindung einen MEMS-Schalter, welcher aufweist:
    ein Substrat;
    eine auf der Oberfläche des Substrats ausgebildete Leiterbahn, die entlang einem vorbestimmten Weg geführt ist;
    eine Grube, welche die Leiterbahn unterbricht und in Leiterbahnabschnitte unterteilt;
    eine quer zu dem Leiterbahn-Weg über die Grube verlaufende, isolierende Schwenkachse;
    eine an der Schwenkachse gelagerte, elektrisch leitende Membran, wobei eine Seite der Membran mit dem Ende des einen Leiterbahnabschnitts über ein elastisches Bändchen aus elektrisch leitendem Material gekoppelt ist, und die andere Seite der Membran über eine Kontaktfläche an dem Ende des anderen Leiterbahnabschnitts ragt; und
    eine Zug-Elektrode und/oder eine Druck-Elektrode die am Boden der Grube unterhalb der Membran seitlich versetzt zur Schwenkachse angeordnet ist.
  • Die Besonderheit bei diesem MEMS-Schalter besteht darin, dass die Leiterbahn direkt über die Membran geschaltet wird. Die Membran ist auf der einen Seite z. B. mit einem elastischen Metallbändchen an den einen Leiterbahnabschnitt gekoppelt, das andere Ende der Membran schwebt im geöffneten Zustand des Schalters über der Kontaktfläche des anderen Leiterbahnabschnitts. Wird die Zugelektrode auf ein geeignetes Potential gebracht, wird die Membran elektrostatisch angezogen, demzufolge das freie Ende der Membran mit der Kontaktfläche des anderen Leitungsabschnitts in Berührung tritt. Die Kontaktfläche ist vorzugsweise als Kontaktpaddel mit geringem Leitungswiderstand ausgebildet.
  • Um einen hohen Dämpfungswert des geöffneten Schalters zu garantieren, wird erfindungsgemäß ein großer Abstand zwischen dem freien Ende der Membran und der Kontaktfläche des Leitungsabschnitts erzielt. Dies wird beispielsweise erreicht durch die Maßnahme, die - als Torsionsachse ausgebildete - Schwenkachse weg von dem freien Ende der Membran zu versetzen. Hierdurch ergibt sich ein relativ langes und ein relativ kurzes Membranstück auf der einen und der anderen Seite der Schwenkachse. Das Ende des relativ langen Membranstücks hat einen großen Abstand von der gegenüberliegenden Kontaktfläche des Leitungsabschnitts.
  • Die Zugelektrode und die Druckelektrode (Pull-Elektrode bzw. Push-Elektrode) der Elektrodenanordnung sind vorteilhaft über Elektrodenzuleitungen quer zur Längserstreckung der Grube bzw. der Membran auf die Substratoberfläche geführt, so dass zum Betätigen des Schalters auf der Substratoberfläche Kontaktpads zur Verfügung stehen.
  • Zug- und Druckelektrode sind vorzugsweise von einer Dielektrikumschicht bedeckt, insbesondere einer Nitridschicht.
  • Die Grube ist beispielsweise in dem Substrat ausgebildet. Vorteilhafterweise ist dabei die Schwenkachse etwa im wesentlichen in Höhe der Substratoberfläche bzw. am oberen Rand der Grube gelagert.
  • Die Grube kann aber auch durch einen Zwischenraum zwischen den Leiterbahnabschnitten gebildet sein. Vorzugsweise ist in diesem Fall die Schwenkachse etwa in Höhe der Leiterbahnoberfläche gelagert. Beispielsweise befinden sich neben den Leiterbahnabschnitten auf der Substratoberfläche weitere Elemente, z. B. Elektroden, weitere Leiterbahnen oder ähnliches, auf denen die Schwenkachse gelagert ist.
  • Vorteilhafterweise wird die Öffnung der Grube im wesentlichen durch die elektrisch leitende Membran verschlossen. Vorzugsweise ist die Membran an ihrer einen Schmalseite mit dem Ende des einen Leiterbahnabschnitts über ein Metallbändchen gekoppelt und sie ragt an ihrer anderen Schmalseite über die Kontaktfläche an dem Ende des anderen Leiterbahnabschnitts.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines MEMS- Schalters auf einem Substrat, wobei der Schalter eine entlang einem vorbestimmten Weg auf der Substratoberfläche verlaufende Leiterbahn in Leiterbahnabschnitte unterbricht.
  • Gemäß einem Aspekt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:
    • a) in die Substratoberfläche wird eine Grube geätzt;
    • b) am Boden der Grube wird eine Elektrodenanordnung gebildet, die über Zuleitungen auf die Substratoberfläche geführt ist;
    • c) die Grube wird aufgefüllt;
    • d) auf der Substratoberfläche wird quer zu dem Leiterbahn-Weg eine Isolierstoff-Schwenkachse gebildet;
    • e) es werden Leiterbahnabschnitte ausgebildet;
    • f) es wird eine Membranschicht ausgebildet; und
    • g) unter der Schwenkachse und der Membranschicht wird das Material bis zu der Elektrodenanordnung entfernt, so dass eine um die Schwenkachse schwenkbare Membran zwischen den Leiterbahnabschnitten verbleibt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:
    • a) Aufbringen von Elektroden auf einem Substrat (102)
    • b) Ausbilden von Leiterbahnabschnitten (16a; 16b) auf dem Substrat (102) entlang einem Leiterbahn-Weg, wobei die Leiterbahnabschnitte (16a, 16b) durch einen Zwischenraum in Form einer Grube (132) voneinander getrennt sind;
    • c) Auffüllen der Grube (132) mit einem Füllmaterial;
    • d) Aufbringen einer Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38), so dass sie sich quer zu dem Leiterbahn-Weg über die Grube (132) erstreckt;
    • e) Ausbilden einer Membranschicht, die mit der Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38) verbunden ist, über der Grube (132); und
    • f) Entfernen des Füllmaterials unter der Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38) und der Membranschicht, so dass eine um die Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38) schwenkbare Membran (10) zwischen den Leiterbahnabschnitten (16a, 16b) verbleibt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß beiden Aspekten können die einzelnen Schritte mit an sich bekannten Prozessen ausgeführt werden. Die Leiterbahnabschnitte sind zum Beispiel Teil einer Mikrostreifenleitung oder einer Koplanarleitung, wobei die nach dem Entfernen des Materials unter der Membranschicht verbleibende Membran bei geschlossenem Schalter eine direkte Überbrückung der durch den Schalter unterbrochenen Leiterbahnabschnitte bildet.
  • Die Membran wirkt bei der Betätigung des Schalters selbst als Elektrode im Verein mit der Zugelektrode und/oder der Druckelektrode zum Schließen bzw. zum Öffnen des Schalters. Die als Torsionsachse ausgebildete Schwenkachse hat vorzugsweise die Form von Isolierstoff-Bändchen, die nach der Materialentfernung unterhalb der Membranschicht die Membran an den seitlichen Wänden der Grube auf der Substratoberfläche oder, je nach dem bevorzugten Aspekt, auf einer Oberfläche benachbarter, auf dem Substrat befindlicher Elemente halten.
  • Die Torsionsachse kann aber auch aus leitfähigem Material bestehen. In diesem Fall wird sie durch geeignete Maßnahmen, wie beispielsweise eine Isolationsschicht, bei der Auflage auf metallische Elemente, die sich auf der Oberfläche befinden, isoliert. Dadurch wird ein Kurzschluss, z. B. zwischen einer Groundleitung bzw. Koplanarleitung auf der Oberfläche und der Torsionsachse, vermieden.
  • Das der Kontaktfläche am langen Hebelarm der Membran abgewandte Ende der Membran ist über ein elastisches Bändchen, das vorzugsweise aus Metall gefertigt ist, mit dem dortigen Leiterbahnabschnitt mechanisch und elektrisch verbunden. Dabei ist das Bändchen derart elastisch und biegbar, dass es der Bewegung der Membran durch die elektrostatischen Kräfte keinen nennenswerten Widerstand entgegenbringt.
  • Da vorzugsweise die Kontaktfläche an dem dem Bändchen gegenüberliegenden Ende der Membran aus einer Legierung mit sehr geringem Kontaktwiderstand besteht, wird eine hohe Leitfähigkeit des geschlossenen Schalters erzielt.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Draufsicht auf einen schematisch dargestellten MEMS-Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 2 bis 6 jeweils eine Querschnittansicht entsprechend einer Schnittlinie, die in Fig. 1 mit II-II; III-III; IV-IV; V-V bzw. VI-VI angegeben ist; und
  • Fig. 7 eine Querschnittansicht entlang der Linie VI-VI von Fig. 1, jedoch gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform.
  • Es wird zunächst auf die in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ansichten des MEMS-Schalters Bezug genommen.
  • Der erfindungsgemäße MEMS-Schalter 1 dieser Ausführungsform ist in einem Substrat 2 aus Silizium ausgebildet. Das Substrat besitzt einen spezifischen Widerstand von mehr als 4000 Ω cm.
  • Durch an sich bekanntes sogenanntes "Hochraten"-Ätzen ist in der Substratoberfläche 3 eine Grube 32 gebildet, auf deren Boden eine Zug-Elektrode (Pull-Elektrode) 22 und eine Druck-Elektrode (Push-Elektrode) 24 (siehe Fig. 6) gebildet sind. Auf den Elektrodenbereichen der Elektroden 22 und 24 befinden sich dielektrische Schichten 27 und 26 aus SixN(1-x).
  • Das elektrisch leitende Material der Elektroden mündet in Elektrodenzuleitungen 12 und 14, die gemäß Fig. 1 rechtwinklig zu der von oben nach unten verlaufenden Längserstreckung des Schalters zu Kontaktpads 8 und 18 herausgeführt sind.
  • Nach dem Bilden der leitenden Elektroden wird die Grube 32 wieder aufgefüllt, und es werden als Schwenkachse in Form einer Torsionsachse zwei Isolierstoff- Bändchen 36 und 38 (Fig. 1) auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet. Davor oder danach werden die Leiterbahnen gebildet, nach Fig. 1 und 2 zwei Masse- oder Ground-Leiterbahnen 4 und 6 sowie eine Koplanarleitung, die in Fig. 1 zwei durch den Schalter 1 voneinander getrennte Leiterbahnabschnitte 16a und 16b aufweist. Um einen geringen Kontaktwiderstand zu gewährleisten, wird an dem der Grube 32 zugewandten Ende des Leiterbahnabschnitts ein Kontaktpaddel 40 aus einer Kontaktlegierung (vorzugsweise AuNi) gebildet.
  • Danach wird eine Membranschicht aus Au (möglich sind auch Ag, Al und andere gut leitende Materialien) gebildet, welche später eine Membran 10 darstellt. An dem dem Kontaktpaddel 40 abgewandten Ende der Membran 10 gemäß Fig. 6 wird dieses Ende der Membran mit dem benachbarten Ende des Leiterbahnabschnitts 16b über ein elastisches Metallbändchen 34 verbunden, welches vorzugsweise aus Au besteht (möglich sind zum Beispiel auch Ag, Al).
  • Anschließend wird mit einem geeigneten Ätzmittel die Grube 32 erneut aufgeätzt, wobei die in Fig. 1 gezeigten Kanäle 28 und 30 über den Elektrodenzuleitungen 12 und 14 gebildet werden. Außerdem wird gemäß Fig. 6 zwischen dem Kontaktpaddel 40 und dem darüber liegenden Ende der Membran 10 das dort vorher zur Trennung gebildete Material weggeätzt, so dass nach diesem Ätzvorgang die Membran 10 um die Torsionsachse 36 schwenkbar gehaltert ist, wobei das rechts in Fig. 6 dargestellte Ende der Membran 10 galvanisch mit dem Leitungsabschnitt 16b über das Metallbändchen 34 gekoppelt ist. Wird - wie an sich bekannt - an die Zugelektrode 22 über das Kontaktpad 18 eine geeignete Spannung gelegt, so wird die Membran 10, die jetzt als Elektrode wirkt, nach unten gezogen, und die Verbindung zwischen den beiden Leiterbahnabschnitten 16a und 16b wird über das Kontaktpaddel 40, die Membran 10 und das Metallbändchen 34 hergestellt. Spannung an der Druck-Elektrode 24 öffnet den Schalter 1.
  • Wie in Fig. 6 zu sehen ist, befindet sich die Schwenkachse 36 nicht in der Längs- Mitte der Membran 10, sondern an einer Stelle, welche die Membran 10 in ihrer Längsrichtung etwa im Verhältnis 2 : 1 teilt. Hierdurch wird erreicht, dass bei geöffnetem Schalter 1 zwischen dem Kontaktpaddel 40 und der darüber befindlichen Fläche der Membran 10 ein ausreichender Abstand existiert, wodurch eine hohe Isolation erreicht wird.
  • Fig. 7 zeigt als Alternative zur Querschnittsansicht von Fig. 6 schematisch eine Querschnittsansicht gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Querschnittsansicht von Fig. 7 entspricht im wesentlichen ebenfalls einem Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 1, jedoch mit einigen Abweichungen, die im folgenden erläutert werden. In Fig. 7 sind im wesentlichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wie in der vorher beschriebenen, ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 6.
  • Bei dem MEMS-Schalter bzw. Toggle-Switch gemäß Fig. 7 sind auf der Oberfläche 3 eines Substrats 102 die Zug- und Druckelektroden 22, 24 angeordnet. Das Substrat 2 ist aus n-Silizium gefertigt und hat einen spezifischen Widerstand, der größer ist als 4000 Ω cm. Auf jeder Seite der Anordnung aus Zug- und Druckelektroden 22, 24 ist auf dem Substrat 102 weiterhin jeweils ein Leiterbahnabschnitt 16a, 16b angeordnet. Zwischen den beiden Leiterbahnabschnitten 16a, 16b befindet sich ein Abschnitt bzw. Zwischenraum 132, der die beiden Leiterbahnabschnitte 16a, 16b trennt. Dieser Zwischenraum 132 bildet eine Grube, die die Leiterbahn auf ihrem Weg unterbricht.
  • Oberhalb der Grube ist die oben bereits beschriebene bewegbare Membran 10 angeordnet, die ebenso wie in der ersten Ausführungsform über das flexible metallische Bändchen 34 mit dem Leiterbahnabschnitt 16b elektrisch leitend verbunden ist. Weiterhin ist auf dem anderen Leiterbahnabschnitt 16a die bereits beschriebene Kontaktfläche 40 aufgebracht, die aus einem Legierungsmaterial gefertigt ist, um bei Berührung mit dem sich darüber befindlichen Abschnitt der Membran 10 einen elektrischen Kontakt zwischen dem Leiterbahnabschnitt 16a und der elektrisch leitenden Membran 10 herzustellen.
  • Die Membran 10 ist ebenso wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform auf einer Dreh- oder Schwenkachse 36, 38 aus elektrisch isolierendem Material beweglich gelagert, so dass sie eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 36, 38 ausführen kann, wodurch der elektrische Kontakt zwischen den Leiterbahnabschnitten 16a, 16b hergestellt bzw. unterbrochen wird.
  • Bei der Herstellung des MEMS-Schalters gemäß der in Fig. 7 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird zunächst die Anordnung von Elektroden in Form von Zug- und/oder Druckelektroden 22, 24 auf die Oberfläche des Substrats 102 aufgebracht. Anschließend werden die Leiterbahnen bzw. Leiterbahnabschnitte 16a, 16b auf der Substratoberfläche 3 ausgestaltet. Dabei wird zwischen den Leiterbahnabschnitten 16a, 16b, die sich jeweils auf einer Seite der Elektrodenanordnung befinden, der Zwischenraum in Form der Grube 132 gebildet. Die Grube 132 wird nun mit einem Füllmaterial aufgefüllt.
  • Anschließend erfolgt die Aufbringung des isolierenden Materials 36, 38 für die Dreh- bzw. Schwenkachse sowie das Auftragen des Membranmaterials.
  • Das flexible metallische Bändchen 34 wird zur Verbindung zwischen dem Material der Membran 10 und dem einen Ende des einen Leiterbahnabschnitts 16b verwendet. Um am anderen Ende der Leiterbahnden Kontaktwiderstand gering zu halten, wird dort das Legierungsmaterial 40 aufgebracht.
  • Zum Schluss wird das in der Grube 132 befindliche Füllmaterial herausgelöst. Somit ist nach dem Herauslösen eine Drehbewegung der Membran 10 möglich.
  • Die Dreh- oder Schwenkachse 36, 38 ist bei den beiden hier gezeigten Ausführungsformen auf den Masse- oder Groundleiterbahnen 4 und 6 befestigt. Es können aber allgemein jegliche Elemente zur Lagerung der Dreh- oder Schwenkachse 36, 38 dienen., die auf der Substratoberfläche 3 ausgebildet sind bzw. den oberen, seitlichen Rand der Grube (32; 132) bilden.

Claims (11)

1. MEMS-Schalter, umfassend:
ein Substrat (2; 102);
eine auf der Oberfläche (3) des Substrats (2; 102) ausgebildete Leiterbahn, die entlang einem vorbestimmten Weg geführt ist;
eine Grube (32; 132), welche die Leiterbahn unterbricht und in Leiterbahnabschnitte (16a; 16b) unterteilt;
eine quer zu dem Leiterbahn-Weg über die Grube (32; 132) verlaufende, isolierende Schwenkachse (36; 38);
eine an der Schwenkachse (36, 38) gelagerte, elektrisch leitende Membran (10), wobei eine Seite der Membran (10) mit dem Ende des einen Leiterbahnabschnitts (16b) über ein elastisches Bändchen (34) aus elektrisch leitendem Material gekoppelt ist, und die andere Seite der Membran (10) über eine Kontaktfläche (40) an dem Ende des anderen Leiterbahnabschnitts (16a) ragt; und
eine Zug-Elektrode (22) und/oder eine Druck-Elektrode (24) die am Boden der Grube (32; 132) unterhalb der Membran (10) seitlich versetzt zur Schwenkachse (36, 38) angeordnet ist.
2. MEMS-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (36, 38) - in Längsrichtung von Membran (10) und Grube (32; 132) betrachtet - außermittig wegversetzt von der Kontaktfläche (40) angeordnet ist.
3. MEMS-Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zug-Elektrode (22) und/oder die Druck-Elektrode (24), die vorzugsweise aus Au, Ag oder Al bestehen, etwa rechtwinklig zur Längserstreckung der Membran (10) und der Grube (32; 132) aus letzterer zu Kontaktpads (8, 18) herausgeführt sind.
4. MEMS-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf Zug- und Druck-Elektrode (22, 24) jeweils eine Dielektrikumschicht (26, 27), insbesondere aus Nitrid, angeordnet ist.
5. MEMS-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche durch ein Kontaktpaddel (40) mit niedrigem Kontaktwiderstand, insbesondere aus AuNi, gebildet ist.
6. MEMS-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grube (32) in dem Substrat (2) ausgebildet ist, wobei die Schwenkachse etwa in Höhe der Substratoberfläche (3) gelagert ist.
7. MEMS-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grube (132) durch einen Zwischenraum zwischen den Leiterbahnabschnitten (16a, 16b) gebildet wird, wobei die Schwenkachse etwa in Höhe der Leiterbahnoberfläche gelagert ist
8. Verfahren zum Herstellen eines MEMS-Schalters (1) auf einem Substrat (2), wobei der Schalter eine entlang einem vorbestimmten Weg auf der Substratoberfläche verlaufende Leiterbahn in Leiterbahnabschnitte (16a, 16b) unterbricht, mit folgenden Schritten:
a) in die Substratoberfläche wird eine Grube (32) geätzt;
b) am Boden der Grube (32) wird eine Elektrodenanordnung (22, 24) gebildet, die über Zuleitungen (12, 14) auf die Substratoberfläche (3) geführt ist;
c) die Grube wird aufgefüllt;
d) Aufbringen einer Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38) auf die Substratoberfläche quer zu dem Leiterbahn-Weg;
e) Ausbilden der Leiterbahnabschnitte (16a, 16b);
f) Ausbilden einer Membranschicht; und
g) unter der Schwenkachse (36, 38) und der Membranschicht wird das Material bis zu der Elektrodenanordnung (22, 24) entfernt, so daß eine um die Schwenkachse schwenkbare Membran (10) zwischen den Leiterbahnabschnitten (16a, 16b) verbleibt.
9. Verfahren zum Herstellen eines MEMS-Schalters (1) auf einem Substrat (2), wobei der Schalter eine entlang einem vorbestimmten Weg auf der Substratoberfläche verlaufende Leiterbahn in Leiterbahnabschnitte (16a, 16b) unterbricht, mit folgenden Schritten:
a) Aufbringen von Elektroden auf einem Substrat (102)
b) Ausbilden von Leiterbahnabschnitten (16a; 16b) auf dem Substrat (102) entlang einem Leiterbahn-Weg, wobei die Leiterbahnabschnitte (16a, 16b) durch einen Zwischenraum in Form einer Grube (132) voneinander getrennt sind;
c) Auffüllen der Grube (132) mit einem Füllmaterial;
d) Aufbringen einer Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38), so dass sie sich quer zu dem Leiterbahn-Weg über die Grube (132) erstreckt;
e) Ausbilden einer Membranschicht, die mit der Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38) verbunden ist, über der Grube (132); und
f) Entfernen des Füllmaterials unter der Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38) und der Membranschicht, so dass eine um die Isolierstoff-Schwenkachse (36, 38) schwenkbare Membran (10) zwischen den Leiterbahnabschnitten (16a, 16b) verbleibt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Membran (10) über ein elastisches, elektrisch leitendes Bändchen (34) vorzugsweise aus Metall mit dem einen Leiterbahnabschnitt (16b) verbunden wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem das andere Ende der Membran (10) das Ende des anderen Leiterbahnabschnitts (16a) überlappt, dadurch gekennzeichnet, daß im Überlappungsbereich nach Ausbilden der Leiterbahnabschnitte (16a, 16b) das von der Membran (10) später überlappte Ende des anderen Leiterbahnabschnitts (16a) mit einem Kontaktpaddel (40) geringen Kontaktwiderstands versehen wird, über dem eine Trennschicht angebracht wird, welche vorzugsweise gleichzeitig mit dem Material-Entfernen entfernt wird.
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