JP2000021282A - 静電マイクロリレー - Google Patents
静電マイクロリレーInfo
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- JP2000021282A JP2000021282A JP10191419A JP19141998A JP2000021282A JP 2000021282 A JP2000021282 A JP 2000021282A JP 10191419 A JP10191419 A JP 10191419A JP 19141998 A JP19141998 A JP 19141998A JP 2000021282 A JP2000021282 A JP 2000021282A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、安定した初期動作と強い接点
解離力とを同時に得ることができ、しかも低コストで量
産に適した静電マイクロリレーを提供する。 【解決手段】 ベース１上に、電圧印加前の状態で、可
動電極３の駆動部分に当接する当接部材４を設ける。
解離力とを同時に得ることができ、しかも低コストで量
産に適した静電マイクロリレーを提供する。 【解決手段】 ベース１上に、電圧印加前の状態で、可
動電極３の駆動部分に当接する当接部材４を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電引力により駆
動する静電マイクロリレーに関するものである。
動する静電マイクロリレーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、静電マイクロリレーとして、例え
ば、図１１に示す構成のものがある（特開平８―２５５
５４６号公報参照）。
ば、図１１に示す構成のものがある（特開平８―２５５
５４６号公報参照）。
【０００３】すなわち、この静電マイクロリレーでは、
ベース１００の上面に、固定電極１０１が形成されると
共に、可動電極１０２が前記固定電極１０１に所定間隔
で対向するように配設されている。そして、固定電極１
０１と可動電極１０２との間に電圧を印加すると、静電
引力により可動電極１０２に設けた可動接点１０３が、
ベース１００に設けた固定接点１０４に当接して電気回
路を閉成するようになっている。
ベース１００の上面に、固定電極１０１が形成されると
共に、可動電極１０２が前記固定電極１０１に所定間隔
で対向するように配設されている。そして、固定電極１
０１と可動電極１０２との間に電圧を印加すると、静電
引力により可動電極１０２に設けた可動接点１０３が、
ベース１００に設けた固定接点１０４に当接して電気回
路を閉成するようになっている。
【０００４】ところで、前記静電マイクロリレーでは、
両電極１０１，１０２間に生じる静電引力が接点間距離
の２乗に反比例して変化し、接点間距離が大きくなれば
なる程、静電引力小さくなるため、可動電極１０２を上
方に向かって湾曲あるいは傾斜させることにより、安定
した初期動作と、強い接点解離力という相反する特性を
得ることができるようにしている。
両電極１０１，１０２間に生じる静電引力が接点間距離
の２乗に反比例して変化し、接点間距離が大きくなれば
なる程、静電引力小さくなるため、可動電極１０２を上
方に向かって湾曲あるいは傾斜させることにより、安定
した初期動作と、強い接点解離力という相反する特性を
得ることができるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、安定し
た初期動作と強い接点解離力とを同時に得ることができ
るように可動電極１０２を湾曲あるいは傾斜させること
は、理論上は可能であるが、実際の加工では困難であ
る。例えば、可動電極１０２を湾曲させる場合、その一
方の面に薄膜を形成し、この薄膜により引っ張り力を発
生させる方法が考えられる。この場合、所望の湾曲形状
を得るためには薄膜の膜厚を数十Å単位で調整しなけれ
ばならず、加工精度を高めるために、コストアップを招
来する。この問題は、量産時に顕著となる。
た初期動作と強い接点解離力とを同時に得ることができ
るように可動電極１０２を湾曲あるいは傾斜させること
は、理論上は可能であるが、実際の加工では困難であ
る。例えば、可動電極１０２を湾曲させる場合、その一
方の面に薄膜を形成し、この薄膜により引っ張り力を発
生させる方法が考えられる。この場合、所望の湾曲形状
を得るためには薄膜の膜厚を数十Å単位で調整しなけれ
ばならず、加工精度を高めるために、コストアップを招
来する。この問題は、量産時に顕著となる。
【０００６】そこで、本発明は、簡単な構成で、安定し
た初期動作と強い接点解離力とを同時に得ることがで
き、しかも低コストで量産に適した静電マイクロリレー
を提供することを課題とする。
た初期動作と強い接点解離力とを同時に得ることがで
き、しかも低コストで量産に適した静電マイクロリレー
を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、ベース上に上下方向に対向し
て配設した固定電極と可動電極との間に電圧を印加して
静電引力により可動電極を駆動し、可動電極に設けた可
動接点をベースに設けた固定接点に当接させて電気回路
を閉成する静電マイクロリレーにおいて、前記ベース上
に、電圧印加前の状態で前記可動電極の駆動部分に当接
し、可動電極を強制的に固定電極に接近させる当接部材
を設けたものである。
決するための手段として、ベース上に上下方向に対向し
て配設した固定電極と可動電極との間に電圧を印加して
静電引力により可動電極を駆動し、可動電極に設けた可
動接点をベースに設けた固定接点に当接させて電気回路
を閉成する静電マイクロリレーにおいて、前記ベース上
に、電圧印加前の状態で前記可動電極の駆動部分に当接
し、可動電極を強制的に固定電極に接近させる当接部材
を設けたものである。
【０００８】前記可動電極の駆動部分を、電圧印加前の
状態で、前記ベースに当接するように変形させることに
より固定電極に接近させるようにしてもよい。
状態で、前記ベースに当接するように変形させることに
より固定電極に接近させるようにしてもよい。
【０００９】前記可動電極は、電圧印加前の状態で、前
記固定電極に絶縁層を介して当接するように弾性変形さ
せるようにしてもよい。
記固定電極に絶縁層を介して当接するように弾性変形さ
せるようにしてもよい。
【００１０】前記可動電極を、その下面に形成した絶縁
層により弾性変形させると、この絶縁層で両機能を兼用
できる点で好ましい。
層により弾性変形させると、この絶縁層で両機能を兼用
できる点で好ましい。
【００１１】前記可動電極を、その上面又は下面の少な
くともいずれか一方に形成した酸化膜あるいは窒化膜を
含む１層以上の薄膜により弾性変形させるようにしても
よい。
くともいずれか一方に形成した酸化膜あるいは窒化膜を
含む１層以上の薄膜により弾性変形させるようにしても
よい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に従って説明する。
面に従って説明する。
【００１３】本実施形態に係る静電マイクロリレーは、
図１（ａ），（ｂ）に示すように、ベース１上に、固定
電極２、可動電極３及び当接部材４等を設けた構成であ
る。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、ベース１上に、固定
電極２、可動電極３及び当接部材４等を設けた構成であ
る。
【００１４】ベース１は、略直方体形状のガラスウェハ
からなり、その上面には、前記固定電極２及び可動電極
３のほか、ワイヤーボンディングパッド５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ、プリント配線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び固
定接点７ａ，７ｂがそれぞれ形成されている。ワイヤー
ボンディングパッド５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、ベース
１の一端側縁部に沿って所定間隔で４箇所に設けられ、
各パッド５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄには導線８がそれぞれ
接続されている。そして、パッド５ｂ，５ｃには、図示
しない電源から電極２，３間に静電引力を発生させるた
めの電圧が印加されるようになっている。また、パッド
５ａ，５ｄには、図示しない電気回路の各極がそれぞれ
電気接続されている。各プリント配線６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄは、前記各パッド５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄから
反対側の縁部に向かって延びている。プリント配線６
ａ，６ｄの先端は互いに近接するように直角に折れ曲が
り、その端部は所定間隔で並設される固定接点７ａ，７
ｂとなっている。
からなり、その上面には、前記固定電極２及び可動電極
３のほか、ワイヤーボンディングパッド５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ、プリント配線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び固
定接点７ａ，７ｂがそれぞれ形成されている。ワイヤー
ボンディングパッド５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、ベース
１の一端側縁部に沿って所定間隔で４箇所に設けられ、
各パッド５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄには導線８がそれぞれ
接続されている。そして、パッド５ｂ，５ｃには、図示
しない電源から電極２，３間に静電引力を発生させるた
めの電圧が印加されるようになっている。また、パッド
５ａ，５ｄには、図示しない電気回路の各極がそれぞれ
電気接続されている。各プリント配線６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄは、前記各パッド５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄから
反対側の縁部に向かって延びている。プリント配線６
ａ，６ｄの先端は互いに近接するように直角に折れ曲が
り、その端部は所定間隔で並設される固定接点７ａ，７
ｂとなっている。
【００１５】固定電極２は、ベース１の上面の両プリン
ト配線６ａ，６ｄの間に形成される略矩形状の薄膜で、
前記プリント配線６ｃに電気接続されている。
ト配線６ａ，６ｄの間に形成される略矩形状の薄膜で、
前記プリント配線６ｃに電気接続されている。
【００１６】可動電極３は板状体で、ベース１の上面に
設けた矩形枠体９の一端壁９ａに設けられ、その自由端
は他端壁９ｂに向かって徐々に上方に湾曲するように延
びている。可動電極３の下面には絶縁層１０が形成さ
れ、その自由端側の下面中央部には可動接点１１が設け
られている。この可動接点１１は、前記両固定接点７に
接離して電気回路を開閉する。前記矩形枠体９の一端壁
９ａには、前記各プリント配線６ａ，６ｃ，６ｄと非接
触とするための逃がし部１２ａ，１２ｂが形成されると
共に、プリント配線６ｂと当接する部分には不純物が注
入された導電部１３が形成されている。
設けた矩形枠体９の一端壁９ａに設けられ、その自由端
は他端壁９ｂに向かって徐々に上方に湾曲するように延
びている。可動電極３の下面には絶縁層１０が形成さ
れ、その自由端側の下面中央部には可動接点１１が設け
られている。この可動接点１１は、前記両固定接点７に
接離して電気回路を開閉する。前記矩形枠体９の一端壁
９ａには、前記各プリント配線６ａ，６ｃ，６ｄと非接
触とするための逃がし部１２ａ，１２ｂが形成されると
共に、プリント配線６ｂと当接する部分には不純物が注
入された導電部１３が形成されている。
【００１７】当接部材４は、前記矩形枠体９の上面に載
置される略直方体形状で、その下面には前記可動電極３
の自由端が当接し、可動電極３の湾曲位置を規制するよ
うになっている。これにより、可動電極３は固定電極２
に対し、最も離間した自由端側でも所定寸法範囲内に位
置することになり、両電極２，３間に所望の静電引力を
発生させることが可能となっている。また、この状態
で、可動電極３は自由端側が上方に駆動するような弾性
力を保有する。
置される略直方体形状で、その下面には前記可動電極３
の自由端が当接し、可動電極３の湾曲位置を規制するよ
うになっている。これにより、可動電極３は固定電極２
に対し、最も離間した自由端側でも所定寸法範囲内に位
置することになり、両電極２，３間に所望の静電引力を
発生させることが可能となっている。また、この状態
で、可動電極３は自由端側が上方に駆動するような弾性
力を保有する。
【００１８】続いて、前記静電マイクロリレーの形成方
法について説明する。
法について説明する。
【００１９】まず、ベース１となるガラスウェハ（図２
（ａ））の上面にスパッタリングにより30000/500Åの
Ａｕ／Ｃｒ薄膜１４（Ａｕの厚みが30000Åで、Ｃｒの
厚みが500Åの２層の膜）を形成する。そして、エッチ
ングにより、固定電極２、ワイヤーボンディングパッド
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、プリント配線６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄ及び固定接点７ａ，７ｂを形成することによ
り、図２（ｂ），（ｃ）に示すハンドルウェハ１５を完
成する。
（ａ））の上面にスパッタリングにより30000/500Åの
Ａｕ／Ｃｒ薄膜１４（Ａｕの厚みが30000Åで、Ｃｒの
厚みが500Åの２層の膜）を形成する。そして、エッチ
ングにより、固定電極２、ワイヤーボンディングパッド
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、プリント配線６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄ及び固定接点７ａ，７ｂを形成することによ
り、図２（ｂ），（ｃ）に示すハンドルウェハ１５を完
成する。
【００２０】一方、図３（ａ）に示す20/1μmのSｉ/SiO
2層を形成したSｉ/SiO2/Sｉ構成のSOIウェハ１６の一方
の面に2000Åの酸化膜１７を形成し、フッ酸で酸化膜１
７のパターニングを行う。そして、この酸化膜１７をエ
ッチングマスクとして７０℃のTMAH等のアルカリエッチ
ング液による異方性エッチングで、図３（ｂ）に示すよ
うに深さ６μmのキャビティ１８を形成する。このと
き、矩形枠体９の一端壁９ａとなる部分には、前記ハン
ドルウェハ１５に形成したプリント配線６ａ及び６ｃ，
６ｄに対応する部分に段部１８ａ，１８ｂ（図４（ａ）
参照）をそれぞれ形成する。そして、エッチング後、フ
ッ酸により酸化膜を全面除去する。また、前記矩形枠体
９の一端壁９ａにはプリント配線６ｂに当接する部分
に、矩形枠体９を構成するシリコンウェハのドーピング
タイプと同一タイプの不純物をイオンインプラにて注入
し、アニール処理により電気的活性化を図り、導電性を
高めた導電部１３を形成する。そして、熱酸化により、
図３（ｃ）に示すように、前記キャビティ１８の底面に
絶縁層１０となる1000Åの酸化膜を形成する。続いて、
スパッタリングにより10000/500ÅのＡｕ／Ｃｒ薄膜を
形成し、エッチングにより図４（ａ），（ｂ）に示すよ
うに可動接点１１を形成し、デバイスウェハ１９を完成
する。
2層を形成したSｉ/SiO2/Sｉ構成のSOIウェハ１６の一方
の面に2000Åの酸化膜１７を形成し、フッ酸で酸化膜１
７のパターニングを行う。そして、この酸化膜１７をエ
ッチングマスクとして７０℃のTMAH等のアルカリエッチ
ング液による異方性エッチングで、図３（ｂ）に示すよ
うに深さ６μmのキャビティ１８を形成する。このと
き、矩形枠体９の一端壁９ａとなる部分には、前記ハン
ドルウェハ１５に形成したプリント配線６ａ及び６ｃ，
６ｄに対応する部分に段部１８ａ，１８ｂ（図４（ａ）
参照）をそれぞれ形成する。そして、エッチング後、フ
ッ酸により酸化膜を全面除去する。また、前記矩形枠体
９の一端壁９ａにはプリント配線６ｂに当接する部分
に、矩形枠体９を構成するシリコンウェハのドーピング
タイプと同一タイプの不純物をイオンインプラにて注入
し、アニール処理により電気的活性化を図り、導電性を
高めた導電部１３を形成する。そして、熱酸化により、
図３（ｃ）に示すように、前記キャビティ１８の底面に
絶縁層１０となる1000Åの酸化膜を形成する。続いて、
スパッタリングにより10000/500ÅのＡｕ／Ｃｒ薄膜を
形成し、エッチングにより図４（ａ），（ｂ）に示すよ
うに可動接点１１を形成し、デバイスウェハ１９を完成
する。
【００２１】次に、図５（ａ）に示すように、ハンドル
ウェハ１５の上面にデバイスウェハ１９を陽極接合す
る。この陽極接合は、400℃の雰囲気中で400Vの電圧を
印加して３０分間行う。そして、ハンドルウェハ１５に
一体化したデバイスウェハ１９を９５℃のKOH等のアル
カリエッチング液で図５（ｂ）に示すようにSiO2層１６
ｂまでシンニングし、Ｓｉ層１６ａを除去する。さら
に、フッ酸で酸化膜をパターニングし、７０℃のTMAHで
異方性エッチングを行い、図５（ｃ）に示すように深さ
４μmのキャビティ２０を形成する。エッチング後、フ
ッ酸で酸化膜を全面除去する。
ウェハ１５の上面にデバイスウェハ１９を陽極接合す
る。この陽極接合は、400℃の雰囲気中で400Vの電圧を
印加して３０分間行う。そして、ハンドルウェハ１５に
一体化したデバイスウェハ１９を９５℃のKOH等のアル
カリエッチング液で図５（ｂ）に示すようにSiO2層１６
ｂまでシンニングし、Ｓｉ層１６ａを除去する。さら
に、フッ酸で酸化膜をパターニングし、７０℃のTMAHで
異方性エッチングを行い、図５（ｃ）に示すように深さ
４μmのキャビティ２０を形成する。エッチング後、フ
ッ酸で酸化膜を全面除去する。
【００２２】その後、デバイスウェハ１９のＳｉ層１６
ｃをレジストマスクでドライエッチングし、図５（ｄ）
に示すように可動電極３を形成する。このとき、ワイヤ
ーボンディングパッド上のシリコンを除去する。そし
て、酸素アッシングによりレジストマスクを除去する。
このようにして形成される可動電極３は、下面に形成さ
れる絶縁層１０によって上方に向かって湾曲する。な
お、この湾曲形状は、可動電極３の上面に薄膜を形成す
ることにより得るようにしてもよい。そして、この薄膜
は、酸化膜又は窒化膜を含む１層以上に形成してもよ
い。
ｃをレジストマスクでドライエッチングし、図５（ｄ）
に示すように可動電極３を形成する。このとき、ワイヤ
ーボンディングパッド上のシリコンを除去する。そし
て、酸素アッシングによりレジストマスクを除去する。
このようにして形成される可動電極３は、下面に形成さ
れる絶縁層１０によって上方に向かって湾曲する。な
お、この湾曲形状は、可動電極３の上面に薄膜を形成す
ることにより得るようにしてもよい。そして、この薄膜
は、酸化膜又は窒化膜を含む１層以上に形成してもよ
い。
【００２３】最後に、図６（ａ）に示すようにデバイス
ウェハ１９に当接部材４であるキャップウェハを陽極接
合する。このとき、キャップウェハの底面が可動電極３
の駆動部分先端に当接し、この可動電極３を強制的に固
定電極２に接近させる。そして、図６（ｂ）に示すよう
に前記キャップウェハの一部を除去し、ワイヤーボンデ
ィングパッドに導線８を接続し、静電マイクロリレーが
完成する。
ウェハ１９に当接部材４であるキャップウェハを陽極接
合する。このとき、キャップウェハの底面が可動電極３
の駆動部分先端に当接し、この可動電極３を強制的に固
定電極２に接近させる。そして、図６（ｂ）に示すよう
に前記キャップウェハの一部を除去し、ワイヤーボンデ
ィングパッドに導線８を接続し、静電マイクロリレーが
完成する。
【００２４】次に、前記静電マイクロリレーの動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２５】電気回路を閉成する場合、固定電極２と可
動電極３との間に電圧を印加し、両電極２，３の間に静
電引力を発生させる。可動電極３は、その基部が固定電
極２の近傍にあり、しかも駆動部分が当接部材４（キャ
ップウェハ）に当接することにより、強制的に固定電極
２に近付けられている。これにより、両電極２，３間に
十分な静電引力を発生させることができ、可動電極３の
安定した初期動作を得ることが可能である。この場合、
可動電極３の下面に形成した絶縁層１０（酸化膜）によ
って両電極２，３が直接導通することはない。そして、
一旦固定電極２による可動電極３の吸引動作が開始され
ると、固定電極２に吸着される面積が徐々に増加し、吸
引力が増大する。したがって、可動電極３が保有する弾
性力を打ち消しながら、可動電極３を駆動させることが
でき、スムーズな動作を得ることが可能である。このよ
うにして、固定接点７に可動接点１１が当接し、電気回
路が閉成される。
動電極３との間に電圧を印加し、両電極２，３の間に静
電引力を発生させる。可動電極３は、その基部が固定電
極２の近傍にあり、しかも駆動部分が当接部材４（キャ
ップウェハ）に当接することにより、強制的に固定電極
２に近付けられている。これにより、両電極２，３間に
十分な静電引力を発生させることができ、可動電極３の
安定した初期動作を得ることが可能である。この場合、
可動電極３の下面に形成した絶縁層１０（酸化膜）によ
って両電極２，３が直接導通することはない。そして、
一旦固定電極２による可動電極３の吸引動作が開始され
ると、固定電極２に吸着される面積が徐々に増加し、吸
引力が増大する。したがって、可動電極３が保有する弾
性力を打ち消しながら、可動電極３を駆動させることが
でき、スムーズな動作を得ることが可能である。このよ
うにして、固定接点７に可動接点１１が当接し、電気回
路が閉成される。
【００２６】一方、電気回路を遮断する場合、印加した
電圧を除去し、両電極２，３間の静電引力を消失させ
る。これにより、可動電極３はそれ自身の保有する弾性
力によって元の位置に復帰するが、可動電極３の弾性力
は前述のように強化されている。したがって、接点７，
１１間の解離力を大きくすることができ、応答性のよい
リレーとすることができる。
電圧を除去し、両電極２，３間の静電引力を消失させ
る。これにより、可動電極３はそれ自身の保有する弾性
力によって元の位置に復帰するが、可動電極３の弾性力
は前述のように強化されている。したがって、接点７，
１１間の解離力を大きくすることができ、応答性のよい
リレーとすることができる。
【００２７】このように、前記静電マイクロリレーによ
れば、可動電極３の材質や形状等を変更することなく、
上方に湾曲させただけの簡単な構成であっても、安定し
た初期動作と、所望の接点解離力という相反する効果を
同時に得ることが可能である。
れば、可動電極３の材質や形状等を変更することなく、
上方に湾曲させただけの簡単な構成であっても、安定し
た初期動作と、所望の接点解離力という相反する効果を
同時に得ることが可能である。
【００２８】なお、前記実施形態では、可動電極３を上
方に湾曲させたが、傾斜させるように構成してもよい。
方に湾曲させたが、傾斜させるように構成してもよい。
【００２９】ところで、静電マイクロリレーは次のよう
な構成としてもよい。なお、以下の説明では、前記実施
形態と同一部分については同一符号を付すことによりそ
の説明を省略している。
な構成としてもよい。なお、以下の説明では、前記実施
形態と同一部分については同一符号を付すことによりそ
の説明を省略している。
【００３０】図７に示す静電マイクロリレーでは、ワイ
ヤボンディングパッド５ａから延びるプリント配線６ａ
に固定電極２が電気接続されている。パッド５ｂ，５ｃ
から延びるプリント配線６ｂ，６ｃは近接方向に屈曲
し、その先端部分が所定間隔で位置する固定接点７ａ，
７ｂとなっている。可動電極は、パッド５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄに沿って起立する矩形枠体９の一端壁９ａから
水平方向に延び、その基部側は幅狭で、その近傍下面に
絶縁層２１を介して可動接点１１が形成されている。ま
た、当接部材４の下面には突条２２が形成され、可動電
極３の自由端上面側を下方に向かって押圧している。こ
れにより、可動電極３は、自由端側に向かうに従って徐
々に固定電極２に接近するように傾斜して位置決めさ
れ、上方に向かって変形しようとする弾性力を保有す
る。また、可動電極３の基部近傍には可動接点１１が設
けられ、前記固定接点７と接離可能に対向している。さ
らに、固定電極２の上面には酸化膜により絶縁層２３が
形成され、電極２，３間の短絡が阻止されている。な
お、前記突条によって押圧するのは可動電極３の自由端
部に限られず、要は可動電極３を所望形状に変形させる
ように押圧できる位置であればよい。
ヤボンディングパッド５ａから延びるプリント配線６ａ
に固定電極２が電気接続されている。パッド５ｂ，５ｃ
から延びるプリント配線６ｂ，６ｃは近接方向に屈曲
し、その先端部分が所定間隔で位置する固定接点７ａ，
７ｂとなっている。可動電極は、パッド５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄに沿って起立する矩形枠体９の一端壁９ａから
水平方向に延び、その基部側は幅狭で、その近傍下面に
絶縁層２１を介して可動接点１１が形成されている。ま
た、当接部材４の下面には突条２２が形成され、可動電
極３の自由端上面側を下方に向かって押圧している。こ
れにより、可動電極３は、自由端側に向かうに従って徐
々に固定電極２に接近するように傾斜して位置決めさ
れ、上方に向かって変形しようとする弾性力を保有す
る。また、可動電極３の基部近傍には可動接点１１が設
けられ、前記固定接点７と接離可能に対向している。さ
らに、固定電極２の上面には酸化膜により絶縁層２３が
形成され、電極２，３間の短絡が阻止されている。な
お、前記突条によって押圧するのは可動電極３の自由端
部に限られず、要は可動電極３を所望形状に変形させる
ように押圧できる位置であればよい。
【００３１】このような構成の静電マイクロリレーで
は、前述のものと同様、両電極２，３間に電圧を印加す
ると、静電引力が発生し、固定電極２に可動電極３が吸
引される。可動電極３の駆動側は当接部材４の突条２２
によって押し下げられて固定電極２に接近しているた
め、静電引力を受けやすい。したがって、可動電極３の
初期動作は安定している。また、可動接点１１は、大き
な弾性力を得ることのできる可動電極３の基部近傍に設
けられている。このため、十分な接点解離力をも得るこ
とが可能である。
は、前述のものと同様、両電極２，３間に電圧を印加す
ると、静電引力が発生し、固定電極２に可動電極３が吸
引される。可動電極３の駆動側は当接部材４の突条２２
によって押し下げられて固定電極２に接近しているた
め、静電引力を受けやすい。したがって、可動電極３の
初期動作は安定している。また、可動接点１１は、大き
な弾性力を得ることのできる可動電極３の基部近傍に設
けられている。このため、十分な接点解離力をも得るこ
とが可能である。
【００３２】また、図８に示す静電マイクロリレーは、
当接部材４がない点、可動電極３の自由端側が固定電極
２に向かって傾斜し、ベース１に当接している点を除
き、図７に示すものと同一である。可動電極３は、上面
に固定電極２が形成されたベース１に直接当接されるこ
とにより、固定電極２との距離及び接点間距離を所望の
値とすることができ、前記実施形態と同様な効果を得る
ことが可能となっている。
当接部材４がない点、可動電極３の自由端側が固定電極
２に向かって傾斜し、ベース１に当接している点を除
き、図７に示すものと同一である。可動電極３は、上面
に固定電極２が形成されたベース１に直接当接されるこ
とにより、固定電極２との距離及び接点間距離を所望の
値とすることができ、前記実施形態と同様な効果を得る
ことが可能となっている。
【００３３】また、図９に示す静電マイクロリレーは、
前記可動電極３の自由端側がベース１ではなく、絶縁層
２３を介して固定電極２に当接している点を除き、図８
に示すものと同一である。この場合、可動電極３を非常
に薄い（本実施形態では1000Åの）絶縁層２３を介して
固定電極２に当接しているため、他の実施形態に比べて
電極間距離を非常に小さく抑えて大きな初期静電引力を
発生させることが可能である。
前記可動電極３の自由端側がベース１ではなく、絶縁層
２３を介して固定電極２に当接している点を除き、図８
に示すものと同一である。この場合、可動電極３を非常
に薄い（本実施形態では1000Åの）絶縁層２３を介して
固定電極２に当接しているため、他の実施形態に比べて
電極間距離を非常に小さく抑えて大きな初期静電引力を
発生させることが可能である。
【００３４】なお、前記可動電極３は、図１０に示すよ
うに湾曲した形状としてもよく、絶縁層１０は、可動電
極３の下面又は固定電極２の上面のいずれに設けるよう
にしても構わない。
うに湾曲した形状としてもよく、絶縁層１０は、可動電
極３の下面又は固定電極２の上面のいずれに設けるよう
にしても構わない。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る静電マイクロリレーによれば、当接部材に可動電
極の一部を当接させたり、可動電極を変形させることに
より、可動電極を強制的に固定電極に接近させるように
したので、電圧を印加すると、可動電極の全般に亘って
強い静電引力を発生させることができる。この場合、可
動電極と固定電極との距離は一定にできるので、製品間
でばらつきのない安定した初期動作を得ることが可能と
なる。また、電圧印加後は、可動電極が徐々に固定電極
に接近・当接し、その面積が徐々に増大するので、可動
電極のスムーズで確実な動作を得ることができる。しか
も、可動電極は、当接部材に当接することによって弾性
力を保持した状態となっているので、接点を離間させる
際の十分な解離力を得ることが可能である。しかも、当
接部材を設けたり、可動電極を変形させただけの簡単な
構成で、前述のような所望の特性を得ることができるの
で、量産に適しており、安価に製作することができる。
に係る静電マイクロリレーによれば、当接部材に可動電
極の一部を当接させたり、可動電極を変形させることに
より、可動電極を強制的に固定電極に接近させるように
したので、電圧を印加すると、可動電極の全般に亘って
強い静電引力を発生させることができる。この場合、可
動電極と固定電極との距離は一定にできるので、製品間
でばらつきのない安定した初期動作を得ることが可能と
なる。また、電圧印加後は、可動電極が徐々に固定電極
に接近・当接し、その面積が徐々に増大するので、可動
電極のスムーズで確実な動作を得ることができる。しか
も、可動電極は、当接部材に当接することによって弾性
力を保持した状態となっているので、接点を離間させる
際の十分な解離力を得ることが可能である。しかも、当
接部材を設けたり、可動電極を変形させただけの簡単な
構成で、前述のような所望の特性を得ることができるの
で、量産に適しており、安価に製作することができる。
【００３６】また、可動電極の一部を絶縁層を介して固
定電極に当接させるようにしたので、初期動作でより一
層強い静電引力を発生させることができ、安定した動作
を得ることが可能となる。
定電極に当接させるようにしたので、初期動作でより一
層強い静電引力を発生させることができ、安定した動作
を得ることが可能となる。
【００３７】特に、可動電極を、その下面に形成した絶
縁層により弾性変形させるようにしたので、強い静電引
力を発生させることができると共に、十分な解離力を得
るための所望の弾性力をも得ることが可能となる。
縁層により弾性変形させるようにしたので、強い静電引
力を発生させることができると共に、十分な解離力を得
るための所望の弾性力をも得ることが可能となる。
【図１】 本実施形態に係る静電マイクロリレーの平面
図（ａ）及びそのＡ―Ａ線断面図（ｂ）である。
図（ａ）及びそのＡ―Ａ線断面図（ｂ）である。
【図２】 図１のベースとなるガラスウェハの正面図
（ａ）、このガラスウェハに固定電極等を形成すること
により完成したハンドルウェハ示す平面図（ｂ）及びそ
のＢ―Ｂ線断面図（ｃ）である。
（ａ）、このガラスウェハに固定電極等を形成すること
により完成したハンドルウェハ示す平面図（ｂ）及びそ
のＢ―Ｂ線断面図（ｃ）である。
【図３】 図１の可動電極を形成するためのデバイスウ
ェハの加工工程を示す正面図である。
ェハの加工工程を示す正面図である。
【図４】 図３の工程を経て完成したデバイスウェハの
底面図（ａ）及びそのＣ―Ｃ線断面図（ｂ）である。
底面図（ａ）及びそのＣ―Ｃ線断面図（ｂ）である。
【図５】 図２のハンドルウェハと図４のデバイスウェ
ハとで静電マイクロリレーを完成させる過程を示す断面
図である。
ハとで静電マイクロリレーを完成させる過程を示す断面
図である。
【図６】 図５の工程を経て形成された完成直前の状態
を示す静電マイクロリレーの断面図（ａ）及び完成後の
断面図（ｂ）である。
を示す静電マイクロリレーの断面図（ａ）及び完成後の
断面図（ｂ）である。
【図７】 他の実施形態に係る静電マイクロリレーの平
面図（ａ）及びそのＤ―Ｄ線断面図（ｂ）である。
面図（ａ）及びそのＤ―Ｄ線断面図（ｂ）である。
【図８】 他の実施形態に係る静電マイクロリレーの断
面図である。
面図である。
【図９】 他の実施形態に係る静電マイクロリレーの断
面図である。
面図である。
【図１０】 他の実施形態に係る静電マイクロリレーの
断面図である。
断面図である。
【図１１】 従来例に係る静電マイクロリレーの断面図
である。
である。
１…ベース ２…固定電極 ３…可動電極 ４…当接部材 ７…固定接点 １０…絶縁層 １１…可動接点 １５…ハンドルウェハ １６…SOIウェハ １９…デバイスウェハ ２０…突条
Claims (5)
- 【請求項１】 ベース上に上下方向に対向して配設した
固定電極と可動電極との間に電圧を印加して静電引力に
より可動電極を駆動し、可動電極に設けた可動接点をベ
ースに設けた固定接点に当接させて電気回路を閉成する
静電マイクロリレーにおいて、 前記ベース上に、電圧印加前の状態で前記可動電極の駆
動部分に当接し、可動電極を強制的に固定電極に接近さ
せる当接部材を設けたことを特徴とする静電マイクロリ
レー。 - 【請求項２】 ベース上に上下方向に対向して配設した
固定電極と可動電極との間に電圧を印加して静電引力に
より可動電極を駆動し、可動電極に設けた可動接点をベ
ースに設けた固定接点に当接させて電気回路を閉成する
静電マイクロリレーにおいて、 前記可動電極の駆動部分を、電圧印加前の状態で、前記
ベースに当接するように変形させることにより固定電極
に接近させたことを特徴とする静電マイクロリレー。 - 【請求項３】 ベース上に上下方向に対向して配設した
固定電極と可動電極との間に電圧を印加して静電引力に
より可動電極を駆動し、可動電極に設けた可動接点をベ
ースに設けた固定接点に当接させて電気回路を閉成する
静電マイクロリレーにおいて、 前記可動電極を、電圧印加前の状態で、前記固定電極に
絶縁層を介して当接するように弾性変形させたことを特
徴とする静電マイクロリレー。 - 【請求項４】 前記可動電極を、その下面に形成した絶
縁層により弾性変形させたことを特徴とする請求項３に
記載の静電マイクロリレー。 - 【請求項５】 前記可動電極を、その上面又は下面の少
なくともいずれか一方に形成した酸化膜あるいは窒化膜
を含む１層以上の薄膜により弾性変形させたことを特徴
とする請求項３又は４に記載の静電マイクロリレー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10191419A JP2000021282A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 静電マイクロリレー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10191419A JP2000021282A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 静電マイクロリレー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000021282A true JP2000021282A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16274309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10191419A Pending JP2000021282A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 静電マイクロリレー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000021282A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004512671A (ja) * | 2000-05-17 | 2004-04-22 | ゼロックス コーポレイション | フォトリソグラフィ・パターン形成による可変コンデンサとその製造方法 |
| JP2008300284A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JP2010061976A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Toshiba Corp | スイッチ及びｅｓｄ保護素子 |
| JP2013090442A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Murata Mfg Co Ltd | 静電駆動型アクチュエータ、可変容量素子、および、それらの製造方法 |
-
1998
- 1998-07-07 JP JP10191419A patent/JP2000021282A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004512671A (ja) * | 2000-05-17 | 2004-04-22 | ゼロックス コーポレイション | フォトリソグラフィ・パターン形成による可変コンデンサとその製造方法 |
| JP2008300284A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JP2010061976A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Toshiba Corp | スイッチ及びｅｓｄ保護素子 |
| JP2013090442A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Murata Mfg Co Ltd | 静電駆動型アクチュエータ、可変容量素子、および、それらの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050613 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051025 |