JP2002334645A - Ｍｅｍｓリレイ及びその製造方法 - Google Patents
Ｍｅｍｓリレイ及びその製造方法Info
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
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- H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
- H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/01—Switches
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭＥＭＳリレイ及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】第１ウェーハは、その下部の表面に位置す
る駆動電極とその表面において駆動電極と互いに隣接す
る入力信号電極及び出力信号電極と電極上において第１
ウェーハを貫通するビアホールとビアホール上に形成さ
れた金属パッドとを備え、第２ウェーハは、その縁部に
第１と第３のウェーハとの間を密封させるシーリング部
が形成された胴体と胴体から内側に離れて位置しシリコ
ン基板とその上に形成されたパッシベーション層及びそ
の層上の両側に形成されて信号電極と対向するコンタク
ト電極と一体的に形成され、胴体の上部表面から下方に
所定距離離れて位置する駆動本体と駆動本体が第２ウェ
ーハ内に支持されるように駆動本体の対向する両側から
各々外方に延びて胴体の内側に連結される連結支持部と
を備え、第３ウェーハは駆動本体が回動できる空洞を備
えることを特徴とする。
る。 【解決手段】第１ウェーハは、その下部の表面に位置す
る駆動電極とその表面において駆動電極と互いに隣接す
る入力信号電極及び出力信号電極と電極上において第１
ウェーハを貫通するビアホールとビアホール上に形成さ
れた金属パッドとを備え、第２ウェーハは、その縁部に
第１と第３のウェーハとの間を密封させるシーリング部
が形成された胴体と胴体から内側に離れて位置しシリコ
ン基板とその上に形成されたパッシベーション層及びそ
の層上の両側に形成されて信号電極と対向するコンタク
ト電極と一体的に形成され、胴体の上部表面から下方に
所定距離離れて位置する駆動本体と駆動本体が第２ウェ
ーハ内に支持されるように駆動本体の対向する両側から
各々外方に延びて胴体の内側に連結される連結支持部と
を備え、第３ウェーハは駆動本体が回動できる空洞を備
えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ・エレクト
ロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）リレイに係り、よ
り詳細には、単一の構造体内に形成された二つのスイッ
チがシーソー作用により互いに反対にオン−オフ作動さ
れるＭＥＭＳリレイに関する。
ロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）リレイに係り、よ
り詳細には、単一の構造体内に形成された二つのスイッ
チがシーソー作用により互いに反対にオン−オフ作動さ
れるＭＥＭＳリレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路技術の発達に伴い、電子
製品に使われる能動素子の小型化には目を見張るものが
あるものの、リレイ、可変キャパシタ、可変インダクタ
などの受動素子の小型化はあまり進んでいない。この理
由から、このような受動素子の小型化が主な課題となっ
ている。
製品に使われる能動素子の小型化には目を見張るものが
あるものの、リレイ、可変キャパシタ、可変インダクタ
などの受動素子の小型化はあまり進んでいない。この理
由から、このような受動素子の小型化が主な課題となっ
ている。
【０００３】従来のＭＥＭＳリレイスイッチは、そのほ
とんどが単一構造のものである。単一構造のスイッチが
複数個設けられる場合、米国特許第５，６１９，０６１
号公報に開示されたように、各スイッチが独立的に作動
する構造が一般的である。前記特許公報に開示されたス
イッチの概略平面図である図１を参照すれば、一つの入
力信号電極ＩＮ及び二つの出力信号電極ＯＵＴ１、ＯＵ
Ｔ２が形成されてコントロール電極１にプルダウン電圧
が印加されれば、金属プレート２との静電気力により金
属プレート２が下方に反って入力信号電極及び出力信号
電極ＩＮ及びＯＵＴ１、ＯＵＴ２と接触される。前記二
つのスイッチは別のコントロール電極１により独立的に
作動される。
とんどが単一構造のものである。単一構造のスイッチが
複数個設けられる場合、米国特許第５，６１９，０６１
号公報に開示されたように、各スイッチが独立的に作動
する構造が一般的である。前記特許公報に開示されたス
イッチの概略平面図である図１を参照すれば、一つの入
力信号電極ＩＮ及び二つの出力信号電極ＯＵＴ１、ＯＵ
Ｔ２が形成されてコントロール電極１にプルダウン電圧
が印加されれば、金属プレート２との静電気力により金
属プレート２が下方に反って入力信号電極及び出力信号
電極ＩＮ及びＯＵＴ１、ＯＵＴ２と接触される。前記二
つのスイッチは別のコントロール電極１により独立的に
作動される。
【０００４】しかしながら、このような従来のスイッチ
は、外部の機械的な衝撃や加速度を受ける時に電極間が
離れてオフ状態である場合には、金属プレート２が入出
力信号電極と離れて揺れるという短所があり、また、従
来のＭＥＭＳリレイは、パッケージング時にワイヤボン
ディングのための面積の拡大によりパッケージング面積
が広まるという問題点があった。
は、外部の機械的な衝撃や加速度を受ける時に電極間が
離れてオフ状態である場合には、金属プレート２が入出
力信号電極と離れて揺れるという短所があり、また、従
来のＭＥＭＳリレイは、パッケージング時にワイヤボン
ディングのための面積の拡大によりパッケージング面積
が広まるという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、その目的は、二つのスイッチ
が単一の構造体よりなって互いに反対のオン−オフ動作
をすることから、構造的に安定しており、しかも、小型
化したＭＥＭＳリレイを提供するところにある。
みてなされたものであり、その目的は、二つのスイッチ
が単一の構造体よりなって互いに反対のオン−オフ動作
をすることから、構造的に安定しており、しかも、小型
化したＭＥＭＳリレイを提供するところにある。
【０００６】本発明の他の目的は、前記ＭＥＭＳリレイ
の製造方法を提供するところにある。
の製造方法を提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によるＭＥＭＳリレイは、第１ウェーハ、第
２ウェーハ及び第３ウェーハが順次に積層され、前記第
１ウェーハは、その下部の表面に位置する駆動電極と、
前記第１ウェーハの下部の表面において駆動電極と対応
し、互いに隣接するように位置する入力信号電極及び出
力信号電極と、前記電極上において前記第１ウェーハを
貫通するビアホールと、前記ビアホール上に形成された
金属パッドとを備え、前記第２ウェーハは、その縁部に
前記第１ウェーハと前記第３ウェーハとの間を密封させ
るシーリング部が形成された胴体と、前記胴体から内側
に離れて位置し、シリコン基板と、その上に形成された
パッシベーション層及び前記パッシベーション層上の両
側に形成されて前記信号電極と対向するコンタクト電極
と一体的に形成され、前記胴体の上部表面から下方に所
定距離離れて位置する駆動本体と、前記駆動本体が前記
第２ウェーハ内に支持されるように前記駆動本体の対向
する両側から各々外方に延びて前記胴体の内側に連結さ
れる連結支持部とを備え、前記第３ウェーハは、前記駆
動本体が回動できる空洞を備える。
に、本発明によるＭＥＭＳリレイは、第１ウェーハ、第
２ウェーハ及び第３ウェーハが順次に積層され、前記第
１ウェーハは、その下部の表面に位置する駆動電極と、
前記第１ウェーハの下部の表面において駆動電極と対応
し、互いに隣接するように位置する入力信号電極及び出
力信号電極と、前記電極上において前記第１ウェーハを
貫通するビアホールと、前記ビアホール上に形成された
金属パッドとを備え、前記第２ウェーハは、その縁部に
前記第１ウェーハと前記第３ウェーハとの間を密封させ
るシーリング部が形成された胴体と、前記胴体から内側
に離れて位置し、シリコン基板と、その上に形成された
パッシベーション層及び前記パッシベーション層上の両
側に形成されて前記信号電極と対向するコンタクト電極
と一体的に形成され、前記胴体の上部表面から下方に所
定距離離れて位置する駆動本体と、前記駆動本体が前記
第２ウェーハ内に支持されるように前記駆動本体の対向
する両側から各々外方に延びて前記胴体の内側に連結さ
れる連結支持部とを備え、前記第３ウェーハは、前記駆
動本体が回動できる空洞を備える。
【０００８】望ましくは、前記連結支持部は、前記駆動
本体の対向する両側から各々外方に延びたトーションス
プリングと、前記トーションスプリングを前記胴体に支
持連結するアンカーとを備える。
本体の対向する両側から各々外方に延びたトーションス
プリングと、前記トーションスプリングを前記胴体に支
持連結するアンカーとを備える。
【０００９】望ましくは、前記第３ウェーハ上に前記各
入力信号電極及び出力信号電極を支持する電極支持台が
さらに形成され、さらに、望ましくは、前記第２ウェー
ハはシリコンから形成され、前記第１ウェーハ及び前記
第３ウェーハはパイレックス（登録商標）ガラスから形
成される。
入力信号電極及び出力信号電極を支持する電極支持台が
さらに形成され、さらに、望ましくは、前記第２ウェー
ハはシリコンから形成され、前記第１ウェーハ及び前記
第３ウェーハはパイレックス（登録商標）ガラスから形
成される。
【００１０】望ましくは、前記パッシベーション層は、
ＳｉＯ2膜またはＳｉ3Ｎ4膜であり、さらに、望ましく
は、前記金属パッド上にボールグリッドアレイがさらに
形成される。
ＳｉＯ2膜またはＳｉ3Ｎ4膜であり、さらに、望ましく
は、前記金属パッド上にボールグリッドアレイがさらに
形成される。
【００１１】前記他の目的を達成するために、本発明に
よるＭＥＭＳリレイの製造方法は、（イ）第２ウェーハ
であるシリコンウェーハと第１及び第２ウェーハである
２つのパイレックス（登録商標）ガラスウェーハを準備
する段階と、（ロ）前記第２ウェーハ上にマスクを形成
した後、異方性エッチングを行う段階と、（ハ）前記第
２ウェーハの中央部にパッシベーション層を形成し、前
記パッシベーション層上にコンタクト電極をパターニン
グする段階と、（ニ）第１ウェーハの下部の表面に電極
をパターニングする段階と、（ホ）前記第２ウェーハ上
に前記第１ウェーハをボンディングする段階と、（ヘ）
第１ウェーハの上部を化学機械的研磨工程により平坦化
し、前記第１ウェーハを貫通するビアホールを形成した
後に、前記ビアホール上に金属パッドを形成する段階
と、（ト）前記第２ウェーハの下部を化学機械的研磨工
程により平坦化した後にパターニングしてエッチングす
る段階と、（チ）前記第３ウェーハの上部をエッチング
して空洞を形成する段階と、（チ）前記第２ウェーハの
下部に前記第３ウェーハをボンディングする段階とを備
える。
よるＭＥＭＳリレイの製造方法は、（イ）第２ウェーハ
であるシリコンウェーハと第１及び第２ウェーハである
２つのパイレックス（登録商標）ガラスウェーハを準備
する段階と、（ロ）前記第２ウェーハ上にマスクを形成
した後、異方性エッチングを行う段階と、（ハ）前記第
２ウェーハの中央部にパッシベーション層を形成し、前
記パッシベーション層上にコンタクト電極をパターニン
グする段階と、（ニ）第１ウェーハの下部の表面に電極
をパターニングする段階と、（ホ）前記第２ウェーハ上
に前記第１ウェーハをボンディングする段階と、（ヘ）
第１ウェーハの上部を化学機械的研磨工程により平坦化
し、前記第１ウェーハを貫通するビアホールを形成した
後に、前記ビアホール上に金属パッドを形成する段階
と、（ト）前記第２ウェーハの下部を化学機械的研磨工
程により平坦化した後にパターニングしてエッチングす
る段階と、（チ）前記第３ウェーハの上部をエッチング
して空洞を形成する段階と、（チ）前記第２ウェーハの
下部に前記第３ウェーハをボンディングする段階とを備
える。
【００１２】望ましくは、前記（ヘ）段階後に、前記金
属パッド上にボールグリッドアレイを形成する段階をさ
らに備え、さらに、望ましくは、前記（リ）段階は、ア
ノディックボンディングにより行われる。
属パッド上にボールグリッドアレイを形成する段階をさ
らに備え、さらに、望ましくは、前記（リ）段階は、ア
ノディックボンディングにより行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照し、本
発明の実施形態によるＭＥＭＳリレイについて詳細に説
明する。
発明の実施形態によるＭＥＭＳリレイについて詳細に説
明する。
【００１４】図２は、本発明の望ましい実施形態による
ＭＥＭＳリレイの全体が見られるように上部の一部を省
略して展開した斜視図であり、図３は、本発明の望まし
い実施形態によるＭＥＭＳリレイの断面図であり、図４
は、図３のIV−IV’線断面図であり、図５は、図２の中
間層に当たる第２ウェーハの構造を説明するための平面
図である。
ＭＥＭＳリレイの全体が見られるように上部の一部を省
略して展開した斜視図であり、図３は、本発明の望まし
い実施形態によるＭＥＭＳリレイの断面図であり、図４
は、図３のIV−IV’線断面図であり、図５は、図２の中
間層に当たる第２ウェーハの構造を説明するための平面
図である。
【００１５】これらの図面を参照すれば、ＭＥＭＳリレ
イは、第１ウェーハ１０、第２ウェーハ３０及び第３ウ
ェーハ７０が順次に積層された構造となっている。
イは、第１ウェーハ１０、第２ウェーハ３０及び第３ウ
ェーハ７０が順次に積層された構造となっている。
【００１６】前記第１ウェーハ１０には前記第１ウェー
ハ１０を垂直に貫通するビアホール１８が形成されてお
り、各ビアホール１８上には金属パッド２０が形成され
ている。そして前記金属パッドの上には外部回路と直接
的に接続されるボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ Ｇｒ
ｉｄ Ａｒｒａｙ、以下、ＢＧＡ ）２２が形成されてい
る。前記第１ウェーハ１０の下部において、前記ビアホ
ール１８の下部にはそれぞれビアホール１８に対応する
電極１２、１４、１６が形成されている。参照番号１２
は駆動電極であり、参照番号１４及び１６は各々対をな
して互いに隣接するように形成され、それらの下部のコ
ンタクト電極５６と接触することにより短絡がなされる
入力信号電極１４及び出力信号電極１６である。前記入
出力信号電極１４、１６は、図４に見られるように、コ
ンタクト電極５６と共にスイッチを形成する。
ハ１０を垂直に貫通するビアホール１８が形成されてお
り、各ビアホール１８上には金属パッド２０が形成され
ている。そして前記金属パッドの上には外部回路と直接
的に接続されるボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ Ｇｒ
ｉｄ Ａｒｒａｙ、以下、ＢＧＡ ）２２が形成されてい
る。前記第１ウェーハ１０の下部において、前記ビアホ
ール１８の下部にはそれぞれビアホール１８に対応する
電極１２、１４、１６が形成されている。参照番号１２
は駆動電極であり、参照番号１４及び１６は各々対をな
して互いに隣接するように形成され、それらの下部のコ
ンタクト電極５６と接触することにより短絡がなされる
入力信号電極１４及び出力信号電極１６である。前記入
出力信号電極１４、１６は、図４に見られるように、コ
ンタクト電極５６と共にスイッチを形成する。
【００１７】前記ＢＧＡ ２２の形成によりフリップチ
ップボンディングができ、その結果、コンパクトなパッ
ケージングが可能になる。
ップボンディングができ、その結果、コンパクトなパッ
ケージングが可能になる。
【００１８】前記第２ウェーハ３０はその縁部を限定す
る胴体４０と、前記胴体４０に回動自在に連結される駆
動本体５０、及び前記胴体４０と前記駆動本体５０とを
連結する連結支持部６０を備える。前記胴体４０は第１
ウェーハ１０と第３ウェーハ７０との間を密封させるシ
ーリング部４２と、前記胴体４０の内方に前記胴体４０
から離れて形成され、その上部が各信号電極１４、１６
と接触されて前記信号電極１４、１６を安定的に支持す
る電極支持台４４とを含む。従って、前記信号電極１
４、１６は互いに絶縁された状態に位置される。
る胴体４０と、前記胴体４０に回動自在に連結される駆
動本体５０、及び前記胴体４０と前記駆動本体５０とを
連結する連結支持部６０を備える。前記胴体４０は第１
ウェーハ１０と第３ウェーハ７０との間を密封させるシ
ーリング部４２と、前記胴体４０の内方に前記胴体４０
から離れて形成され、その上部が各信号電極１４、１６
と接触されて前記信号電極１４、１６を安定的に支持す
る電極支持台４４とを含む。従って、前記信号電極１
４、１６は互いに絶縁された状態に位置される。
【００１９】前記駆動本体５０はシリコン基板５２、パ
ッシベーション層５４及びコンタクト電極５６が順次に
積層された構造を有し、下方の第３ウェーハ７０、上方
の第１ウェーハ１０及び側方のシーリング部４２により
取り囲まれた空間に浮いた状態で形成されている。前記
パッシベーション層５４はシリコン基板５２上にＳｉＯ
2またはＳｉ3Ｎ4膜がパターニングされて形成され、コ
ンタクト電極５６は信号電極１４、１６と対向するよう
に形成されてこれらと共にスイッチの作用をする。
ッシベーション層５４及びコンタクト電極５６が順次に
積層された構造を有し、下方の第３ウェーハ７０、上方
の第１ウェーハ１０及び側方のシーリング部４２により
取り囲まれた空間に浮いた状態で形成されている。前記
パッシベーション層５４はシリコン基板５２上にＳｉＯ
2またはＳｉ3Ｎ4膜がパターニングされて形成され、コ
ンタクト電極５６は信号電極１４、１６と対向するよう
に形成されてこれらと共にスイッチの作用をする。
【００２０】前記連結支持部６０は、胴体４０の対向す
る両側壁から駆動本体５０側に延びるアンカー６４と、
前記アンカー６４からさらに延びて駆動本体５０に連結
されて駆動本体５０を支持するトーションスプリング６
２とを含む。
る両側壁から駆動本体５０側に延びるアンカー６４と、
前記アンカー６４からさらに延びて駆動本体５０に連結
されて駆動本体５０を支持するトーションスプリング６
２とを含む。
【００２１】前記第３ウェーハ７０の内部には駆動本体
が左右に回動できる空洞７２が形成されている。
が左右に回動できる空洞７２が形成されている。
【００２２】前記第２ウェーハ３０はシリコンウェーハ
であり、前記第１及び第３ウェーハ１０、７０は前記第
２ウェーハ３０と熱膨張係数がほぼ同一であって前記ウ
ェーハ１０、３０、７０間のアノーディックボンディン
グが可能なパイレックス（登録商標）ガラス（商品名：
米国コーニング社７７４０番パイレックス（登録商標）
ガラス）から形成されることが望ましい。
であり、前記第１及び第３ウェーハ１０、７０は前記第
２ウェーハ３０と熱膨張係数がほぼ同一であって前記ウ
ェーハ１０、３０、７０間のアノーディックボンディン
グが可能なパイレックス（登録商標）ガラス（商品名：
米国コーニング社７７４０番パイレックス（登録商標）
ガラス）から形成されることが望ましい。
【００２３】図６は、中立状態のＭＥＭＳリレイを説明
するための断面図であり、図７は、左側のスイッチがオ
ン状態であるＭＥＭＳリレイを説明するための断面図で
ある。
するための断面図であり、図７は、左側のスイッチがオ
ン状態であるＭＥＭＳリレイを説明するための断面図で
ある。
【００２４】これらの図面を参照すれば、駆動電極１２
に電圧が掛かっていない状態では左側及び右側の各々の
信号電極１４、１６及びコンタクト電極５６ａ、５６ｂ
が両方とも互いに離れている中立状態となり（図６参
照）、図７でのように、左側の駆動電極１２ａに駆動本
体５０との電位差が生じるように電圧を掛ければ、左側
のコンタクト電極５６ａと左側の駆動電極１２ａとの間
の静電気力により左側のコンタクト電極５６ａが上方に
動いて入力及び出力信号電極１４、１６と接触し、これ
によりスイッチがオン状態となる。逆に、右側のスイッ
チをオンしようとする場合には、前記電圧信号を変更し
て右側のスイッチを形成する駆動電極１２ｂと駆動本体
５０との電位差を形成すれば、シーソーは捩じれて右側
のコンタクト電極５６ｂと右側の駆動電極１２ｂとの間
の静電気力により右側のコンタクト電極５６ｂが上方に
動いて入出力信号電極１４、１６と接触し、これにより
スイッチがオン状態となる。
に電圧が掛かっていない状態では左側及び右側の各々の
信号電極１４、１６及びコンタクト電極５６ａ、５６ｂ
が両方とも互いに離れている中立状態となり（図６参
照）、図７でのように、左側の駆動電極１２ａに駆動本
体５０との電位差が生じるように電圧を掛ければ、左側
のコンタクト電極５６ａと左側の駆動電極１２ａとの間
の静電気力により左側のコンタクト電極５６ａが上方に
動いて入力及び出力信号電極１４、１６と接触し、これ
によりスイッチがオン状態となる。逆に、右側のスイッ
チをオンしようとする場合には、前記電圧信号を変更し
て右側のスイッチを形成する駆動電極１２ｂと駆動本体
５０との電位差を形成すれば、シーソーは捩じれて右側
のコンタクト電極５６ｂと右側の駆動電極１２ｂとの間
の静電気力により右側のコンタクト電極５６ｂが上方に
動いて入出力信号電極１４、１６と接触し、これにより
スイッチがオン状態となる。
【００２５】このような構造のＭＥＭＳリレイの製造方
法を図８Ａないし図８Ｊを参照して詳細に説明する。
法を図８Ａないし図８Ｊを参照して詳細に説明する。
【００２６】これらの図面を参照すれば、まず、シリコ
ンウェーハである第１ウェーハ１０と、絶縁体であり、
シリコンウェーハと熱膨張係数がほぼ同一であるパイレ
ックス（登録商標）ガラスウェーハである第２及び第３
ウェーハ３０、７０を準備する。
ンウェーハである第１ウェーハ１０と、絶縁体であり、
シリコンウェーハと熱膨張係数がほぼ同一であるパイレ
ックス（登録商標）ガラスウェーハである第２及び第３
ウェーハ３０、７０を準備する。
【００２７】次に、図８Ａに示されたように、第２ウェ
ーハ３０上にマスク層３１を形成する。この時、マスク
層の物質としては、エッチングの方法に応じてフォトレ
ジスト、酸化物または金属が用いられる。
ーハ３０上にマスク層３１を形成する。この時、マスク
層の物質としては、エッチングの方法に応じてフォトレ
ジスト、酸化物または金属が用いられる。
【００２８】次に、図８Ｂに示されたように、第２ウェ
ーハ３０を所定の深さに異方性エッチングしてマスク層
を除去する。
ーハ３０を所定の深さに異方性エッチングしてマスク層
を除去する。
【００２９】次に、図８Ｃに示されたように、ＳｉＯ2
またはＳｉ3Ｎ4を用い、前記エッチングされた一部の領
域にパッシベーション層５４をパターニングする。
またはＳｉ3Ｎ4を用い、前記エッチングされた一部の領
域にパッシベーション層５４をパターニングする。
【００３０】次に、図８Ｄに示されたように、前記パッ
シベーション層５４の上にコンタクト電極５６をパター
ニングする。
シベーション層５４の上にコンタクト電極５６をパター
ニングする。
【００３１】前記第２ウェーハをエッチングする間に、
図８Ｅに示されたように、第１ウェーハ１０の下部の表
面に電極１２、１４、１６をパターニングする。
図８Ｅに示されたように、第１ウェーハ１０の下部の表
面に電極１２、１４、１６をパターニングする。
【００３２】次に、図８Ｆに示されたように、前記第１
ウェーハ１０及び第２ウェーハ３０をアノーディックボ
ンディング法によりボンディングする。この時、アノー
ディックボンディングが用いられる理由は、ボンディン
グ面間の厚さの制御が容易であるためである。これによ
り、前記シリコンウェーハとパイレックス（登録商標）
ガラスとの間のボンディング面間の厚さが数μｍ以下に
制御される。
ウェーハ１０及び第２ウェーハ３０をアノーディックボ
ンディング法によりボンディングする。この時、アノー
ディックボンディングが用いられる理由は、ボンディン
グ面間の厚さの制御が容易であるためである。これによ
り、前記シリコンウェーハとパイレックス（登録商標）
ガラスとの間のボンディング面間の厚さが数μｍ以下に
制御される。
【００３３】次に、図８Ｇに示されたように、第１ウェ
ーハ１０の上部を化学機械的研磨（ＣＭＰ）工程により
平坦化した後、第１ウェーハ１０を貫通するビアホール
１８を形成する。次に、このビアホールの上に金属パッ
ド２０を形成する。
ーハ１０の上部を化学機械的研磨（ＣＭＰ）工程により
平坦化した後、第１ウェーハ１０を貫通するビアホール
１８を形成する。次に、このビアホールの上に金属パッ
ド２０を形成する。
【００３４】次に、図８Ｈに示されたように、第２ウェ
ーハ３０の下部をＣＭＰ工程により平坦化した後にパタ
ーニングしてエッチングし、駆動本体５０を第２ウェー
ハ３０の下部から浮いた状態で形成する。実際には、前
記駆動本体５０は、連結支持部（図２の６０）により支
持される。
ーハ３０の下部をＣＭＰ工程により平坦化した後にパタ
ーニングしてエッチングし、駆動本体５０を第２ウェー
ハ３０の下部から浮いた状態で形成する。実際には、前
記駆動本体５０は、連結支持部（図２の６０）により支
持される。
【００３５】次に、図８Ｉに示されたように、第３ウェ
ーハ７０を所定の深さにエッチングして空洞７２を形成
する。
ーハ７０を所定の深さにエッチングして空洞７２を形成
する。
【００３６】次に、図８Ｊに示されたように、第３ウェ
ーハ７０を第２ウェーハ３０にボンディングする。
ーハ７０を第２ウェーハ３０にボンディングする。
【００３７】次に、図３に示されたように、金属パッド
２０の上にＢＧＡ ２２をさらに形成して、ＭＥＭＳリ
レイのパッケージング時のフリップ−チップボンディン
グに用いる。
２０の上にＢＧＡ ２２をさらに形成して、ＭＥＭＳリ
レイのパッケージング時のフリップ−チップボンディン
グに用いる。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によるＭＥＭ
Ｓリレイは、パッケージングがチップスケールでなされ
ることからワイヤボンディングなどに必要な面積が不要
になるのでリレイを小型化できる。また、シーソーのよ
うな構造により一方の側のスイッチがオンされれば、他
方の側のスイッチがオフされるので、オフされるスイッ
チもオンされるスイッチの固定により外部の衝撃などに
強い構造を有するという長所がある。
Ｓリレイは、パッケージングがチップスケールでなされ
ることからワイヤボンディングなどに必要な面積が不要
になるのでリレイを小型化できる。また、シーソーのよ
うな構造により一方の側のスイッチがオンされれば、他
方の側のスイッチがオフされるので、オフされるスイッ
チもオンされるスイッチの固定により外部の衝撃などに
強い構造を有するという長所がある。
【００３９】本発明は図面を参照して実施形態を参考と
して説明されたが、これは単なる例示的なものに過ぎ
ず、当該分野における通常の知識を有した者であれば、
これより各種の変形及び均等な実施形態が可能であると
いう点は理解できるのであろう。よって、本発明の真の
技術的な保護範囲は特許請求の範囲上に限って定まるべ
きである。
して説明されたが、これは単なる例示的なものに過ぎ
ず、当該分野における通常の知識を有した者であれば、
これより各種の変形及び均等な実施形態が可能であると
いう点は理解できるのであろう。よって、本発明の真の
技術的な保護範囲は特許請求の範囲上に限って定まるべ
きである。
【図１】 従来のＭＥＭＳリレイの概略平面図である。
【図２】 本発明の望ましい実施形態によるＭＥＭＳリ
レイの展開斜視図である。
レイの展開斜視図である。
【図３】 本発明の望ましい実施形態によるＭＥＭＳリ
レイの断面図である。
レイの断面図である。
【図４】 図３のIV−IV’線断面図である。
【図５】 図２の中間層に当たる第２ウェーハの平面図
である。
である。
【図６】 中立状態のＭＥＭＳリレイを説明するための
断面図である。
断面図である。
【図７】 左側のスイッチがオンされた状態のＭＥＭＳ
リレイを説明するための断面図である。
リレイを説明するための断面図である。
【図８Ａ】 本発明の望ましい実施形態によるＭＥＭＳ
リレイの製造方法を段階別に説明する図でって、第１の
段階を示す図である。
リレイの製造方法を段階別に説明する図でって、第１の
段階を示す図である。
【図８Ｂ】 図８Ａの次の段階を示す図である。
【図８Ｃ】 図８Ｂの次の段階を示す図である。
【図８Ｄ】 図８Ｃの次の段階を示す図である。
【図８Ｅ】 図８Ｄの次の段階を示す図である。
【図８Ｆ】 図８Ｅの次の段階を示す図である。
【図８Ｇ】 図８Ｆの次の段階を示す図である。
【図８Ｈ】 図８Ｇの次の段階を示す図である。
【図８Ｉ】 図８Ｈの次の段階を示す図である。
【図８Ｊ】 図８ＩＤの次の段階を示す図である。
１０ 第１ウェーハ １２ 駆動電極 １４ 入力信号電極 １６ 出力信号電極 １８ ビアホール ２０ 金属パッド ２２ ＢＧＡ ３０ 第２ウェーハ ４０ 胴体 ５０ 駆動本体 ５６ コンタクト電極 ７０ 第３ウェーハ
Claims (9)
- 【請求項１】 第１ウェーハ、第２ウェーハ及び第３ウ
ェーハが順次に積層され、 前記第１ウェーハは、その下部の表面に位置する駆動電
極と、 前記第１ウェーハの下部の表面において前記駆動電極と
対応し、互いに隣接するように位置する入力信号電極及
び出力信号電極と、 前記電極上において前記第１ウェーハを貫通するビアホ
ールと、 前記ビアホール上に形成された金属パッドとを備え、 前記第２ウェーハは、その縁部に前記第１ウェーハと前
記第３ウェーハとの間を密封させるシーリング部が形成
された胴体と、 前記胴体から内側に離れて位置し、シリコン基板と、そ
の上に形成されたパッシベーション層及び前記パッシベ
ーション層上の両側に形成されて前記信号電極と対向す
るコンタクト電極と一体的に形成され、前記胴体の上部
表面から下方に所定距離離れて位置する駆動本体と、 前記駆動本体が前記第２ウェーハ内に支持されるように
前記駆動本体の対向する両側から各々外方に延びて前記
胴体の内側に連結される連結支持部とを備え、 前記第３ウェーハは、前記駆動本体が回動できる空洞を
備えることを特徴とするＭＥＭＳリレイ。 - 【請求項２】 前記連結支持部は、 前記駆動本体の対向する両側から各々外方に延びたトー
ションスプリングと、前記トーションスプリングを前記
胴体に支持連結するアンカーとを備えることを特徴とす
る請求項１に記載のＭＥＭＳリレイ。 - 【請求項３】 前記第３ウェーハ上に前記各入力信号電
極及び出力信号電極を支持する電極支持台がさらに形成
されたことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳリレ
イ。 - 【請求項４】 前記第２ウェーハはシリコンから形成さ
れ、前記第１ウェーハ及び前記第３ウェーハはパイレッ
クス（登録商標）ガラスから形成されることを特徴とす
る請求項１に記載のＭＥＭＳリレイ。 - 【請求項５】 前記パッシベーション層は、ＳｉＯ2膜ま
たはＳｉ3Ｎ4膜であることを特徴とする請求項１に記載
のＭＥＭＳリレイ。 - 【請求項６】 前記金属パッド上にボールグリッドアレ
イがさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載
のＭＥＭＳリレイ。 - 【請求項７】 （イ）第２ウェーハであるシリコンウェ
ーハと第１及び第２ウェーハである２つのパイレックス
（登録商標）ガラスウェーハを準備する段階と、（ロ）
前記第２ウェーハ上にマスクを形成した後、異方性エッ
チングを行う段階と、（ハ）前記第２ウェーハの中央部
にパッシベーション層を形成し、前記パッシベーション
層上にコンタクト電極をパターニングする段階と、
（ニ）第１ウェーハの下部の表面に電極をパターニング
する段階と、（ホ）前記第２ウェーハ上に前記第１ウェ
ーハをボンディングする段階と、（ヘ）第１ウェーハの
上部を化学機械的研磨工程により平坦化し、前記第１ウ
ェーハを貫通するビアホールを形成した後に、前記ビア
ホール上に金属パッドを形成する段階と、（ト）前記第
２ウェーハの下部を化学機械的研磨工程により平坦化し
た後にパターニングしてエッチングする段階と、（チ）
前記第３ウェーハの上部をエッチングして空洞を形成す
る段階と、（リ）前記第２ウェーハの下部に前記第３ウ
ェーハをボンディングする段階とを備えることを特徴と
するＭＥＭＳリレイの製造方法。 - 【請求項８】 前記（ヘ）段階後に、前記金属パッド上
にボールグリッドアレイを形成する段階をさらに備える
ことを特徴とする請求項７に記載のＭＥＭＳリレイの製
造方法。 - 【請求項９】 前記（リ）段階は、アノディックボンデ
ィングにより行われることを特徴とする請求項７に記載
のＭＥＭＳリレイの製造方法。
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| KR10-2001-0022676A KR100387239B1 (ko) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | Ｍｅｍｓ 릴레이 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4040308B2 JP4040308B2 (ja) | 2008-01-30 |
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