JP2003071798A - マイクロメカニカルデバイス及びその製造方法 - Google Patents
マイクロメカニカルデバイス及びその製造方法Info
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- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
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- H01H13/80—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by the contacts or the contact sites characterised by the manner of cooperation of the contacts, e.g. with both contacts movable or with bounceless contacts
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- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
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- H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
- H01H2001/0078—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS] with parallel movement of the movable contact relative to the substrate
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2201/00—Contacts
- H01H2201/008—Both contacts movable
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造とプロセスにより高性能特性を得
ることを可能としたマイクロメカニカルデバイスを提供
する。 【解決手段】 表面マイクロマシン技術により、シリコ
ン基板１０上に所定ギャップをもって、少なくとも一対
の近接配置されたビーム１１が形成される。ビーム１１
の両端部は基板１０に固定されたアンカー部１２とな
り、中央部に可動接点１３が形成される。ビーム１１の
間には、基板１０に固定された駆動電極１４が、ビーム
１１と同時に形成される。駆動電極１４に電圧を印加す
ることにより、これを挟んで配置されたビーム１１は、
基板１０と平行方向に変位して、可動接点１３が接触す
る。
ることを可能としたマイクロメカニカルデバイスを提供
する。 【解決手段】 表面マイクロマシン技術により、シリコ
ン基板１０上に所定ギャップをもって、少なくとも一対
の近接配置されたビーム１１が形成される。ビーム１１
の両端部は基板１０に固定されたアンカー部１２とな
り、中央部に可動接点１３が形成される。ビーム１１の
間には、基板１０に固定された駆動電極１４が、ビーム
１１と同時に形成される。駆動電極１４に電圧を印加す
ることにより、これを挟んで配置されたビーム１１は、
基板１０と平行方向に変位して、可動接点１３が接触す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、表面マイクロマ
シン技術を用いたマイクロメカニカルデバイスに関す
る。
シン技術を用いたマイクロメカニカルデバイスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】各種電子機器に用いられる電気的制御に
よるスイッチ素子には、半導体スイッチと機械的接点を
持つリードリレーとがある。これらは、理想的スイッチ
という観点からみると、一長一短がある。
よるスイッチ素子には、半導体スイッチと機械的接点を
持つリードリレーとがある。これらは、理想的スイッチ
という観点からみると、一長一短がある。
【０００３】半導体スイッチは、小型化が可能、高速度
で信頼性が高いといった利点を有し、スイッチ・アレイ
として集積することも容易である。例えば、マイクロ
波、ミリ波等のアンテナを切り替えるスイッチにはＰＩ
Ｎダイオード、ＨＥＭＴ、ＭＯＳＦＥＴなどが用いられ
ている。しかし、半導体スイッチは、機械的接点の接
続、開放を行うスイッチと比べると、オン・インピーダ
ンスが高く、オフ・インピーダンスが低い。また、大き
な浮遊容量がある。
で信頼性が高いといった利点を有し、スイッチ・アレイ
として集積することも容易である。例えば、マイクロ
波、ミリ波等のアンテナを切り替えるスイッチにはＰＩ
Ｎダイオード、ＨＥＭＴ、ＭＯＳＦＥＴなどが用いられ
ている。しかし、半導体スイッチは、機械的接点の接
続、開放を行うスイッチと比べると、オン・インピーダ
ンスが高く、オフ・インピーダンスが低い。また、大き
な浮遊容量がある。
【０００４】一方、リードリレーは、半導体スイッチと
比べてオンオフのインピーダンス比は大きく、挿入損を
最小限にし、かつ信号忠実度を維持するように設計する
ことができる。このため、例えば半導体テスタなどに多
く用いられている。しかし、サイズが大きくてスイッチ
ング速度も遅い。
比べてオンオフのインピーダンス比は大きく、挿入損を
最小限にし、かつ信号忠実度を維持するように設計する
ことができる。このため、例えば半導体テスタなどに多
く用いられている。しかし、サイズが大きくてスイッチ
ング速度も遅い。
【０００５】これに対して最近、半導体スイッチとリー
ドリレーの長所を併せ持つマイクロメカニカルスイッチ
が注目されている。中でも、表面マイクロマシン技術を
用いて形成されて、静電的に動作させるマイクロメカニ
カルスイッチは、半導体の薄膜プロセスを用いて形成す
ることができるため、低コストで実現可能である。
ドリレーの長所を併せ持つマイクロメカニカルスイッチ
が注目されている。中でも、表面マイクロマシン技術を
用いて形成されて、静電的に動作させるマイクロメカニ
カルスイッチは、半導体の薄膜プロセスを用いて形成す
ることができるため、低コストで実現可能である。
【０００６】図１５は、従来提案されているマイクロメ
カニカルスイッチの平面図およびＩ−Ｉ’断面図を示
す。このスイッチは、シリコン等の基板５０上に形成さ
れた、ソース電極５１、ドレイン電極５２、これらソー
ス電極５１とドレイン電極５２の間に形成されたゲート
電極５３を有する。ゲート電極５３上には所定ギャップ
をもって浮いた状態で導体ビーム５４が形成される。
カニカルスイッチの平面図およびＩ−Ｉ’断面図を示
す。このスイッチは、シリコン等の基板５０上に形成さ
れた、ソース電極５１、ドレイン電極５２、これらソー
ス電極５１とドレイン電極５２の間に形成されたゲート
電極５３を有する。ゲート電極５３上には所定ギャップ
をもって浮いた状態で導体ビーム５４が形成される。
【０００７】導体ビーム５５は、一端がソース電極５１
に固定されたアンカー部５５となる。導体ビーム５４の
他端は開放端であって、可動接点（コンタクトチップ）
５６となっている。ゲート電極５３に電圧を印加する
と、静電力により導体ビーム５４が下方に変位し、可動
接点５６がドレイン電極５２に接触する。ゲート電圧が
除かれると、導体ビーム５４は復元力により初期位置に
戻る。
に固定されたアンカー部５５となる。導体ビーム５４の
他端は開放端であって、可動接点（コンタクトチップ）
５６となっている。ゲート電極５３に電圧を印加する
と、静電力により導体ビーム５４が下方に変位し、可動
接点５６がドレイン電極５２に接触する。ゲート電圧が
除かれると、導体ビーム５４は復元力により初期位置に
戻る。
【０００８】このスイッチの導体ビームのたわみを機械
的なモデルにより解析した結果が、P.M.Zavrackyにより
発表されている。それによると、ゲート電圧を与えたと
き、ソース電極５１に接続された導体ビーム５４は、ソ
ースからの長手方向距離ｘとして、静電力によりゲート
電極５３上にｄ（ｘ）なる位置に保持される。導体ビー
ム５４を撓んだ状態で保持するに必要なゲート電圧は、
撓みとともに単調に増加し、ある程度以上ビームが撓む
と、ビームを保持するために必要なゲート電圧は単調に
減少するため、システムは不安定となり、あるゲート電
圧（しきい値電圧Ｖｔｈ）でビームは折れ曲がり、スイ
ッチが閉じる。
的なモデルにより解析した結果が、P.M.Zavrackyにより
発表されている。それによると、ゲート電圧を与えたと
き、ソース電極５１に接続された導体ビーム５４は、ソ
ースからの長手方向距離ｘとして、静電力によりゲート
電極５３上にｄ（ｘ）なる位置に保持される。導体ビー
ム５４を撓んだ状態で保持するに必要なゲート電圧は、
撓みとともに単調に増加し、ある程度以上ビームが撓む
と、ビームを保持するために必要なゲート電圧は単調に
減少するため、システムは不安定となり、あるゲート電
圧（しきい値電圧Ｖｔｈ）でビームは折れ曲がり、スイ
ッチが閉じる。
【０００９】このモデルによるしきい電圧Ｖthは、Ｖth
＝（２／３）×ｄ0×√（２ｋｄ0／３ε0Ａ）と表され
る。ここで、ｄ0は導体ビーム５４とゲート電極５３の
間の初期状態におけるギャップであり、ｋは導体ビーム
５の実効ばね定数であり、Ａは導体ビーム５４とゲート
電極５３の対向面積である。
＝（２／３）×ｄ0×√（２ｋｄ0／３ε0Ａ）と表され
る。ここで、ｄ0は導体ビーム５４とゲート電極５３の
間の初期状態におけるギャップであり、ｋは導体ビーム
５の実効ばね定数であり、Ａは導体ビーム５４とゲート
電極５３の対向面積である。
【００１０】これより、しきい電圧Ｖｔｈはゲート電極
５３の対向面積Ａの増加(ビームに作用する静電力の増
加)、導体ビームのばね定数ｋの低減、および導体ビー
ムとゲート電極の間のギャップｄ0の縮小により低くで
きることがわかる。しかし、ばね定数ｋの低減は最大ス
イッチング速度を低下させ、ギャップｄ0の縮小は、ゲ
ート電極および信号線の間の静電結合を増加させる。し
きい電圧Ｖｔｈを低減する別の方法は、可動接点５６の
下方への突出量を大きくすることで、可動接点５６とド
レイン電極５２の間のギャップｇを小さくすることであ
る。これにより、不安定点が到達する前に、スイッチを
閉じることができる。
５３の対向面積Ａの増加(ビームに作用する静電力の増
加)、導体ビームのばね定数ｋの低減、および導体ビー
ムとゲート電極の間のギャップｄ0の縮小により低くで
きることがわかる。しかし、ばね定数ｋの低減は最大ス
イッチング速度を低下させ、ギャップｄ0の縮小は、ゲ
ート電極および信号線の間の静電結合を増加させる。し
きい電圧Ｖｔｈを低減する別の方法は、可動接点５６の
下方への突出量を大きくすることで、可動接点５６とド
レイン電極５２の間のギャップｇを小さくすることであ
る。これにより、不安定点が到達する前に、スイッチを
閉じることができる。
【００１１】以上から、ギャップｄ0及びｇを精度良く
作製することは、しきい電圧Ｖthを低減するために必要
不可欠であるが、このマイクロメカニカルスイッチの作
製には、複雑なプロセスを必要とする。具体的に説明す
れば、基板上にまず、ソース電極５１、ドレイン電極５
２及びゲート電極５３をパターン形成する。次にこれら
の電極上にシリコン酸化膜等の犠牲層を堆積する。この
犠牲層に、２ステップでパターニングを行う。第１ステ
ップでは、コンタクトチップ部５６を作製するために、
犠牲層を部分的にエッチングする。第２ステップでは、
アンカー部５５を作製するために、ソース電極５１まで
達するように犠牲層をエッチングする。続いて、犠牲層
上に導体層を堆積し、これをパターニングする。最後
に、導体ビーム５４を基板から分離するために、犠牲層
をエッチング除去する。
作製することは、しきい電圧Ｖthを低減するために必要
不可欠であるが、このマイクロメカニカルスイッチの作
製には、複雑なプロセスを必要とする。具体的に説明す
れば、基板上にまず、ソース電極５１、ドレイン電極５
２及びゲート電極５３をパターン形成する。次にこれら
の電極上にシリコン酸化膜等の犠牲層を堆積する。この
犠牲層に、２ステップでパターニングを行う。第１ステ
ップでは、コンタクトチップ部５６を作製するために、
犠牲層を部分的にエッチングする。第２ステップでは、
アンカー部５５を作製するために、ソース電極５１まで
達するように犠牲層をエッチングする。続いて、犠牲層
上に導体層を堆積し、これをパターニングする。最後
に、導体ビーム５４を基板から分離するために、犠牲層
をエッチング除去する。
【００１２】以上の製造工程に必要とされるリソグラフ
ィ工程（マスク工程）は、次の４つになる。 ソース電極等のパターニング 犠牲層のコンタクトチップ部のパターニング 犠牲層のアンカー部のパターニング 導体層のパターニング
ィ工程（マスク工程）は、次の４つになる。 ソース電極等のパターニング 犠牲層のコンタクトチップ部のパターニング 犠牲層のアンカー部のパターニング 導体層のパターニング
【００１３】同様のマイクロマシン技術により作製した
機械的振動子を高周波フィルタに用いる提案もなされて
おり、１００ＭＨｚ程度のバンドパスフィルタが作製さ
れている（C.Nguyen,et al.,12th International IEEE
Micro Mechanical Systems Conference, 1999,pp.453-4
58）。機械的振動子フィルタの利点は、電気的ＬＣフィ
ルタと比較して極めてＱ値が高いこと、また誘電体フィ
ルタやＳＡＷフィルタと比べてサイズを極めて小さくで
きることである。
機械的振動子を高周波フィルタに用いる提案もなされて
おり、１００ＭＨｚ程度のバンドパスフィルタが作製さ
れている（C.Nguyen,et al.,12th International IEEE
Micro Mechanical Systems Conference, 1999,pp.453-4
58）。機械的振動子フィルタの利点は、電気的ＬＣフィ
ルタと比較して極めてＱ値が高いこと、また誘電体フィ
ルタやＳＡＷフィルタと比べてサイズを極めて小さくで
きることである。
【００１４】図１６は、その様な振動子フィルタの単位
構成を示す平面図とそのＩ−Ｉ’断面図である。マイク
ロマシン技術により、基板６０上に振動子６１と、入力
端子６２及び出力端子６３が形成されている。振動子６
１は、４本の支持ビーム６４ａ〜６４ｄと共に多結晶シ
リコンにより一体形成され、支持ビーム６４ａ〜６４ｄ
の端部はアンカー６５ａ，６５ｂ，６５ｃに固定され、
振動子６１は浮いた状態に保持されている。
構成を示す平面図とそのＩ−Ｉ’断面図である。マイク
ロマシン技術により、基板６０上に振動子６１と、入力
端子６２及び出力端子６３が形成されている。振動子６
１は、４本の支持ビーム６４ａ〜６４ｄと共に多結晶シ
リコンにより一体形成され、支持ビーム６４ａ〜６４ｄ
の端部はアンカー６５ａ，６５ｂ，６５ｃに固定され、
振動子６１は浮いた状態に保持されている。
【００１５】入力端子６２は、振動子６１と同じ多結晶
シリコン膜により形成されているが、下地金属が振動子
６１の直下まで延びて、ゲート電極（駆動電極）６６と
なっている。出力端子６３と振動子６１は、共通の金属
電極６７上に形成されている。実際にはこの様な単位振
動子フィルタを複数個並列接続することによって、所定
の通過帯域幅を持つメカニカルフィルタが作られること
になる。
シリコン膜により形成されているが、下地金属が振動子
６１の直下まで延びて、ゲート電極（駆動電極）６６と
なっている。出力端子６３と振動子６１は、共通の金属
電極６７上に形成されている。実際にはこの様な単位振
動子フィルタを複数個並列接続することによって、所定
の通過帯域幅を持つメカニカルフィルタが作られること
になる。
【００１６】振動子６１は、駆動電極６６の駆動によ
り、上下に振動する。この振動子６１の共振周波数ｆ０
は、振動子６１のバネ定数ｋと質量ｍを用いて、ｆ０＝
（１／２π）√（ｋ／ｍ）と表される。図１６の構造と
寸法では、ｋ＝３Ｅｈ3ｂ／ｌ3，ｍ＝ρＬｗｈであるの
で、ｆ０＝（１／π）√（Ｅｈ2ｂ／ρＬｗｌ3）とな
る。ここで、Ｅは振動子のヤング率、ρは密度であり、
シリコンの場合、Ｅ＝１．７×１０11Ｐａ、ρ＝２．３
３×１０3ｋｇ／ｍ-3である。具体的に図１６の寸法
を、Ｌ＝１３．１μｍ、ｌ＝１０．４μｍ、ｗ＝６μ
ｍ、ｈ＝２μｍ、ｂ＝１μｍとして、ｆ０＝９２ＭＨｚ
が得られた。
り、上下に振動する。この振動子６１の共振周波数ｆ０
は、振動子６１のバネ定数ｋと質量ｍを用いて、ｆ０＝
（１／２π）√（ｋ／ｍ）と表される。図１６の構造と
寸法では、ｋ＝３Ｅｈ3ｂ／ｌ3，ｍ＝ρＬｗｈであるの
で、ｆ０＝（１／π）√（Ｅｈ2ｂ／ρＬｗｌ3）とな
る。ここで、Ｅは振動子のヤング率、ρは密度であり、
シリコンの場合、Ｅ＝１．７×１０11Ｐａ、ρ＝２．３
３×１０3ｋｇ／ｍ-3である。具体的に図１６の寸法
を、Ｌ＝１３．１μｍ、ｌ＝１０．４μｍ、ｗ＝６μ
ｍ、ｈ＝２μｍ、ｂ＝１μｍとして、ｆ０＝９２ＭＨｚ
が得られた。
【００１７】一方、携帯端末等では、８００ＭＨｚ〜５
ＧＨｚといった周波数帯が用いられ、この様な用途には
更に高周波のメカニカルフィルタが望まれる。図１７
は、その様な高周波受信部の構成例であり、バンドパス
フィルタ１７１、低ノイズのアンプ１７２、バンドパス
フィルタ１７３、ミキサー１７４等を備えて構成され
る。ミキサー１７４は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋ
ｅｄ Ｌｏｏｐ）／ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を備えた位相制
御回路１７５により制御される。この様な受信部のバン
ドパスフィルタ１７１，１７３や、更に位相制御回路１
７５のＰＬＬ／ＶＣＯにも、メカニカルフィルタが望ま
れる。
ＧＨｚといった周波数帯が用いられ、この様な用途には
更に高周波のメカニカルフィルタが望まれる。図１７
は、その様な高周波受信部の構成例であり、バンドパス
フィルタ１７１、低ノイズのアンプ１７２、バンドパス
フィルタ１７３、ミキサー１７４等を備えて構成され
る。ミキサー１７４は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋ
ｅｄ Ｌｏｏｐ）／ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を備えた位相制
御回路１７５により制御される。この様な受信部のバン
ドパスフィルタ１７１，１７３や、更に位相制御回路１
７５のＰＬＬ／ＶＣＯにも、メカニカルフィルタが望ま
れる。
【００１８】図１６のフィルタ構造で更に高周波化する
ためには、ｈを大きくする、ｂを大きくする、Ｌ，ｌを
小さくする等が考えられるが、現在の半導体プロセスで
は、高周波化は容易ではない。また、構造とプロセスも
複雑である。
ためには、ｈを大きくする、ｂを大きくする、Ｌ，ｌを
小さくする等が考えられるが、現在の半導体プロセスで
は、高周波化は容易ではない。また、構造とプロセスも
複雑である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにこれまで
提案されているマイクロメカニカルスイッチは、製造プ
ロセスが複雑であり、低しきい値電圧特性を得ることが
難しい。特に、接点間のギャップｇが、犠牲層の厚み及
び犠牲層のエッチング量等のプロセスに依存しているた
め、しきい電圧Ｖｔｈを低減させることが困難であっ
た。マイクロメカニカル振動子においても、従来提案さ
れているのは、構造、製造プロセスともに複雑であり、
高周波化も難しい。この発明は、上記事情を考慮してな
されたもので、簡単な構造とプロセスにより高性能特性
を得ることを可能としたマイクロメカニカルデバイスを
提供することを目的とする。
提案されているマイクロメカニカルスイッチは、製造プ
ロセスが複雑であり、低しきい値電圧特性を得ることが
難しい。特に、接点間のギャップｇが、犠牲層の厚み及
び犠牲層のエッチング量等のプロセスに依存しているた
め、しきい電圧Ｖｔｈを低減させることが困難であっ
た。マイクロメカニカル振動子においても、従来提案さ
れているのは、構造、製造プロセスともに複雑であり、
高周波化も難しい。この発明は、上記事情を考慮してな
されたもので、簡単な構造とプロセスにより高性能特性
を得ることを可能としたマイクロメカニカルデバイスを
提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
メカニカルスイッチは、基板と、この基板上に所定ギャ
ップをもって浮いた状態で機械的に変位可能に形成さ
れ、前記基板に固定された固定部を備えて互いに近接配
置された少なくとも一対のビームと、前記基板上の前記
一対のビームの間に配置されて前記一対のビームを静電
気力により前記基板と平行方向に変位させるための駆動
電極と、を有することを特徴とする。
メカニカルスイッチは、基板と、この基板上に所定ギャ
ップをもって浮いた状態で機械的に変位可能に形成さ
れ、前記基板に固定された固定部を備えて互いに近接配
置された少なくとも一対のビームと、前記基板上の前記
一対のビームの間に配置されて前記一対のビームを静電
気力により前記基板と平行方向に変位させるための駆動
電極と、を有することを特徴とする。
【００２１】この発明に係る振動子フィルタは、基板
と、この基板上に所定間隔をおいて形成された入力端子
電極及び出力端子電極と、前記基板上の前記入力端子電
極と出力端子電極の間にこれらと同じ材料により形成さ
れて、その両側面がそれぞれ前記入力端子電極及び出力
端子電極の側面に対して微小ギャップをもって対向し且
つ、前記基板に固定された柱状の支持ビームにより基板
と平行方向に変位可能に保持された振動子と、を有する
ことを特徴とする。
と、この基板上に所定間隔をおいて形成された入力端子
電極及び出力端子電極と、前記基板上の前記入力端子電
極と出力端子電極の間にこれらと同じ材料により形成さ
れて、その両側面がそれぞれ前記入力端子電極及び出力
端子電極の側面に対して微小ギャップをもって対向し且
つ、前記基板に固定された柱状の支持ビームにより基板
と平行方向に変位可能に保持された振動子と、を有する
ことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。 ［実施の形態１］図１は、この発明の実施の形態による
マイクロメカニカルスイッチの平面図であり、図２
（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１のI-I'及びII-II'断面を
示し、図３は同じくIII-III'断面図を示している。
の実施の形態を説明する。 ［実施の形態１］図１は、この発明の実施の形態による
マイクロメカニカルスイッチの平面図であり、図２
（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１のI-I'及びII-II'断面を
示し、図３は同じくIII-III'断面図を示している。
【００２３】このマイクロメカニカルスイッチは、シリ
コン基板１０上に、表面マイクロマシン技術により形成
される。ビーム１１は、その両端部が基板１０に固定さ
れたアンカー部（固定部）１２であって、それ以外は基
板１０から浮いて形成されている。ここでは、３本のビ
ーム１１が平行に配置された例を示しているが、少なく
とも一対のビームがあればよく、或いは更に多くのビー
ムを繰り返し配列することもできる。
コン基板１０上に、表面マイクロマシン技術により形成
される。ビーム１１は、その両端部が基板１０に固定さ
れたアンカー部（固定部）１２であって、それ以外は基
板１０から浮いて形成されている。ここでは、３本のビ
ーム１１が平行に配置された例を示しているが、少なく
とも一対のビームがあればよく、或いは更に多くのビー
ムを繰り返し配列することもできる。
【００２４】ビーム１１の長手方向の中央部には、可動
接点１３がパターン形成されている。また、各ビーム１
１の間に、この例では２個ずつの駆動電極（ゲート電
極）１４が、基板１０に固定された状態で配置されてい
る。ビーム１１、これと連続的に形成されたアンカー部
１２と可動接点１３、及びこれらとは分離して形成され
た駆動電極１４は、いずれも、多結晶シリコン層２１と
これに重ねられた金属層２２の積層構造として、パター
ニングされている。
接点１３がパターン形成されている。また、各ビーム１
１の間に、この例では２個ずつの駆動電極（ゲート電
極）１４が、基板１０に固定された状態で配置されてい
る。ビーム１１、これと連続的に形成されたアンカー部
１２と可動接点１３、及びこれらとは分離して形成され
た駆動電極１４は、いずれも、多結晶シリコン層２１と
これに重ねられた金属層２２の積層構造として、パター
ニングされている。
【００２５】可動接点１３に開けられた孔２３は、金属
層２２及び多結晶シリコン層２１を貫通して形成された
もので、後に説明するようにビーム１１の下地層として
形成される犠牲層を効率的にエッチング除去するための
ものである。即ち可動接点１３の部分はビーム１１の本
体部より面積が大きく、犠牲層を周辺からの横方向エッ
チングのみで除去するには時間がかかる。そこで犠牲層
のエッチング時間を短くするために、孔２３を介した犠
牲層エッチングを利用する。
層２２及び多結晶シリコン層２１を貫通して形成された
もので、後に説明するようにビーム１１の下地層として
形成される犠牲層を効率的にエッチング除去するための
ものである。即ち可動接点１３の部分はビーム１１の本
体部より面積が大きく、犠牲層を周辺からの横方向エッ
チングのみで除去するには時間がかかる。そこで犠牲層
のエッチング時間を短くするために、孔２３を介した犠
牲層エッチングを利用する。
【００２６】この様な構成として、アンカー部１２を基
準電位として、所定の駆動電極１４にゲート電圧を印加
すると、その駆動電極１４を挟んで対をなすビーム１１
は、静電力により引き寄せられて、可動接点１３が横方
向に変位して接触し、短絡する。この場合、一対のビー
ム１１が互いに引き寄せられるように変位するから、ビ
ーム１１と駆動電極１４の間のギャップｄ０を、隣接す
る可動接点１３の間のギャップｇよりも小さくしても、
ビーム１１と駆動電極１４が短絡することなく、可動接
点１３を短絡させることができる。
準電位として、所定の駆動電極１４にゲート電圧を印加
すると、その駆動電極１４を挟んで対をなすビーム１１
は、静電力により引き寄せられて、可動接点１３が横方
向に変位して接触し、短絡する。この場合、一対のビー
ム１１が互いに引き寄せられるように変位するから、ビ
ーム１１と駆動電極１４の間のギャップｄ０を、隣接す
る可動接点１３の間のギャップｇよりも小さくしても、
ビーム１１と駆動電極１４が短絡することなく、可動接
点１３を短絡させることができる。
【００２７】図１５に示したような、一本のビームを縦
方向に変位させる従来方式では、低しきい値を得るため
には、ゲート電極とビーム間のギャップｄ０に比べて、
接点間ギャップｇを小さくする工夫が必要であるのに対
し、この実施の形態では、対をなすビーム１１の横方向
変位を利用するために、ビーム１１と駆動電極１４の間
のギャップｄ０を接点間ギャップｇより小さくして、低
しきい値特性を得ることが可能になる。
方向に変位させる従来方式では、低しきい値を得るため
には、ゲート電極とビーム間のギャップｄ０に比べて、
接点間ギャップｇを小さくする工夫が必要であるのに対
し、この実施の形態では、対をなすビーム１１の横方向
変位を利用するために、ビーム１１と駆動電極１４の間
のギャップｄ０を接点間ギャップｇより小さくして、低
しきい値特性を得ることが可能になる。
【００２８】また、この実施の形態では、３本のビーム
１１が中央のビームを挟んで左右対称に配置されてい
る。従って、中央のビームを挟んでその両側にある駆動
電極１４を用いて、双接点リレーが実現できる。更に可
動接点１３の接触面積は、金属層２２の厚みにより自由
に設定することができ、高い信頼性が得られる。
１１が中央のビームを挟んで左右対称に配置されてい
る。従って、中央のビームを挟んでその両側にある駆動
電極１４を用いて、双接点リレーが実現できる。更に可
動接点１３の接触面積は、金属層２２の厚みにより自由
に設定することができ、高い信頼性が得られる。
【００２９】この実施の形態のマイクロリレースイッチ
の製造工程を、図４〜図９を参照して説明する。これら
各図の（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ），（ｂ）
の断面に対応する。
の製造工程を、図４〜図９を参照して説明する。これら
各図の（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ），（ｂ）
の断面に対応する。
【００３０】図４に示すように、シリコン基板１０にま
ず、犠牲層３１を約１μｍ堆積する。具体的に犠牲層３
１には、ビーム構成材料及び基板１０に対してエッチン
グ選択比の大きくとれる材料であるシリコン酸化膜やシ
リコン窒化膜等の絶縁層が用いられる。そして、この犠
牲層３１を選択エッチングして、後に形成されるアンカ
ー部やゲート電極部等、基板に固定する必要がある箇所
に基板１０に達する孔３２を形成する。
ず、犠牲層３１を約１μｍ堆積する。具体的に犠牲層３
１には、ビーム構成材料及び基板１０に対してエッチン
グ選択比の大きくとれる材料であるシリコン酸化膜やシ
リコン窒化膜等の絶縁層が用いられる。そして、この犠
牲層３１を選択エッチングして、後に形成されるアンカ
ー部やゲート電極部等、基板に固定する必要がある箇所
に基板１０に達する孔３２を形成する。
【００３１】次に、図５に示すように、スイッチ部材の
基材となる多結晶シリコン層２１を約１μｍ堆積する。
そしてこの多結晶シリコン層を選択エッチングして、図
６に示すように、ビーム１１とこれに連続する可動接点
１３及びアンカー部１２（図６には示されていない）、
これらとは独立した駆動電極１４をパターン形成する。
このとき同時に、可動接点１３の部分には、後に犠牲層
３１のエッチングに利用する幾つかの孔２３を形成す
る。
基材となる多結晶シリコン層２１を約１μｍ堆積する。
そしてこの多結晶シリコン層を選択エッチングして、図
６に示すように、ビーム１１とこれに連続する可動接点
１３及びアンカー部１２（図６には示されていない）、
これらとは独立した駆動電極１４をパターン形成する。
このとき同時に、可動接点１３の部分には、後に犠牲層
３１のエッチングに利用する幾つかの孔２３を形成す
る。
【００３２】次に、図７に示すように、金属層２２を全
面に約１μｍ堆積する。そしてこの金属層２２を、図８
に示すように、ほぼ多結晶シリコン層２１と同じパター
ンで選択エッチングして、ビーム１１、アンカー部１
２、可動接点１３及び駆動電極１４を、多結晶シリコン
層２１との積層構造として形成する。但し、可動接点１
３については、隣接するものとの間に微小ギャップを形
成すべく、基材の多結晶シリコン層２１のエッジから横
方向に突き出た状態にパターニングしている。また、可
動接点１３には、下地の多結晶シリコン層２１に形成し
た孔２３と連通する孔をパターン形成する。
面に約１μｍ堆積する。そしてこの金属層２２を、図８
に示すように、ほぼ多結晶シリコン層２１と同じパター
ンで選択エッチングして、ビーム１１、アンカー部１
２、可動接点１３及び駆動電極１４を、多結晶シリコン
層２１との積層構造として形成する。但し、可動接点１
３については、隣接するものとの間に微小ギャップを形
成すべく、基材の多結晶シリコン層２１のエッジから横
方向に突き出た状態にパターニングしている。また、可
動接点１３には、下地の多結晶シリコン層２１に形成し
た孔２３と連通する孔をパターン形成する。
【００３３】最後に、犠牲層３１をエッチング除去し
て、図９に示すように、ビーム１１及び可動接点１３が
基板１０から浮いた状態を形成する。可動接点１３は、
ビーム１１より幅広に形成されているが、周辺からと同
時に孔２３を介して犠牲層３１のエッチングが進行する
ため、比較的短時間のエッチングで犠牲層３１を除去す
ることが可能である。
て、図９に示すように、ビーム１１及び可動接点１３が
基板１０から浮いた状態を形成する。可動接点１３は、
ビーム１１より幅広に形成されているが、周辺からと同
時に孔２３を介して犠牲層３１のエッチングが進行する
ため、比較的短時間のエッチングで犠牲層３１を除去す
ることが可能である。
【００３４】この実施の形態の場合、リソグラフィ工程
は、次の３工程である。 犠牲層３１のパターニング（図４） 多結晶シリコン層２１のパターニング（図６） 金属層２２のパターニング（図８）
は、次の３工程である。 犠牲層３１のパターニング（図４） 多結晶シリコン層２１のパターニング（図６） 金属層２２のパターニング（図８）
【００３５】従って、２層の導体層を用いる従来方式に
比べて、製造プロセスは簡単になっている。そしてこの
実施の形態によれば、接点間ギャップ及びビーム間ギャ
ップが、犠牲層厚みやエッチング量に左右されず、リソ
グラフィの精度で決まるから、高精度で微小ギャップを
得ることができる。これにより、低しきい値電圧のリレ
ースイッチが得られる。
比べて、製造プロセスは簡単になっている。そしてこの
実施の形態によれば、接点間ギャップ及びビーム間ギャ
ップが、犠牲層厚みやエッチング量に左右されず、リソ
グラフィの精度で決まるから、高精度で微小ギャップを
得ることができる。これにより、低しきい値電圧のリレ
ースイッチが得られる。
【００３６】上記実施の形態では、アンカー部１２及び
駆動電極部１４は、予め犠牲層３１を除去することによ
り、基板１０に固定されるようにした。これに対して、
犠牲層３１をパターニングすることなく、アンカー部１
２及び駆動電極部１４は犠牲層３１を介して基板１０に
固定された状態とすることもできる。その場合の図３に
対応する断面図を示すと、図１０のようになる。
駆動電極部１４は、予め犠牲層３１を除去することによ
り、基板１０に固定されるようにした。これに対して、
犠牲層３１をパターニングすることなく、アンカー部１
２及び駆動電極部１４は犠牲層３１を介して基板１０に
固定された状態とすることもできる。その場合の図３に
対応する断面図を示すと、図１０のようになる。
【００３７】アンカー部１２は、面積を大きくすること
で、ビーム１１の下の犠牲層３１がエッチング除去され
ても残るようにすることができる。駆動電極１４の部分
も同様に犠牲層３１を介して基板１０に固定された状態
とする。可動接点１３の部分も面積が大きいが、犠牲層
エッチングのための孔２３を開けておくことにより、完
全に犠牲層３１を除くことができる。この様にすれば、
リソグラフィ工程は１回少なくて済み、プロセスはより
簡単になる。
で、ビーム１１の下の犠牲層３１がエッチング除去され
ても残るようにすることができる。駆動電極１４の部分
も同様に犠牲層３１を介して基板１０に固定された状態
とする。可動接点１３の部分も面積が大きいが、犠牲層
エッチングのための孔２３を開けておくことにより、完
全に犠牲層３１を除くことができる。この様にすれば、
リソグラフィ工程は１回少なくて済み、プロセスはより
簡単になる。
【００３８】前述のように、先の実施の形態の場合、ア
ンカー部１２及び駆動電極部１４は、予め犠牲層３１を
除去することで、基板に固定されるようにしている。従
って、可動接点１３部に孔２３を形成しなくても、犠牲
層と他の材料部のエッチング選択比が十分に大きくとれ
るという条件の下で、エッチング時間を十分にとれば、
その下の犠牲層を横方向からのエッチングのみで除去す
ること可能である。しかし、アンカー部１２と駆動電極
部１４をその下に犠牲層３１を残して固定する方法の場
合、可動接点１３の面積がアンカー部１３或いは駆動電
極１４と同程度であるとすると、可動接点１３の下の犠
牲層３１を除去するには、孔２３を開けておくことが不
可欠になる。
ンカー部１２及び駆動電極部１４は、予め犠牲層３１を
除去することで、基板に固定されるようにしている。従
って、可動接点１３部に孔２３を形成しなくても、犠牲
層と他の材料部のエッチング選択比が十分に大きくとれ
るという条件の下で、エッチング時間を十分にとれば、
その下の犠牲層を横方向からのエッチングのみで除去す
ること可能である。しかし、アンカー部１２と駆動電極
部１４をその下に犠牲層３１を残して固定する方法の場
合、可動接点１３の面積がアンカー部１３或いは駆動電
極１４と同程度であるとすると、可動接点１３の下の犠
牲層３１を除去するには、孔２３を開けておくことが不
可欠になる。
【００３９】［実施の形態２］上記実施の形態では、ビ
ームの両端を固定したが、ビームの一端のみアンカー部
に固定した片持ち形式とすることもできる。その様な実
施の形態の平面図を図１に対応させて図１１に示す。先
の実施の形態と対応する部分には同じ符号を付してあ
る。図１１のＩ−Ｉ’及びII-II’断面は、図２（ａ）
（ｂ）と同じになる。図１１の III−III’断面図は、
図１２のようになり、可動接点１３が開放端となってい
る。この様な片持ち形式にすると、先の実施の形態に比
べてデバイス面積を小さくすることができる。
ームの両端を固定したが、ビームの一端のみアンカー部
に固定した片持ち形式とすることもできる。その様な実
施の形態の平面図を図１に対応させて図１１に示す。先
の実施の形態と対応する部分には同じ符号を付してあ
る。図１１のＩ−Ｉ’及びII-II’断面は、図２（ａ）
（ｂ）と同じになる。図１１の III−III’断面図は、
図１２のようになり、可動接点１３が開放端となってい
る。この様な片持ち形式にすると、先の実施の形態に比
べてデバイス面積を小さくすることができる。
【００４０】［実施の形態３］図１３（ａ）（ｂ）は、
この発明をマイクロメカニカル振動子フィルタに適用し
た実施の形態の平面図とそのＩ−Ｉ’断面図である。図
に示しているのは、単位振動子フィルタであって、シリ
コン基板４０と、この上に堆積された多結晶シリコン層
を矩形パターンに形成して得られた振動子４１と入力端
子電極４２及び出力端子電極４３とを有する。実際のメ
カニカルフィルタは、この様な単位振動子フィルタを複
数個配列することにより、所定の通過帯域幅を持つよう
に構成される。
この発明をマイクロメカニカル振動子フィルタに適用し
た実施の形態の平面図とそのＩ−Ｉ’断面図である。図
に示しているのは、単位振動子フィルタであって、シリ
コン基板４０と、この上に堆積された多結晶シリコン層
を矩形パターンに形成して得られた振動子４１と入力端
子電極４２及び出力端子電極４３とを有する。実際のメ
カニカルフィルタは、この様な単位振動子フィルタを複
数個配列することにより、所定の通過帯域幅を持つよう
に構成される。
【００４１】振動子４１は、入力端子電極４２と出力端
子電極４３の間に配置され、１箇所乃至複数箇所（実施
の形態では４箇所）で柱状の支持ビーム４４により基板
４０に固定されて、支持ビーム４４のたわみにより横方
向（基板に平行な方向）の変位が可能となっている。入
力端子電極４２及び出力端子電極４３は、大きな面積の
固定部４５，４６で基板４０に固定されている。
子電極４３の間に配置され、１箇所乃至複数箇所（実施
の形態では４箇所）で柱状の支持ビーム４４により基板
４０に固定されて、支持ビーム４４のたわみにより横方
向（基板に平行な方向）の変位が可能となっている。入
力端子電極４２及び出力端子電極４３は、大きな面積の
固定部４５，４６で基板４０に固定されている。
【００４２】振動子４１の両側面は、それぞれ入力端子
電極４２及び出力端子電極４３の側面に対して、微小な
ギャップ４７をもって対向する。入力端子電極４２に電
圧を印加すると、振動子４１に静電力が作用して、振動
子４１は、横方向に振動可能である。振動子４１は、支
持ビーム４４のバネ定数と、支持ビーム４４上の振動子
本体部の質量とにより決まる固有振動周波数（共振周波
数）を持つ。従って、入力端子電極４２に交流電圧を印
加したとき、入力交流電圧が振動子４１の固有振動周波
数のときに共振し、その逆位相の電圧が出力端子４３に
現れて、フィルタ機能を示す。
電極４２及び出力端子電極４３の側面に対して、微小な
ギャップ４７をもって対向する。入力端子電極４２に電
圧を印加すると、振動子４１に静電力が作用して、振動
子４１は、横方向に振動可能である。振動子４１は、支
持ビーム４４のバネ定数と、支持ビーム４４上の振動子
本体部の質量とにより決まる固有振動周波数（共振周波
数）を持つ。従って、入力端子電極４２に交流電圧を印
加したとき、入力交流電圧が振動子４１の固有振動周波
数のときに共振し、その逆位相の電圧が出力端子４３に
現れて、フィルタ機能を示す。
【００４３】具体的に、支持ビーム４４の角柱の辺を
ａ，ｂ、高さをｌとして、バネ定数は、ｋ＝４Ｅａ3ｂ
／ｌ3となる。振動子４１の面の大きさをＬ×ｗ、厚み
をｈ、密度をρとして、共振周波数は、ｆ０＝（１／
π）√（Ｅａ3ｂ／ρＬｗｈｌ3）となる。例えば、Ｌ＝
４μｍ、ｗ＝４μｍ、ｈ＝１μｍ、ｌ＝０．７５μｍ、
ａ＝ｂ＝１μｍとしたとき、ｆ０＝１．０５ＧＨｚとな
る。
ａ，ｂ、高さをｌとして、バネ定数は、ｋ＝４Ｅａ3ｂ
／ｌ3となる。振動子４１の面の大きさをＬ×ｗ、厚み
をｈ、密度をρとして、共振周波数は、ｆ０＝（１／
π）√（Ｅａ3ｂ／ρＬｗｈｌ3）となる。例えば、Ｌ＝
４μｍ、ｗ＝４μｍ、ｈ＝１μｍ、ｌ＝０．７５μｍ、
ａ＝ｂ＝１μｍとしたとき、ｆ０＝１．０５ＧＨｚとな
る。
【００４４】この実施の形態の方式が、図１６に示す従
来方式と比べて高周波化が容易である理由の一つは、振
動子の厚みｈの共振周波数ｆ０への寄与の仕方が異なる
ことにある。即ち従来方式では、共振周波数ｆ０は、振
動子の厚みｈに比例する。この振動子の厚みｈだけで共
振周波数を１０倍にすることを考えると、例えば１０μ
ｍの膜厚を１００μｍまで厚くすることになり、これは
容易ではない。これに対してこの実施の形態の方式で
は、共振周波数ｆ０は、√ｌ3（ｌは犠牲層の厚さ）に
反比例し、高周波化のために振動子の厚みｈを小さくす
ることは容易である。その他、共振周波数を決定する二
次元寸法は、上述の例のように通常の半導体プロセスの
加工範囲で選択でき、高周波化が容易である。従って、
この実施の形態により、携帯端末等に有用な高周波フィ
ルタをコンパクトに構成することが可能になる。
来方式と比べて高周波化が容易である理由の一つは、振
動子の厚みｈの共振周波数ｆ０への寄与の仕方が異なる
ことにある。即ち従来方式では、共振周波数ｆ０は、振
動子の厚みｈに比例する。この振動子の厚みｈだけで共
振周波数を１０倍にすることを考えると、例えば１０μ
ｍの膜厚を１００μｍまで厚くすることになり、これは
容易ではない。これに対してこの実施の形態の方式で
は、共振周波数ｆ０は、√ｌ3（ｌは犠牲層の厚さ）に
反比例し、高周波化のために振動子の厚みｈを小さくす
ることは容易である。その他、共振周波数を決定する二
次元寸法は、上述の例のように通常の半導体プロセスの
加工範囲で選択でき、高周波化が容易である。従って、
この実施の形態により、携帯端末等に有用な高周波フィ
ルタをコンパクトに構成することが可能になる。
【００４５】この実施の形態のフィルタの製造工程を図
１４を参照して説明する。図１４（ａ）に示すように、
シリコン基板４０に、犠牲膜４８をパターン形成する。
犠牲膜４８は例えば、シリコン酸化膜であり、入出力端
子電極４２，４３の固定部及び振動子４１の固定部であ
る支持ビーム部に開口をパターン形成する。そして、図
１４（ｂ）に示すように、多結晶シリコン層４９及び電
極膜７１を堆積する。次いで、図１４（ｃ）に示すよう
に、電極膜７１を入出力端子部のみに残すようにパター
ニングし、更に多結晶シリコン層をパターニングして、
入力端子電極４２、振動子４１及び出力端子電極４３を
分離形成する。最後に犠牲層４８をエッチング除去すれ
ば、完成する。
１４を参照して説明する。図１４（ａ）に示すように、
シリコン基板４０に、犠牲膜４８をパターン形成する。
犠牲膜４８は例えば、シリコン酸化膜であり、入出力端
子電極４２，４３の固定部及び振動子４１の固定部であ
る支持ビーム部に開口をパターン形成する。そして、図
１４（ｂ）に示すように、多結晶シリコン層４９及び電
極膜７１を堆積する。次いで、図１４（ｃ）に示すよう
に、電極膜７１を入出力端子部のみに残すようにパター
ニングし、更に多結晶シリコン層をパターニングして、
入力端子電極４２、振動子４１及び出力端子電極４３を
分離形成する。最後に犠牲層４８をエッチング除去すれ
ば、完成する。
【００４６】この実施の形態の場合、リソグラフィ工程
は、犠牲層４８のパターニング、電極膜のパターニング
及び多結晶シリコン層４９のパターニングの３回であ
る。従って工程は極めて簡単である。また、先に挙げた
寸法は、現状の半導体製造プロセス技術で容易に実現で
きる。なお、振動子や入出力端子電極は、多結晶シリコ
ンに限らず、他の適当に導体層を用いても構成すること
ができる。
は、犠牲層４８のパターニング、電極膜のパターニング
及び多結晶シリコン層４９のパターニングの３回であ
る。従って工程は極めて簡単である。また、先に挙げた
寸法は、現状の半導体製造プロセス技術で容易に実現で
きる。なお、振動子や入出力端子電極は、多結晶シリコ
ンに限らず、他の適当に導体層を用いても構成すること
ができる。
【００４７】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、ス
イッチ接点や振動子等の可動部を、横方向に変位するよ
うに形成することにより、簡単な構造とプロセスで高性
能化を図ったマイクロメカニカルデバイスを得ることが
できる。
イッチ接点や振動子等の可動部を、横方向に変位するよ
うに形成することにより、簡単な構造とプロセスで高性
能化を図ったマイクロメカニカルデバイスを得ることが
できる。
【図１】この発明の実施の形態によるマイクロリレーの
平面図である。
平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’及びII-II’断面図である。
【図３】図１のIII−III’断面図である。
【図４】同実施の形態のマイクロリレーの製造工程にお
ける犠牲膜形成工程及び犠牲膜パターニング工程を示す
図である。
ける犠牲膜形成工程及び犠牲膜パターニング工程を示す
図である。
【図５】同実施の形態の多結晶シリコン層形成工程を示
す図である。
す図である。
【図６】同実施の形態の多結晶シリコン層パターニング
工程を示す図である。
工程を示す図である。
【図７】同実施の形態の金属層形成工程を示す図であ
る。
る。
【図８】同実施の形態の金属層パターニング工程を示す
図である。
図である。
【図９】同実施の形態の犠牲層除去の工程を示す図であ
る。
る。
【図１０】他の実施の形態によるマイクロリレーの断面
図である。
図である。
【図１１】他の実施の形態によるマイクロリレーの平面
図である。
図である。
【図１２】図１１のIII−III’断面図である。
【図１３】他の実施の形態による振動子フィルタの構成
を示す平面図とそのＩ−Ｉ’断面図である。
を示す平面図とそのＩ−Ｉ’断面図である。
【図１４】同実施の形態の製造工程を示す断面図であ
る。
る。
【図１５】従来のマイクロメカニカルスイッチの構成を
示す平面図とそのＩ−Ｉ’断面図である。
示す平面図とそのＩ−Ｉ’断面図である。
【図１６】従来の振動子フィルタの構成を示す平面図と
そのＩ−Ｉ’断面図である。
そのＩ−Ｉ’断面図である。
【図１７】高周波受信部の構成例を示す図である。
１０…シリコン基板、１１…ビーム、１２…アンカー
部、１３…可動接点、１４…駆動電極、２１…多結晶シ
リコン層、２２…金属層、２３…孔、３１…犠牲層、４
０…シリコン基板、４１…振動子、４２…入力端子電
極、４３…出力端子電極、４４…支持ビーム、４５，４
６…固定部、４７…ギャップ、４８…犠牲層、４９…多
結晶シリコン層。
部、１３…可動接点、１４…駆動電極、２１…多結晶シ
リコン層、２２…金属層、２３…孔、３１…犠牲層、４
０…シリコン基板、４１…振動子、４２…入力端子電
極、４３…出力端子電極、４４…支持ビーム、４５，４
６…固定部、４７…ギャップ、４８…犠牲層、４９…多
結晶シリコン層。
Claims (8)
- 【請求項１】 基板と、 この基板上に所定ギャップをもって浮いた状態で機械的
に変位可能に形成され、前記基板に固定された固定部を
備えて互いに近接配置された少なくとも一対のビーム
と、 前記基板上の前記一対のビームの間に配置されて前記一
対のビームを静電気力により前記基板と平行方向に変位
させるための駆動電極と、を有することを特徴とするマ
イクロメカニカルスイッチ。 - 【請求項２】 前記ビームは、多結晶シリコン層と金属
層の積層構造として形成されていることを特徴とする請
求項１記載のマイクロメカニカルスイッチ。 - 【請求項３】 前記ビームは、両端が前記固定部に固定
され、中央に可動接点を有することを特徴とする請求項
１記載のマイクロメカニカルスイッチ。 - 【請求項４】 前記ビームは、一端が前記固定部に固定
され、他端の開放端を可動接点とする片持ち形式に形成
されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロメ
カニカルスイッチ。 - 【請求項５】 基板と、 この基板上に所定間隔をおいて形成された入力端子電極
及び出力端子電極と、 前記基板上の前記入力端子電極と出力端子電極の間にこ
れらと同じ材料により形成されて、その両側面がそれぞ
れ前記入力端子電極及び出力端子電極の側面に対して微
小ギャップをもって対向し且つ、前記基板に固定された
柱状の支持ビームにより基板と平行方向に変位可能に保
持された振動子と、を有することを特徴とする振動子フ
ィルタ。 - 【請求項６】 前記入力端子電極、出力端子電極及び振
動子は、前記基板上に堆積された多結晶シリコン層を矩
形パターンに形成したものであり、振動子は複数箇所で
支持ビームにより保持されていることを特徴とする請求
項５記載の振動子フィルタ。 - 【請求項７】 基板に犠牲層を形成する工程と、 前記犠牲層上に多結晶シリコン層を形成する工程と、 前記多結晶シリコン層を選択エッチングして、少なくと
も一端を前記基板に固定するための固定部とし、この固
定部から連続して互いに近接して配置された一対のビー
ム、及び一対のビームの間に配置された駆動電極部を形
成する工程と、 前記多結晶シリコン層からなる固定部、ビーム及び駆動
電極部を覆って導体層を形成する工程と、 前記導体層を選択エッチングして、前記固定部、ビーム
及び駆動電極部を多結晶シリコン層と導体層の積層構造
として形成する工程と、 前記犠牲層の少なくとも前記ビームの直下の部分をエッ
チング除去する工程と、を有することを特徴とするマイ
クロメカニカルスイッチの製造方法。 - 【請求項８】 基板に所定の開口部を持つ犠牲層をパタ
ーン形成する工程と、 前記犠牲層が形成された基板上に導体層を堆積する工程
と、 前記導体層をパターニングして、所定間隔をおいて配置
されて前記犠牲層の開口部で前記基板に固定される入力
端子電極及び出力端子電極と、これらの間に両側面がそ
れぞれ前記入力端子電極及び出力端子電極の側面に対し
て微小ギャップをもって対向するように配置されて前記
犠牲層の開口部で柱状の支持ビームにより前記基板に保
持された振動子とを形成する工程と、 前記犠牲層を除去する工程と、を有することを特徴とす
る振動子フィルタの製造方法。
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