JP2004055410A - バイモルフスイッチ、バイモルフスイッチ製造方法、電子回路、及び電子回路製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストなバイモルフスイッチを提供する。
【解決手段】可動接点１０２と固定接点１０４とを電気的に接続するバイモルフスイッチ１００であって、表面及び裏面、並びに当該表面から当該裏面へ貫通して設けられた貫通孔１１４を有する基板１２６と、貫通孔１１４の開口部の縁部から当該開口部の内側に延伸する固定接点１０４と、可動接点１０２を開口部と対向して保持し、当該可動接点１０２を駆動するバイモルフ部１０８とを備える。バイモルフ部１０８の一端は、基板の表面に形成された酸化シリコン層の上に形成されてよい。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイモルフスイッチ、バイモルフスイッチ製造方法、電子回路、及び電子回路製造方法に関する。特に本発明は、可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＥＭＳスイッチとして、バイモルフスイッチが知られている。バイモルフスイッチは、バイモルフが形成されるシリコン基板と、ガラス基板とを接合することにより形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、シリコン基板とガラス基板とを接合するために製造プロセスが複雑になるという問題があった。そのため、従来、低コストなバイモルフスイッチを提供するのは困難であった。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるバイモルフスイッチ、バイモルフスイッチ製造方法、電子回路、及び電子回路製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、表面及び裏面、並びに表面から裏面へ貫通して設けられた貫通孔を有する基板と、貫通孔の開口部の縁部から当該開口部の内側に延伸する固定接点と、可動接点を開口部と対向して保持し、当該可動接点を駆動するバイモルフ部とを備える。バイモルフ部の一端は、基板の表面に形成された酸化シリコン層の上に形成されてよい。バイモルフ部の一端は、基板の表面に形成されたポリシリコン層の上に形成されてもよい。
【０００６】
本発明の第２の形態によると、可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチを製造するバイモルフスイッチ製造方法であって、基板の表面に固定接点を形成する固定接点形成工程と、基板の表面に、固定接点を覆う犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、犠牲層の上に、可動接点を駆動するバイモルフ部を形成するバイモルフ部形成工程と、犠牲層における、少なくとも固定接点の一部を覆う部分を除去する除去工程と、バイモルフ部の基板と対向する面に可動接点を形成する可動接点形成工程とを備える。犠牲層形成工程は、犠牲層として酸化シリコン層を形成してよい。犠牲層形成工程は、犠牲層としてポリシリコン層を形成してよい。除去工程は、基板の裏面から表面に貫通するように基板をエッチングするとともに、犠牲層を除去してよい。可動接点形成工程は、バイモルフ部の基板と対向する面に金属層を堆積することにより可動接点を形成してよい。
【０００７】
本発明の第３の形態によると、可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、固定接点を保持する基板と、一端、他端、及び穴部を有し、可動接点を駆動するバイモルフ部と、バイモルフ部の一端及び他端を支持するバイモルフ支持部とを備える。
【０００８】
本発明の第４の形態によると、半導体基板上に形成された電子回路であって、第１端子及び第２端子を有し、半導体基板に形成された集積回路と、半導体基板上に裁置され、第１端子と第２端子とを電気的に接続する機械スイッチとを備える。機械スイッチは、可動接点、固定接点、及び可動接点を駆動するバイモルフ部を有し、可動接点と固定接点とを電気的に接続することにより、第１端子と第２端子とを電気的に接続するバイモルフスイッチであってよい。半導体基板上に裁置され、バイモルフスイッチを保持するスイッチ基板を更に備えてよい。縁部でスイッチ基板の表面と接触し、可動接点、固定接点、及びバイモルフ部を覆う蓋部を更に備えてよい。
【０００９】
集積回路は半導体スイッチを有し、機械スイッチは、半導体スイッチよりオフリ−ク電流が小さくてよい。集積回路は半導体スイッチを有し、機械スイッチは、半導体スイッチより大きな電流をスイッチングしてよい。集積回路は半導体スイッチを有し、機械スイッチは、半導体スイッチより高い周波数の信号をスイッチングしてよい。
【００１０】
本発明の第５の形態によると、機械スイッチ及び集積回路を備える電子回路を製造する電子回路製造方法であって、半導体基板を準備する準備工程と、半導体基板に集積回路を形成する集積回路形成工程と、機械スイッチを形成するスイッチ形成工程と、半導体基板に機械スイッチを裁置する裁置工程とを備える。
【００１１】
本発明の第６の形態によると、可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、固定接点を保持する基板と、可動接点を駆動するバイモルフ部と、バイモルフ部の表面に形成され、バイモルフ部より低い熱伝導率を有する断熱部と、バイモルフ部に対して断熱部を挟んで形成され、バイモルフ部を支持するバイモルフ支持部とを備える。バイモルフ部は、酸化シリコンにより形成された第１部材と、金属により形成された第２部材とを有し、断熱部は、酸化シリコン及び金属のいずれよりも低い熱伝導率を有してよい。
【００１２】
本発明の第７の形態によると、可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、固定接点を保持する基板と、可動接点を駆動するバイモルフ部と、バイモルフ部を支持するバイモルフ支持部とを備え、バイモルフ部は、ヒ−タと、バイモルフ支持部と接触する第１部材と、第１部材より高い熱伝導率、及び第１部材と異なる熱膨張率を有し、第１部材のバイモルフ支持部と接触する面における、第１部材とバイモルフ支持部とが接触する領域以外の部分に形成され、ヒ−タに加熱された場合にバイモルフ部を変形させる応力を生じる第２部材とを有する。
【００１３】
本発明の第８の形態によると、可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、固定接点を保持する基板と、可動接点を駆動するバイモルフ部と、バイモルフ部を支持するバイモルフ支持部とを備え、バイモルフ部は、バイモルフ支持部に固定された被支持部と、可動接点を駆動する駆動部と、バイモルフ部の表面において、被支持部から駆動部の一部に渡って形成された補強部とを有する。補強部は、少なくとも一部がバイモルフ支持部と被支持部との間に挟んで形成されてよい。補強部の一部は、被支持部を挟んでバイモルフ支持部と対向してよい。バイモルフ部は、駆動部を加熱するヒ−タと、ヒ−タと電気的に接続されたヒ−タ電極とを更に有し、補強部は、ヒ−タ電極から延伸して、ヒ−タ電極と一体に形成されてよい。
【００１４】
本発明の第９の形態によると、可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、固定接点を保持する基板と、基板と対向する表面、及び表面に対する裏面、並びに表面から裏面へ貫通する貫通孔を有し、可動接点を表面に保持するバイモルフ部と、貫通孔に設けられ、可動接点と電気的に接続された貫通配線と、バイモルフ部の裏面に設けられ、貫通配線と電気的に接続された信号線路とを備える。バイモルフ部の裏面に対して信号線路を挟んで形成され、バイモルフ部を支持するバイモルフ部を更に備えてよい。信号線路は、バイモルフ部の裏面から更に延伸して形成されてよい。可動接点は貫通配線と一体に形成されてよい。
【００１５】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネ−ションも又発明となりうる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレ−ムにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の一例の断面図を示す。バイモルフスイッチ１００は、可動接点１０２、固定接点１０４、基板１２６、バイモルフ部１０８、及びバイモルフ支持層１１０を備える。バイモルフスイッチ１００は、カンチレバ−を有する片持ち梁スイッチである。
【００１８】
バイモルフスイッチ１００は、可動接点１０２と固定接点１０４とを電気的に接続する。可動接点１０２及び固定接点１０４は、バイモルフスイッチ１００におけるスイッチの接点である。可動接点１０２及び固定接点１０４は、金属で形成されてよい。
【００１９】
基板１２６は、固定接点１０４を表面に保持するシリコン基板である。基板１２６は、表面及び裏面、並びに当該表面から当該裏面へ貫通して設けられた貫通孔１１４を有する。基板１２６は、固定接点１０４の一端を、基板１２６の表面における貫通孔１１４の開口部の内側に突出させて固定接点１０４を保持してよい。また、固定接点１０４は、貫通孔１１４の開口部の縁部から当該開口部の内側に延伸する。
【００２０】
バイモルフ部１０８は、バイモルフスイッチ１００におけるカンチレバ−に対応する部分である。バイモルフ部１０８は、可動接点１０２を貫通孔１１４の開口部と対向して保持する。バイモルフ部１０８は、可動接点１０２を駆動する。バイモルフ部１０８は、可動接点１０２を駆動することにより、可動接点１０２と固定接点１０４とを電気的に接続する。バイモルフ部１０８は、基板１２６の表面と略平行な板状の形状を有する。バイモルフ部１０８は、基板１２６の表面と対向する面に可動接点１０２を保持する。
【００２１】
バイモルフ部１０８は、温度に応じて変形する。バイモルフ部１０８は、当該変形により可動接点１０２を駆動する。バイモルフ部１０８は、固定接点１０４と可動接点１０２との距離を、温度に応じて予め定められた変位量Ｚに保持する。
【００２２】
本実施形態において、バイモルフ部１０８は、第１部材１０６、第２部材１３０、ヒ−タ１２８、及びヒ−タ電極１１２を有する。第１部材１０６は、バイモルフ部１０８における低膨張部材である。第１部材１０６は、酸化シリコンにより形成される。
【００２３】
第２部材１３０は、バイモルフ部１０８における高膨張部材である。第２部材１３０は、金属ガラスにより形成される。第２部材１３０は、第１部材１０６の、基板１２６と対向する面に形成される。第２部材１３０は、基板１２６と対向する面に可動接点１０２を保持する。第２部材１３０は、当該面の略全面に可動接点１０２に対応する金属層を保持する。
【００２４】
ヒ−タ１２８は、バイモルフ部１０８を加熱するヒ−タである。ヒ−タ１２８は、第１部材１０６の内部に形成される。また、ヒ−タ電極１１２は、ヒ−タ１２８と電気的に接続された金属電極である。
【００２５】
バイモルフ支持層１１０は、バイモルフ部１０８を支持するバイモルフ支持部の一例である。本実施形態において、バイモルフ支持層１１０は、基板１２６の表面に形成された酸化シリコン層である。バイモルフ支持層１１０は、バイモルフ部１０８と基板１２６との間に挟んで形成される。バイモルフ部１０８の一端は、バイモルフ支持層１１０の上に形成され、バイモルフ支持層１１０は、バイモルフ部１０８の当該一端を支持する。別の実施例において、バイモルフ支持層１１０は、バイモルフスイッチ１００の両端を保持してもよい。
【００２６】
また、バイモルフスイッチ１００は、基板１２６の裏面に裏面金属層１１６を更に備える。裏面金属層１１６は、可動接点１０２と同じ金属により形成される。裏面金属層１１６は、可動接点１０２と略同じ厚さを有する。裏面金属層１１６は、可動接点１０２と同じ工程で形成される。
【００２７】
別の実施例において、バイモルフ支持層１１０は、ポリシリコンにより形成されてもよい。この場合、バイモルフ部１０８の一端は、基板１２６の表面に形成されたポリシリコン層であるバイモルフ支持層１１０の上に形成される。
【００２８】
以下、本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００を製造するバイモルフスイッチ製造方法の一例を説明する。本実施形態において、バイモルフスイッチ製造方法は、固定接点形成工程、犠牲層形成工程、バイモルフ部形成工程、除去工程、及び可動接点形成工程を備える。
【００２９】
固定接点形成工程は、基板１２６の表面に固定接点１０４を形成する。固定接点形成工程は、固定接点１０４は、金属で形成する。固定接点形成工程は、例えば金（Ａｕ）メッキにより固定接点１０４を形成する。
【００３０】
犠牲層形成工程は、基板１２６の表面に、固定接点１０４を覆う犠牲層を形成する。本実施形態において、犠牲層形成工程は、犠牲層として酸化シリコン層を形成する。犠牲層形成工程は、バイモルフ支持層１１０に対応する酸化シリコン層を含む犠牲層を形成する。別の実施例において、犠牲層形成工程は、犠牲層としてポリシリコン層を形成してもよい。この場合、バイモルフ支持層１１０は、ポリシリコンにより形成される。
【００３１】
バイモルフ部形成工程は、犠牲層の上に、バイモルフ部１０８を形成する。本実施形態において、バイモルフ部形成工程は、第２部材１３０に対応する金属ガラス層及び第１部材１０６に対応する酸化シリコン層を形成する。バイモルフ部形成工程は、犠牲層の上に第２部材１３０に対応する金属ガラス層を形成し、当該金属ガラス層の上に第１部材１０６に対応する酸化シリコン層を形成する。
【００３２】
バイモルフ部形成工程は、第１部材１０６を、第１酸化シリコン層及び第２酸化シリコン層により形成する。バイモルフ部形成工程は、金属ガラス層の上に第１シリコン層を形成する。バイモルフ部形成工程は、第１酸化シリコン層の上にヒ−タ１２８を形成し、ヒ−タ１２８を挟んで、第１酸化シリコン層の上に第２酸化シリコン層を形成する。バイモルフ部形成工程は、例えばＣｒ−Ｐｔ−Ｃｒメタルによりヒ−タ１２８を形成する。バイモルフ部形成工程は、更に、ヒ−タ１２８と電気的に接続されるヒ−タ電極１１２を形成する。
【００３３】
除去工程は、犠牲層における、少なくとも固定接点１０４の一部を覆う部分を除去する。除去工程は、基板１２６の裏面から表面に貫通するように基板１２６をエッチングするとともに、犠牲層を除去する。除去工程は、当該エッチングにより貫通孔１１４を形成する。本実施形態において、除去工程は、基板１２６の表面において固定接点１０４の端部が形成された部分に開口部を有する貫通孔１１４を形成する。
【００３４】
可動接点形成工程は、バイモルフ部１０８の基板１２６と対向する面に可動接点１０２を形成する。本実施形態において、可動接点形成工程は、バイモルフ部１０８の基板１２６と対向する面に金属層を堆積することにより可動接点１０２を形成する。可動接点形成工程は、第２部材１３０の基板１２６と対向する面に、可動接点１０２に対応する金属層を形成する。本実施形態において、可動接点形成工程は、基板１２６の裏面側からのデポジションにより当該金属層を形成する。尚、基板１２６の裏面における裏面金属層１１６は、当該デポジションにより形成される。
【００３５】
バイモルフスイッチ１００は、シリコン基板である基板１２６の上にバイモルフ部１０８に対応する金属ガラス層及び酸化シリコン層を形成することで製造される。本実施形態によれば、ガラス基板とシリコン基板とを接合する工程が不要なバイモルフスイッチ製造方法を提供することができる。また、これにより、低コストなバイモルフスイッチ１００を提供することができる。
【００３６】
図２は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の上面図を示す。本実施形態において、バイモルフスイッチ１００は、複数の固定接点１０４を備える。バイモルフスイッチ１００は、複数の固定接点１０４のそれぞれと、図１に関連して説明した可動接点１０２とを電気的に接続させることにより、複数の固定接点１０４を互いに電気的に接続する。バイモルフスイッチ１００は、複数の固定接点１０４の間で信号を接続及び遮断する２接点型バイモルフスイッチである。バイモルフスイッチ１００は、複数の固定接点１０４の間で信号を接続及び遮断する。
【００３７】
また、バイモルフスイッチ１００は、複数の固定接点１０４に対応する複数の固定接点電極１３２を更に備える。複数の固定接点電極１３２のそれぞれは、複数の固定接点１０４のそれぞれに対応する電極である。固定接点電極１３２は、対応する固定接点１０４と電気的に接続される。固定接点電極１３２は、対応する固定接点１０４と一体に形成される。
【００３８】
図３は、図１に関連して説明した変位量Ｚと、図１に関連して説明したバイモルフ部１０８の温度Ｔとの関係を示すグラフである。本実施形態においては、図１に関連して説明した第２部材１３０の熱膨張率が、図１に関連して説明した第１部材１０６の熱膨張率より大きいことにより、変位量Ｚは、温度に対する増加関数となる。
【００３９】
すなわち、図１に関連して説明したヒ−タ１２８がバイモルフ部１０８を加熱しない場合、変位量Ｚは予め定められた値より小さくなり、バイモルフ部１０８は、可動接点１０２と固定接点１０４とを電気的に接続する。一方、ヒ−タ１２８がバイモルフ部１０８を加熱した場合、変位量Ｚは、当該予め定められた値以上に増大し、バイモルフ部１０８は、可動接点１０２と固定接点１０４とを電気的に切断する。
【００４０】
図４は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の別の例の断面図を示す。図４において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一又は同様の機能を有する。本例において、基板１２６は、固定接点電極１３２を、表面における貫通孔１１４の開口部を挟んでバイモルフ支持層１１０と対向する領域に保持する。固定接点１０４は、固定接点電極１３２からバイモルフ支持層１１０に向かう方向に延伸して形成される。固定接点１０４は、貫通孔１１４の開口部の近傍から当該開口部の内側に延伸する。本例によっても、低コストなバイモルフスイッチ１００を提供することができる。
【００４１】
図５は、本例に係るバイモルフスイッチ１００の上面図を示す。本例において、バイモルフスイッチ１００は、図４に関連して説明した可動接点１０２と、固定接点１０４との間で信号を接続及び遮断する１接点型バイモルフスイッチである。バイモルフスイッチ１００は、可動接点電極１１８を更に備える。可動接点電極１１８は、可動接点１０２と電気的に接続される電極である。
【００４２】
図６は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の別の例の断面図を示す。図６において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一又は同様の機能を有する。本例において、基板１２６はＳＯＩ基板である。基板１２６は、下層１２２、絶縁層１２０、及び上層１３４を有する。本例において、下層１２２は、絶縁層１２０及び上層１３４を保持するシリコン基板である。絶縁層１２０は、下層１２２の表面に形成されるシリコン酸化膜である。上層１３４は、絶縁層１２０を挟んで下層１２２と対向するシリコン基板である。上層１３４は、貫通孔１１４を有する。
【００４３】
本例において、可動接点１０２は、基板１２６の表面に対する斜め方向から金（Ａｕ）合金をスパッタリングすることにより形成される。当該スパッタリングにより基板１２６の表面に形成される当該金（Ａｕ）合金の層は、基板１２６の表面側からのイオンミリングにより除去される。本例によっても、低コストなバイモルフスイッチ１００を提供することができる。
【００４４】
図７は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の別の例の上面図を示す。図７において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一又は同様の機能を有する。本例において、バイモルフスイッチ１００は、両持ち梁スイッチである。バイモルフ部１０８は、バイモルフ部１０８の基板１２６と対向する面における略中央部に可動接点１０２を保持する。バイモルフ部１０８は、一端、他端、及び複数の穴部１２４を有する。バイモルフ部１０８の当該一端及び当該他端は、図１に関連して説明した基板１２６に対して固定される。この場合、当該一端及び他端は、図１に関連して説明したバイモルフ支持層１１０の上に形成される。バイモルフ支持層１１０は、バイモルフ部１０８の当該一端及び他端を支持する。
【００４５】
本例において、穴部１２４は、バイモルフ部１０８を貫通する貫通孔である。穴部１２４は、バイモルフ部１０８の基板１２６と対向する面から当該面の裏面に貫通して設けられる。穴部１２４は、バイモルフ部１０８が可動接点１０２を駆動する場合にバイモルフ部１０８に生じる曲げ応力を緩和する。これにより、ヒ−タ１２８の発熱量が小さい場合にも、バイモルフ部１０８を十分に変形させることができる。そのため、本例によれば、低出力のヒ−タ１２８を用いることができる。
【００４６】
本例においても、バイモルフスイッチ１００は、シリコン基板である基板１２６の上にバイモルフ部１０８に対応する金属ガラス層及び酸化シリコン層を形成することで製造される。本例によっても、低コストなバイモルフスイッチ１００を提供することができる。別の実施例において、穴部１２４は、バイモルフ部１０８の表面に設けられた窪部であってもよい。穴部１２４は、基板１２６の表面と略平行な方向に窪んだ穴であってもよい。
【００４７】
図８は、本発明の第２の実施形態に係るスイッチアレイ１３６の一例を示す。スイッチアレイ１３６は、集積化スイッチの一例である。スイッチアレイ１３６は、一の基板１２６と、基板１２６上に形成された複数のバイモルフスイッチ（１００−１〜１００−８）を備える。スイッチアレイ１３６は、スイッチアレイ１３６は、複数の第１端子（１６０−１、１６０−２）、及び複数の第２端子（１６２−１、１６２−２）を更に備える。
【００４８】
本実施形態において、複数のバイモルフスイッチ（１００−１〜１００−８）のそれぞれは、図４に関連して説明したバイモルフスイッチ１００と同一又は同様の機能を有する。別の実施例において、複数のバイモルフスイッチ（１００−１〜１００−８）のそれぞれは、例えば、図１に関連して説明したバイモルフスイッチ１００と同一又は同様の機能を有してもよい。複数のバイモルフスイッチ（１００−１〜１００−８）のそれぞれに対応する複数の貫通孔（１１４−１〜１１４−８）、複数の可動接点電極（１１８−１〜１１８−８）、及び固定接点電極（１３２−１〜１３２−８）を有する。
【００４９】
本実施形態において、可動接点電極１１８−１は、第１端子１６０−１と電気的に接続される。可動接点電極１１８−２は、固定接点電極１３２−１と電気的に接続される。可動接点電極１１８−３は、固定接点電極１３２−２と電気的に接続される。可動接点電極１１８−４は、固定接点電極１３２−３と電気的に接続される。また、固定接点電極１３２−４は、第２端子１６２−１と電気的に接続される。これにより、第１端子１６０−１は、複数のバイモルフスイッチ（１００−１〜１００−４）のいずれもオンになった場合に第２端子１６２−１と電気的に接続される。
【００５０】
また、第１端子１６０−２は、複数の固定接点電極（１３２−５〜１３２−８）のそれぞれと電気的に接続される。第２端子１６２−２は、複数の可動接点電極（１１８−５〜１１８−８）のそれぞれと電気的に接続される。これにより、第１端子１６０−１は、複数のバイモルフスイッチ（１００−１〜１００−４）のいずれかがオンになった場合に第２端子１６２−１と電気的に接続される。
【００５１】
尚、複数の第１端子（１６０−１、１６０−２）、複数の第２端子（１６２−１、１６２−２）、複数の可動接点電極（１１８−１〜１１８−８）、及び固定接点電極（１３２−１〜１３２−８）のそれぞれは、基板１２６上に形成された配線により電気的に接続されてよい。別の実施例において、複数の第１端子（１６０−１、１６０−２）、複数の第２端子（１６２−１、１６２−２）、複数の可動接点電極（１１８−１〜１１８−８）、及び固定接点電極（１３２−１〜１３２−８）のそれぞれは、ワイアボンディングにより電気的に接続されてもよい。
【００５２】
複数のバイモルフスイッチ（１００−１〜１００−８）は、図４に関連して説明したバイモルフスイッチ１００と同様に低コストに製造される。そのため、本実施形態によれば、低コストなスイッチアレイ１３６を提供することができる。別の実施例において、本実施形態に係る集積化スイッチは、１以上のバイモルフスイッチ１００と、トランジスタ、抵抗器、コンデンサなどの素子とを基板１２６上に備えてもよい。
【００５３】
図９は、本発明の第３の実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の一例の断面図を示す。図９において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一又は同様の機能を有する。本実施形態において、バイモルフスイッチ１００は、可動接点１０２、固定接点１０４、バイモルフ部１０８、基板１２６、及び支持基板１４０を備える。バイモルフスイッチ１００は、可動接点１０２と固定接点１０４とを電気的に接続するバイモルフスイッチである。
【００５４】
本実施形態において、支持基板１４０は、バイモルフ部１０８を保持する。支持基板１４０は、バイモルフ部１０８における、バイモルフ部１０８が可動接点１０２を保持する一端に対する他端を保持する、支持基板１４０はシリコン基板であってよい。
【００５５】
固定接点１０４を保持する基板１２６は、ガラス基板であってよい。基板１２６は、空洞部１３８を有する。本実施形態において、空洞部１３８は、基板１２６の表面における、バイモルフ部１０８と対向する面に開口部を有する窪部である。別の実施例において、空洞部１３８は、基板１２６の表面における、バイモルフ部１０８と対向する面に開口部を有する貫通孔であってもよい。本実施形態において、空洞部１３８は、エッチングにより形成される。別の実施例において、空洞部１３８は、機械加工により形成されてもよい。
【００５６】
図１０は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の動作を説明する図である。バイモルフ部１０８は、可動接点１０２を駆動することにより、可動接点１０２と固定接点１０４とを電気的に接続する。バイモルフ部１０８は、可動接点１０２を駆動することにより、可動接点１０２に固定接点１０４を押圧させる。
【００５７】
本実施形態において、固定接点１０４は、固定部１４２及び変位部１４４を有する。固定部１４２と変位部１４４とは一体に形成される。固定部１４２は、基板１２６のバイモルフ部１０８と対向する面における、空洞部１３８の近傍に形成される。固定部１４２は、基板１２６に固定される。
【００５８】
変位部１４４は、固定部１４２から延伸して形成される。変位部１４４は、空洞部１３８の開口部の縁部から当該開口部の内側に延伸して形成される。変位部１４４は、可動接点１０２に押圧された場合に当該押圧の方向に弾性的に変位する。
【００５９】
図１０（ａ）は、バイモルフ部１０８が、可動接点１０２と固定接点１０４とを接触させずに可動接点１０２を保持する場合のバイモルフスイッチ１００を示す。この場合、変位部１４４は、バイモルフ部１０８の表面と略平行に固定部１４２から延伸する。尚、本実施形態において、バイモルフスイッチ１００は、複数の固定接点１０４を備える。
【００６０】
図１０（ｂ）は、バイモルフ部１０８が、可動接点１０２と固定接点１０４とを接触させた場合のバイモルフスイッチ１００を示す。バイモルフ部１０８は、可動接点１０２を複数の固定接点１０４のそれぞれと電気的に接続させることにより、複数の固定接点１０４のそれぞれを互いに電気的に接続させる。この場合、変位部１４４は、可動接点１０２が固定接点１０４を押圧する方向に変形する。空洞部１３８は、変位部１４４の先端を収容する。これにより、可動接点１０２が固定接点１０４を押圧することによって生じるスティッキングを防止することができる。これにより可動接点１０２は、固定接点１０４と安定した接触を行うことができる。本実施形態によれば、安定した接点を有するバイモルフスイッチを提供することができる。
【００６１】
図１０（ｃ）は、別の例において、バイモルフ部１０８が、可動接点１０２と固定接点１０４とを接触させずに可動接点１０２を保持する場合のバイモルフスイッチ１００を示す。固定接点１０４は、空洞部１３８の開口部を横断して形成される。本例において、固定接点１０４は、固定接点１０４の一端及び他端に対応する複数の固定部１４２を有する。変位部１４４は、一の固定部１４２と他の固定部１４２とを接続する。変位部１４４の一端は一の固定部１４２と接続され、変位部１４４の他端は他の固定部１４２と接続されてよい。
【００６２】
また、本例において、変位部１４４は、コルゲ−ト構造を有するコルゲ−ト部１５０を含む。コルゲ−ト部１５０は、押圧された場合に伸縮するひだ状体であってよい。コルゲ−ト部１５０は、コルゲ−ト状のビ−ム形であってよい。別の実施例において、固定接点１０４は、変位部１４４の全体にコルゲ−ト構造を有してもよい。固定接点１０４は、更に、固定部１４２の全体にコルゲ−ト構造を有してもよい。
【００６３】
図１０（ｄ）は、本例において、バイモルフ部１０８が、可動接点１０２と固定接点１０４とを接触させた場合のバイモルフスイッチ１００を示す。本例において、変位部１４４は、コルゲ−ト部１５０が伸張することにより、可動接点１０２が固定接点１０４を押圧する方向に変形する。空洞部１３８は、変位部１４４の中央部を収容する。
【００６４】
図１０（ｅ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。本例において、変位部１４４は、延伸部１４６及び接触部１４８を含む。延伸部１４６は、可動接点１０２が固定接点１０４を押圧する押圧の方向と略平行に、固定部１４２から延伸して形成される。接触部１４８は、基板１２６のバイモルフ部１０８と対向する面と略平行に、延伸部１４６から延伸して形成され、可動接点１０２と接触する。この場合、バイモルフスイッチ１００は、基板１２６の表面と、接触部１４８とに挟まれる領域に空洞部１３８を有する。
【００６５】
図１０（ｆ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。本例において、接触部１４８は、一部にコルゲ−ト構造を有する。別の実施例において、接触部１４８は、全体にコルゲ−ト構造を有してもよい。
【００６６】
図１０（ｇ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。本例において、バイモルフスイッチ１００は、基板１２６の表面から裏面に貫通して形成された貫通孔である空洞部１３８を有する。固定接点１０４は、当該貫通孔の開口部の近傍から当該開口部の内側に延伸して形成される。
【００６７】
図１０（ｈ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。本例において、固定接点１０４は、固定部１４２から変位部１４４に向かう方向に対して厚さが漸増する。この場合も、可動接点１０２が固定接点１０４を押圧する方向に固定接点１０４が変形することにより、可動接点１０２は、固定接点１０４と安定した接触を行うことができる。すなわち、本実施形態によれば、固定接点１０４が不均一な厚みを有する場合であっても、可動接点１０２は、固定接点１０４と安定した接触を行うことができる。
【００６８】
本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。本例において、接触部１４８は、延伸部１４６から離れる方向に対して厚さが漸増する。この場合も、可動接点１０２が固定接点１０４を押圧する方向に固定接点１０４が変形することにより、可動接点１０２は、固定接点１０４と安定した接触を行うことができる。
【００６９】
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る電子回路３６０の一例を示す。電子回路３６０は、半導体基板３４０上に形成された電子回路である。電子回路３６０は、半導体基板３４０に形成された集積回路（図示せず）、及び機械スイッチの一例である複数のバイモルフスイッチ（３００−１〜３００−４）を備える。
【００７０】
電子回路３６０は、スイッチ基板３１０及び複数のバンプ（３３０−１〜３３０−５）を更に備える。複数のバイモルフスイッチ（３００−１〜３００−４）は、スイッチ基板３１０の上に裁置される。複数のバイモルフスイッチ（３００−１〜３００−４）は、スイッチ基板３１０を挟んで半導体基板３４０上に裁置される。
【００７１】
スイッチ基板３１０は、半導体基板３４０上に裁置され、複数のバイモルフスイッチ（３００−１〜３００−４）を保持する基板である。スイッチ基板３１０は、複数の配線（３４２−１〜３４２−４、３４４−１、３４４−２）を有する。
【００７２】
複数の配線（３４２−１〜３４２−４、３４４−１、３４４−２）は、スイッチ基板３１０の半導体基板３４０と対向する面から当該面の裏面に貫通して形成された配線である。複数の配線（３４２−１〜３４２−４、３４４−１、３４４−２）のそれぞれは、半導体基板３４０に形成された集積回路と電気的に接続される。
【００７３】
複数のバンプ（３３０−１〜３３０−５）は、金属で形成されたバンプである。複数のバンプ（３３０−１〜３３０−５）は、金（Ａｕ）により形成されてよい。複数のバンプ（３３０−１〜３３０−５）のそれぞれは、スイッチ基板３１０上に裁置され、電子回路３６０に電力を供給する電源と電気的に接続される。バンプ３３０−１及びバンプ３３０−２のそれぞれは、集積回路に電力を供給する電源と電気的に接続される。バンプ３３０−１及びバンプ３３０−２のそれぞれは、配線３４４−１及び配線３４４−２のそれぞれを介して集積回路と電気的に接続される。
【００７４】
複数のバンプ（３３０−３〜３３０−５）は、複数のバイモルフスイッチ（３００−１〜３００−４）に電力を供給する電源と電気的に接続される。バンプ３３０−３は、バイモルフスイッチ３００−１が有するヒ−タと電気的に接続される。バンプ３３０−４は、複数のバイモルフスイッチ（３００−２、３００−３）のそれぞれが有するヒ−タと電気的に接続される。バンプ３３０−５は、バイモルフスイッチ３００−４が有するヒ−タと電気的に接続される。別の実施例において、複数のバンプ（３３０−１〜３３０−５）のそれぞれは、他の電子回路と電気的に接続されてもよい。複数のバンプ（３３０−１〜３３０−５）のそれぞれは、例えば他の半導体基板に形成された集積回路と電気的に接続されてもよい。
【００７５】
以下、本実施形態に係る電子回路３６０を製造する電子回路製造方法の一例を説明する。当該電子回路製造方法は、バイモルフスイッチ及び集積回路を備える電子回路を製造するである。当該電子回路製造方法は、準備工程、集積回路形成工程、スイッチ形成工程、及び裁置工程を備える。
【００７６】
準備工程は、半導体基板３４０及びスイッチ基板３１０を準備する。集積回路形成工程は、半導体基板３４０に集積回路を形成する。スイッチ形成工程は、バイモルフスイッチ３００を形成する。スイッチ形成工程は、スイッチ基板３１０上にバイモルフスイッチ３００を形成する。裁置工程は、半導体基板３４０にバイモルフスイッチ３００を裁置する。裁置工程は、半導体基板３４０上にスイッチ基板３１０を裁置することにより、半導体基板３４０にバイモルフスイッチ３００を裁置する。
【００７７】
図１２は、本実施形態に係るスイッチ形成工程の一例を説明する図である。スイッチ形成工程は、スイッチ基板３１０の上にバイモルフスイッチ３００を形成する。バイモルフスイッチ３００は、可動接点３０６、固定接点３０８、バイモルフ部３０４、ヒ−タ電極配線３２４、及びバイモルフ支持部３２２を有する。バイモルフ部３０４は、可動接点３０６を駆動する。バイモルフ部３０４は、可動接点３０６を駆動することにより、可動接点３０６と固定接点３０８とを電気的に接続する。バイモルフ部３０４は、第１部材３１４、第２部材３１８、ポリシリコン層３１２、ヒ−タ３１６、及びヒ−タ電極３２０を有する。
【００７８】
第１部材３１４は、バイモルフ部３０４における低膨張部材である。第１部材３１４は酸化シリコンにより形成される。第２部材３１８は、バイモルフ部３０４における高膨張部材である。第２部材３１８は、金属により形成される。第２部材３１８は、第１部材３１４のスイッチ基板３１０と対向する面の裏面に形成される。第２部材３１８は、当該裏面の一部に形成される。ポリシリコン層３１２は、第２部材３１８の第１部材３１４と対向する面の裏面を覆う層である。
【００７９】
ヒ−タ３１６は、バイモルフ部３０４を加熱するヒ−タである。ヒ−タ３１６は、第１部材３１４の内部に形成される。また、ヒ−タ電極３２０は、ヒ−タ３１６と電気的に接続された金属電極である。本実施形態において、ヒ−タ電極３２０は、金（Ａｕ）により形成される。
【００８０】
ヒ−タ電極配線３２４は、スイッチ基板３１０の表面に形成され、ヒ−タ電極３２０と電気的に接続される配線である。バイモルフ支持部３２２は、ヒ−タ電極３２０とヒ−タ電極配線３２４との間に挟んで形成され、バイモルフ部３０４を支持する。バイモルフ部３０４は、更に、ヒ−タ電極３２０とヒ−タ電極配線３２４とを電気的に接続する。バイモルフ支持部３２２は、金属により形成される。本実施形態において、バイモルフ支持部３２２は、金（Ａｕ）により形成される。バイモルフ支持部３２２は、例えば金属で形成されたバンプであってよい。尚、本実施形態において、スイッチ形成工程は、バイモルフ部形成工程、接合工程、及び除去工程を有する。
【００８１】
図１２（ａ）は、バイモルフ部形成工程を説明する図である。バイモルフ部形成工程は、犠牲基板３０２の表面にバイモルフ部３０４を形成する。バイモルフ部形成工程は、ポリシリコン層形成工程、第２部材形成工程、第１部材形成工程、可動接点形成工程、及びヒ−タ電極形成工程を有する。
【００８２】
ポリシリコン層形成工程は、犠牲基板３０２の表面における予め定められたポリシリコン層形成領域にポリシリコン層３１２を形成する。第２部材形成工程は、ポリシリコン層３１２の犠牲基板３０２と対向する面の裏面に第２部材３１８を形成する。第２部材形成工程は、当該裏面の一部に第２部材３１８を形成する。
【００８３】
第１部材形成工程は、第１部材３１４及びヒ−タ３１６を形成する。第１部材３１４は、第２部材３１８のポリシリコン層３１２と対向する面の裏面に第１部材３１４を形成する。第１部材形成工程は、当該裏面を覆う第１部材３１４を形成する。
【００８４】
第１部材形成工程は、第１部材３１４として、当該裏面を覆う第１層、及び第１層を挟んで第２部材３１８と対向する第２層を形成する。第１部材形成工程は、第１層と第２層との間に挟んでヒ−タ３１６を形成する。第１部材形成工程は、酸化シリコンにより第１層及び第２層を形成する。第１部材形成工程は、ＣＶＤ法により第１層及び第２層を形成してよい。
【００８５】
可動接点形成工程は、第１部材３１４の第２部材３１８と対向する面の裏面に可動接点３０６を形成する。可動接点形成工程は、金属により可動接点３０６を形成する。可動接点形成工程は、バイモルフ部３０４の一端の近傍に可動接点３０６を形成する。
【００８６】
ヒ−タ電極形成工程は、第１部材３１４の第２部材３１８と対向する面の裏面にヒ−タ電極３２０を形成する。ヒ−タ電極形成工程は、バイモルフ部３０４における、可動接点３０６が形成された一端に対する他端の近傍にヒ−タ電極３２０を形成する。
【００８７】
図１２（ｂ）は、接合工程を説明する図である。接合工程は、貫通孔形成工程及び圧着工程を有する。貫通孔形成工程は、犠牲基板３０２に、犠牲基板３０２のバイモルフ部３０４と対向する面から当該面の裏面に貫通する貫通孔３５４を形成する。貫通孔３５４は、バイモルフ部３０４が変形した場合に、バイモルフ部３０４の可動接点３０６を保持する一端の一部を収容する。バイモルフ部３０４の当該一端に対する他端は、犠牲基板３０２の表面における、貫通孔３５４の開口部の近傍に保持される。
【００８８】
本実施形態において、図１２（ａ）に関連して説明した第２部材形成工程及び第１部材形成工程は、高温雰囲気中で第２部材３１８及び第１部材３１４を形成する。そのため、常温において、バイモルフ部３０４は、可動接点３０６を保持する一端が貫通孔３５４の内部に向かう方向に変形する。
【００８９】
別の実施例において、貫通孔形成工程は、冷却工程を更に含んでもよい。冷却工程は、バイモルフ部３０４を冷却することにより、バイモルフ部３０４を当該方向に変形させる
【００９０】
圧着工程は、バイモルフ部３０４とスイッチ基板３１０とを圧着する。圧着工程は、バイモルフ部３０４のヒ−タ電極３２０と、スイッチ基板３１０の表面にヒ−タ電極配線３２４を挟んで形成されたバイモルフ支持部３２２とを圧着する。圧着工程は、金（Ａｕ）で形成されたヒ−タ電極３２０と、金（Ａｕ）で形成されたバイモルフ支持部３２２とを熱圧着する。別の実施例においては、スイッチ形成工程の次に圧着工程を行ってもよい。
【００９１】
図１２（ｃ）は、除去工程を説明する図である。除去工程は、犠牲基板３０２を除去する。除去工程は、例えばＩＣＰエッチングにより犠牲基板３０２を除去してよい。
【００９２】
図１３は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ３００の上面図である。本実施形態において、図１１に関連して説明した半導体基板３４０に形成された集積回路３５２は、第１端子３４８及び第２端子３５０を有する。バイモルフスイッチ３００は、第１端子３４８と電気的に接続された固定接点３０８−１と、第２端子３５０と電気的に接続された第２端子３５０とを有する。
【００９３】
バイモルフスイッチ３００は、複数の固定接点（３０８−１、３０８−２）のそれぞれと、可動接点３０６とを電気的に接続させることにより、複数の固定接点（３０８−１、３０８−２）を互いに電気的に接続する。すなわち、バイモルフスイッチ３００は、可動接点３０６と、複数の固定接点（３０８−１、３０８−２）のそれぞれとを電気的に接続することにより、第１端子３４８と第２端子３５０とを電気的に接続する。
【００９４】
尚、本実施形態において、集積回路３５２は、半導体スイッチ（図示せず）を有する。バイモルフスイッチ３００は、当該半導体スイッチよりオフリ−ク電流が小さい。バイモルフスイッチ３００は、当該半導体スイッチより大きな電流をスイッチングする。バイモルフスイッチ３００は、当該半導体スイッチより高い周波数の信号をスイッチングする。
【００９５】
本実施形態において、図１１に関連して説明した電子回路３６０は、半導体スイッチよりオフリ−ク電流が小さな機械スイッチであるバイモルフスイッチ３００を備える。そのため、本実施形態によれば、消費電力の小さな電子回路を提供することができる。更には、半導体スイッチがスイッチングする電流より大きな電流をスイッチングするスイッチを備える電子回路を提供することができる。半導体スイッチがスイッチングする信号より高い周波数の信号をスイッチングするスイッチを備える電子回路を提供することができる。
【００９６】
図１４は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ３００の別の例を示す。本例において、バイモルフスイッチ３００は、キャップ３２８を更に有する。
【００９７】
キャップ３２８は、縁部でスイッチ基板３１０の表面と接触し、可動接点３０６、固定接点３０８、及びバイモルフ部３０４を覆う蓋部である。キャップ３２８は、シリコンで形成される。キャップ３２８は、バイモルフ部３０４を挟んでスイッチ基板３１０と対向して形成された板状の上蓋部３５６と、上蓋部３５６の縁部からスイッチ基板３１０の表面に延伸して形成され、バイモルフ部３０４の側面を囲む側蓋部３５８とを含む。
【００９８】
また、スイッチ基板３１０は、配線３４２及び配線３４６を有する。配線３４２及び配線３４６は、スイッチ基板３１０を貫通して形成される。配線３４２の一端は、固定接点３０８と電気的に接続される。配線３４２の他端は、図１３に関連して説明した集積回路３５２と電気的に接続される。配線３４６の一端は、ヒ−タ電極配線３２４と電気的に接続される。配線３４６の他端は集積回路３５２と電気的に接続されてよい。この場合、ヒ−タ３１６は、集積回路３５２を介して電力を受け取る。
【００９９】
図１５は、本発明の第５の実施形態に係るバイモルフスイッチ５００の一例を示す。バイモルフスイッチ５００は、可動接点５０６、固定接点５０４、基板５０２、バイモルフ部５０８、断熱部５１６、及びバイモルフ支持部５２４を備える。本実施形態において、バイモルフスイッチ５００は、カンチレバ−を有する片持ち梁スイッチである。
【０１００】
図１５（ａ）は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ５００の断面図を示す。バイモルフスイッチ５００は、可動接点５０６と固定接点５０４とを電気的に接続する。可動接点５０６及び固定接点５０４は、バイモルフスイッチ５００におけるスイッチの接点である。可動接点５０６及び固定接点５０４は、金属で形成されてよい。基板５０２は、固定接点５０４を保持する基板である。基板５０２は、固定接点５０４を表面に保持する。また、本実施形態において、基板５０２は、ガラス基板である。別の実施例において、基板５０２はシリコン基板であってもよい。
【０１０１】
バイモルフ部５０８は、バイモルフスイッチ５００におけるカンチレバ−に対応する部分である。バイモルフ部５０８は、可動接点５０６を駆動する。バイモルフ部５０８は、可動接点５０６を駆動することにより、可動接点５０６と固定接点５０４とを電気的に接続する。本実施形態において、バイモルフ部５０８は、基板５０２の表面と略平行な板状の形状を有する。バイモルフ部５０８は、基板５０２の表面と対向する面に可動接点５０６を保持する。本実施形態において、バイモルフ部５０８は、一端の近傍に可動接点５０６を保持する。
【０１０２】
バイモルフ支持部５２４は、バイモルフ部５０８を支持する。本実施形態において、バイモルフ支持部５２４は、バイモルフ部５０８を、バイモルフ部５０８が可動接点５０６を保持する一端に対する他端において保持する。別の実施例において、バイモルフ支持部５２４は、バイモルフ部５０８の両端を保持してもよい。この場合、バイモルフ部５０８は、バイモルフ部５０８の基板５０２と対向する面における略中央部に可動接点５０６を保持する。
【０１０３】
断熱部５１６は、バイモルフ部５０８からバイモルフ支持部５２４への熱移動量を低減する熱絶縁材である。本実施形態において、断熱部５１６は、バイモルフ部５０８の表面に形成される。断熱部５１６は、バイモルフ部５０８とバイモルフ支持部５２４との間に挟んで形成される。断熱部５１６は、バイモルフ部５０８における、バイモルフ支持部５２４と対向する部分を略覆う。断熱部５１６は、表面及び裏面のそれぞれで、バイモルフ部５０８及びバイモルフ支持部５２４のそれぞれと接触する。断熱部５１６は、バイモルフ部５０８とバイモルフ支持部５２４とを断熱部５１６を挟んで接続させる。
【０１０４】
また、断熱部５１６は、バイモルフ部５０８より低い熱伝導率を有する。断熱部５１６は、バイモルフ部５０８及びバイモルフ支持部５２４のいずれよりも低い熱伝導率を有するのが好ましい。断熱部５１６は例えば窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）により形成されてよい。
【０１０５】
尚、本実施形態において、バイモルフスイッチ５００は、バイモルフ支持部５２４を支持する支持基板５２０を更に備える。支持基板５２０は、バイモルフ部５０８を挟んで基板５０２と対向する。バイモルフ支持部５２４は、支持基板５２０と一体に形成されてよい。
【０１０６】
以下、バイモルフ部５０８、及び支持基板５２０について更に詳しく説明する。本実施形態において、バイモルフ部５０８は、第１部材５１０、ヒ−タ５１４、ヒ−タ電極５１８、及び第２部材５１２を有する。バイモルフ部５０８は、互いに異なる熱膨張率を有する第１部材５１０及び第２部材５１２を有する。バイモルフ部５０８が加熱又は冷却された場合、バイモルフ部５０８は、第１部材５１０と第２部材５１２との熱膨張率の違いに基づいて変形する。バイモルフ部５０８は、当該変形により可動接点５０６を駆動する。本実施形態において、バイモルフ部５０８は、酸化シリコンにより形成された第１部材、及び金属により形成された第２部材を有する。
【０１０７】
バイモルフ部５０８が加熱又は冷却された場合、第１部材５１０及び第２部材５１２は、バイモルフ部５０８を変形させる応力を発生する。第１部材５１０及び第２部材５１２は、バイモルフ部５０８を、固定接点５０４と可動接点５０６とを結ぶ方向と略平行な方向に湾曲させる応力を発生してよい。
【０１０８】
第１部材５１０は、バイモルフ部５０８における基板５０２の表面と対向する面に渡って形成される部分である。第１部材５１０は、基板５０２の表面と略平行な板状の形状を有する。第１部材５１０は、基板５０２の表面と対向する面に可動接点５０６を保持する。
【０１０９】
ヒ−タ５１４は、バイモルフ部５０８を加熱するヒ−タである。本実施形態において、ヒ−タ５１４は、第１部材５１０及び第２部材５１２を加熱する。ヒ−タ５１４は、第１部材５１０及び第２部材５１２を加熱することによりバイモルフ部５０８を変形させる。ヒ−タ５１４は、当該加熱により、バイモルフ部５０８に可動接点５０６を駆動させる。
【０１１０】
ヒ−タ５１４は、第１部材５１０における可動接点５０６を保持する面の裏面に形成される。ヒ−タ５１４は当該裏面の一部に形成されてよい。また、ヒ−タ電極５１８は、ヒ−タ５１４と電気的に接続された電極である。ヒ−タ電極５１８は、金属電極であってよい。
【０１１１】
第２部材５１２は、第１部材５１０における可動接点５０６を保持する面の裏面に形成される金属層である。本実施形態において、第２部材５１２は、ヒ−タ５１４を覆って当該裏面に形成される。第２部材５１２は、当該裏面の一部に形成されてよい。本実施形態において、第２部材５１２は、当該裏面における、可動接点５０６に対応する領域以外の部分に形成される。第２部材５１２は、バイモルフ部５０８における基板５０２の表面と対向する面の裏面に渡って形成されてよい。
【０１１２】
本実施形態において、金属である第２部材５１２は、酸化シリコンである第１部材５１０より高い熱伝導率を有する。第２部材５１２は、第１部材５１０と異なる熱膨張率を有する。第２部材５１２は、ヒ−タ５１４に加熱された場合にバイモルフ部５０８を変形させる応力を生じてよい。第２部材５１２は、第１部材５１０との熱膨張率の違いに基づいて当該応力を生じてよい。
【０１１３】
尚、断熱部５１６は、第１部材５１０及び第２部材５１２のいずれよりも低い熱伝導率を有するのが好ましい。本実施形態において、断熱部５１６は、酸化シリコン及び金属のいずれよりも低い熱伝導率を有する。
【０１１４】
支持基板５２０は、第１貫通孔５２２、第２貫通孔５２６、及びバイモルフ支持部５２４を有する。支持基板５２０は、シリコン基板であってよい。
【０１１５】
第１貫通孔５２２及び第２貫通孔５２６は、それぞれ、支持基板５２０の基板５０２と対向する面から当該面の裏面に貫通して形成された貫通孔である。第１貫通孔５２２は、バイモルフ部５０８が、固定接点５０４と可動接点５０６とを離す方向に湾曲した場合に、バイモルフ部５０８の一部を収容する。第２貫通孔５２６は、ヒ−タ電極５１８に対応する電極取り出し口である。第２貫通孔５２６は、ヒ−タ電極５１８の支持基板５２０と対向する面の一部を露出させるのが好ましい。
【０１１６】
本実施形態において、バイモルフ支持部５２４は支持基板５２０の一部である。バイモルフ支持部５２４は、支持基板５２０における第１貫通孔５２２と第２貫通孔５２６とに挟まれた部分である。バイモルフ支持部５２４は、バイモルフ部５０８に対して断熱部５１６を挟んで形成される。
【０１１７】
別の実施例において、バイモルフ支持部５２４は、基板５０２の表面に形成されてもよい。この場合、断熱部５１６は、バイモルフ支持部５２４を挟んで基板５０２と対向する。
【０１１８】
図１５（ｂ）は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ５００の上面図を示す。本実施形態において、バイモルフスイッチ５００は、複数の固定接点５０４を備える。バイモルフスイッチ５００は、複数の固定接点５０４のそれぞれと、可動接点５０６とを電気的に接続させることにより、複数の固定接点５０４を互いに電気的に接続する。
【０１１９】
本実施形態においては、バイモルフ支持部５２４とバイモルフ部５０８とは、断熱部材である断熱部５１６を挟んで形成される。本実施形態によれば、ヒ−タ５１４が発生する熱の、バイモルフ部５０８からバイモルフ支持部５２４への流出を低減することができる。これにより、バイモルフスイッチ５００の消費電力を低減できる。
【０１２０】
別の実施例において、バイモルフスイッチ５００は、両持ち梁スイッチであってもよい。この場合、バイモルフスイッチ５００は、バイモルフ部５０８の両端に対応する複数の断熱部５１６を備える。バイモルフ支持部５２４は、バイモルフ部５０８の両端を保持する。バイモルフ支持部５２４は、バイモルフ部５０８の一端と一の断熱部５１６を挟んで対向し、バイモルフ部５０８の他端と他の断熱部５１６を挟んで対向してよい。
【０１２１】
図１６は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ５００の別の例を示す。図１６において、図１５と同じ符号を付した構成は、図１５における構成と同一又は同様の機能を有する。図１６（ａ）は、バイモルフスイッチ５００の断面図を示す。図１６（ｂ）は、バイモルフスイッチ５００の上面図を示す。本例において、バイモルフスイッチ５００は、可動接点５０６、固定接点５０４、基板５０２、バイモルフ部５０８、及びバイモルフ支持部５２４を備える。
【０１２２】
本例において、第１部材５１０は、バイモルフ支持部と接触する。第２部材５１２は、第１部材５１０のバイモルフ支持部５２４と接触する面における、第１部材５１０とバイモルフ支持部５２４とが接触する領域以外の部分に形成される。
【０１２３】
本例においては、熱伝導率が第２部材５１２より低い第１部材５１０がバイモルフ支持部５２４と接触する。そのため、本例によれば、第２部材５１２がバイモルフ支持部５２４と接触する場合と比べ、バイモルフ部５０８からバイモルフ支持部５２４への熱移動量を低減することができる。よって、本例においても、ヒ−タ５１４が発生する熱の、バイモルフ部５０８からバイモルフ支持部５２４への流出を低減することができる。これにより、バイモルフスイッチ５００の消費電力を低減できる。
【０１２４】
図１７は、本発明の第６の実施形態に係るバイモルフスイッチ４００の一例を示す。バイモルフスイッチ４００は、可動接点４０６、固定接点４０４、基板４０２、バイモルフ部４０８、及び支持基板４２０を備える。本実施形態において、バイモルフスイッチ４００は、カンチレバ−を有する片持ち梁スイッチである。
【０１２５】
図１７（ａ）は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ４００の断面図を示す。バイモルフスイッチ４００は、可動接点４０６と固定接点４０４とを電気的に接続する。可動接点４０６、固定接点４０４、基板４０２、及び支持基板４２０は、図１５に関連して説明した可動接点５０６、固定接点５０４、基板５０２、及び支持基板５２０と同一又は同様の機能を有する。基板４０２は、固定接点４０４を保持する基板であってよい。
【０１２６】
支持基板４２０は、第１貫通孔４２２、第２貫通孔４２６、及びバイモルフ支持部４２４を有する。第１貫通孔４２２、第２貫通孔４２６、及びバイモルフ支持部４２４は、図１５に関連して説明した第１貫通孔５２２、第２貫通孔５２６、及びバイモルフ支持部５２４と同一又は同様の機能を有する。バイモルフ支持部４２４は、バイモルフ部４０８を支持する。
【０１２７】
バイモルフ部４０８は、バイモルフスイッチ４００におけるカンチレバ−に対応する部分である。バイモルフ部４０８は、基板４０２と対向する第１面４３８、及び支持基板４２０と対向する第２面４４０を有する。バイモルフ部４０８は、可動接点４０６を駆動する。バイモルフ部４０８は、可動接点４０６を駆動することにより、可動接点４０６と固定接点４０４とを電気的に接続する。本実施形態において、バイモルフ部４０８は、基板４０２の表面と略平行な板状の形状を有する。バイモルフ部４０８は、第１面４３８に可動接点４０６を保持する。本実施形態において、バイモルフ部４０８は、一端の近傍に可動接点４０６を保持する。
【０１２８】
以下、バイモルフ部４０８について更に詳しく説明する。本実施形態において、バイモルフ部４０８は、駆動部４３２、被支持部４３０、補強部４１６、ヒ−タ４１４、及びヒ−タ電極４１８を有する。
【０１２９】
被支持部４３０は、バイモルフ支持部４２４に固定される。本実施形態において、被支持部４３０は、バイモルフ支持部４２４と基板４０２とに挟まれる領域に形成される。また、被支持部４３０は、補強部４１６の一部を挟んでバイモルフ支持部４２４と対向する。
【０１３０】
駆動部４３２は、可動接点４０６を駆動する。駆動部４３２は、被支持部４３０から、基板４０２の表面と略平行に、バイモルフ支持部４２４と基板４０２とに挟まれる領域の外へ延伸して形成される。駆動部４３２は、当該挟まれる領域の界面において被支持部４３０と接続されてよい。駆動部４３２は、基板４０２の表面と略平行な板状の形状を有する。駆動部４３２は、境界４３６を挟んで被支持部４３０と対向する。
【０１３１】
本実施形態において、駆動部４３２は、互いに異なる熱膨張率を有する第１部材４１０及び第２部材４１２を含む。駆動部４３２が加熱又は冷却された場合、駆動部４３２は、第１部材４１０と第２部材４１２との熱膨張率の違いに基づいて変形する。駆動部４３２は、当該変形により可動接点４０６を駆動する。本実施形態において、駆動部４３２は、酸化シリコンにより形成された第１部材、及び金属により形成された第２部材を有する。
【０１３２】
第１部材４１０は、駆動部４３２における基板４０２の表面と対向する面に渡って形成される部分である。第１部材４１０は、基板４０２の表面と略平行な板状の形状を有する。第１部材４１０は、基板４０２の表面と対向する面に可動接点４０６を保持する。本実施形態において、第１部材４１０は被支持部４３０と一体に形成される。
【０１３３】
第２部材４１２は、第１部材４１０における可動接点４０６を保持する面の裏面に形成される金属層である。第２部材４１２は、当該裏面の一部に形成されてよい。第２部材４１２は、駆動部４３２における基板４０２の表面と対向する面の裏面に渡って形成されてよい。第２部材４１２は、被支持部４３０の表面に更に延伸して形成されてもよい。
【０１３４】
補強部４１６は、被支持部４３０と駆動部４３２との境界４３６を補強する補強部材である。補強部４１６は、バイモルフ部４０８の表面である第２面４４０において、被支持部４３０から駆動部４３２の一部に渡って形成される。本実施形態において、補強部４１６は、被支持部４３０の一部から駆動部４３２の一部に渡って形成される。また、補強部４１６は、少なくとも一部がバイモルフ支持部４２４と被支持部４３０との間に挟んで形成される。補強部４１６は例えば酸化シリコンにより形成されてよい。補強部４１６は、窒化シリコンにより形成されてもよい。補強部４１６は、第１部材４１０より低い熱伝導率を有するのが好ましい。
【０１３５】
ヒ−タ４１４は、バイモルフ部４０８を加熱するヒ−タである。本実施形態において、ヒ−タ４１４は、駆動部４３２を加熱する。ヒ−タ４１４は、第１部材４１０及び第２部材４１２を加熱する。ヒ−タ４１４は、第１部材４１０及び第２部材４１２を加熱することにより駆動部４３２を変形させる。ヒ−タ４１４は、当該加熱により、駆動部４３２に可動接点４０６を駆動させる。本実施形態において、ヒ−タ４１４は、第１部材４１０と支持基板４２０との間に挟んで形成される。また、ヒ−タ電極４１８は、ヒ−タ４１４と電気的に接続された電極である。ヒ−タ電極５１８は、金属電極であってよい。
【０１３６】
１７（ｂ）は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ４００の上面図を示す。本実施形態において、バイモルフスイッチ４００は、複数の固定接点４０４を備える。バイモルフスイッチ４００は、複数の固定接点４０４のそれぞれと、可動接点４０６とを電気的に接続させることにより、複数の固定接点４０４を互いに電気的に接続する。
【０１３７】
本実施形態において、補強部４１６は、バイモルフ部４０８における被支持部４３０と駆動部４３２との境界を補強する。本実施形態によれば、バイモルフ部４０８が可動接点４０６を駆動する場合に被支持部４３０と駆動部４３２の界面に生じる応力に対して、バイモルフ部５０８を補強することができる。そのため、本実施形態によれば、バイモルフスイッチ５００は、高い耐久性を有することができる。
【０１３８】
別の実施例において、バイモルフスイッチ４００は、両持ち梁スイッチであってもよい。この場合、バイモルフ部４０８は、一端及び他端にそれぞれ対応する、複数の被支持部４３０及び複数の補強部４１６を有する。バイモルフ支持部４２４は、バイモルフ部４０８の両端を保持する。バイモルフ支持部４２４は、バイモルフ部４０８の一端における被支持部４３０と一の補強部４１６を挟んで対向し、他端における被支持部４３０と他の補強部４１６挟んで対向してよい。また、この場合、バイモルフ部４０８は、バイモルフ部４０８の基板４０２と対向する面における略中央部に可動接点４０６を保持する。
【０１３９】
図１８は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ４００の別の例を示す。図１８において、図１７と同じ符号を付した構成は、図１７における構成と同一又は同様の機能を有する。図１８（ａ）が示す例において、バイモルフ部４０８は、第２補強部４３４を更に有する。第２補強部４３４は、第１部材４１０と第２部材４１２との境界の一部を覆う。本例において、第２補強部４３４は、第１部材４１０を挟んで可動接点４０６と対向する。本例によれば、ヒ−タ４１４が第１部材４１０及び第２部材４１２を加熱した場合に、第１部材４１０と第２部材４１２の界面に生じる応力に対して、バイモルフ部５０８を補強することができる。
【０１４０】
図１８（ｂ）は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ４００の別の例を示す。本例において、補強部４１６の一部は、被支持部４３０を挟んでバイモルフ支持部４２４と対向する。補強部４１６は、バイモルフ部４０８の第１面４３８に形成される。補強部４１６は、金属により形成されてよい。補強部４１６は、例えば金（Ａｕ）メッキにより形成されてよい。補強部４１６は、例えば酸化シリコンであってもよい。また、被支持部４３０は、バイモルフ支持部４２４と接触する。本例によっても、バイモルフ部４０８が可動接点４０６を駆動する場合に被支持部４３０と駆動部４３２の界面に生じる応力に対して、バイモルフ部５０８を補強することができる。
【０１４１】
図１８（ｃ）は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ４００の別の例を示す。本例において、補強部４１６は、ヒ−タ電極４１８から延伸して、ヒ−タ電極４１８と一体に形成される。補強部４１６は、バイモルフ部４０８の基板４０２と対向する面に形成される。本例によっても、バイモルフ部４０８が可動接点４０６を駆動する場合に被支持部４３０と駆動部４３２の界面に生じる応力に対して、バイモルフ部５０８を補強することができる。
【０１４２】
図１９は、本発明の第７の実施形態に係るバイモルフスイッチ６００の一例を示す。本実施形態において、バイモルフスイッチ６００は、可動接点６３２と固定接点６２８とを電気的に接続するバイモルフスイッチである。バイモルフスイッチ６００は、可動接点６３２、固定接点６２８、基板６３０、支持基板６０２、及びバイモルフ部６０８を備える。可動接点６３２、固定接点６２８、基板６３０、及び支持基板６０２は、図１５に関連して説明した可動接点５０６、固定接点５０４、基板５０２、及び支持基板５２０と同一又は同様の機能を有する。基板６３０は、固定接点６２８を保持する基板であってよい。
【０１４３】
支持基板６０２は、第１貫通孔６２２、第２貫通孔６２６、及びバイモルフ支持部６２４を有する。第１貫通孔６２２、第２貫通孔６２６、及びバイモルフ支持部６２４は、図１５に関連して説明した第１貫通孔５２２、第２貫通孔５２６、及びバイモルフ支持部５２４と同一又は同様の機能を有する。バイモルフ支持部６２４は、バイモルフ部６０８を支持する。
【０１４４】
バイモルフ部６０８は、可動接点６３２を基板６３０と対向する表面に保持する。バイモルフ部６０８は、可動接点６３２を駆動することにより、可動接点６３２と固定接点６２８とを電気的に接続する。バイモルフ部６０８は、第１部材６１６、第２部材６１０、ヒ−タ６１４、貫通孔６１８、貫通配線６２０、及び信号線路６０６を有する。バイモルフ部６０８は、基板６３０と対向する表面、及び当該表面に対する裏面を有する。貫通孔６１８は当該表面から当該裏面へ貫通する。
【０１４５】
貫通配線６２０は、貫通孔６１８に設けられる。貫通配線６２０は、可動接点６３２と電気的に接続される。本実施形態において、可動接点６３２は貫通配線６２０と一体に形成される。
【０１４６】
信号線路６０６は、バイモルフ部５０８の裏面に設けられ、貫通配線６２０と電気的に接続される。信号線路６０６は、貫通配線６２０を介して可動接点６３２と電気的に接続される。
【０１４７】
本実施形態において、信号線路６０６は、バイモルフ部６０８の裏面から更に延伸して形成された信号取出部６３４を含む。信号線路６０６は、バイモルフ支持部６２４とスイッチ基板６３０とに挟まれる領域から突出してよい。
【０１４８】
尚、第１部材６１６、第２部材６１０、及びヒ−タ６１４は、図１５に関連して説明した第１部材５１０、第２部材５１２、及びヒ−タ５１４と同一又は同様の機能を有してよい。また、本実施形態において、バイモルフ支持部６２４は、バイモルフ部６０８の裏面に対して信号線路６０６を挟んで形成される。
【０１４９】
本実施形態において、バイモルフスイッチ６００は、可動接点６３２と電気的に接続される信号取出部６３４を有する。本実施形態において、バイモルフスイッチ６００は、可動接点６３２と固定接点６２８との間で信号を接続及び遮断する１接点型バイモルフスイッチである。１接点型バイモルフスイッチは、複数の固定接点の間で信号を接続及び遮断する２接点型バイモルフスイッチより高い耐久性を有する。本実施形態によれば、高い耐久性を有する１接点型バイモルフスイッチを提供することができる。
【０１５０】
図２０及び図２１は、本実施形態に係るバイモルフスイッチ６００を製造するバイモルフスイッチ製造方法の一例を説明する図である。本実施形態において、バイモルフスイッチ製造方法は、第１工程〜第１１工程を備える。
【０１５１】
図２０（ａ）は、第１工程を説明する図である。第１工程は、支持基板６０２を準備する準備工程である。本実施形態において、第１工程は、表面にシリコン酸化膜６０４を有する支持基板６０２を準備する。
【０１５２】
図２０（ｂ）は、第２工程を説明する図である。第２工程は、支持基板６０２の表面に信号線路６０６を形成する。本実施形態において、第２工程は、支持基板６０２の表面からシリコン酸化膜６０４を除去した後に信号線路６０６を形成する。第２工程は、フォトリソグラフィ−技術により、信号線路６０６に対応するパタ−ンを形成し、当該パタ−ンに基づいて信号線路６０６を形成してよい。第２工程は、金（Ａｕ）メッキにより信号線路６０６を形成してよい。
【０１５３】
図２０（ｃ）は、第３工程を説明する図である。第３工程は、支持基板６０２の表面に信号線路６０６を覆うシリコン酸化膜６３６を形成する。第３工程は、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜６３６を形成してよい。
【０１５４】
図２０（ｄ）は、第４工程を説明する図である。第４工程は、シリコン酸化膜６３６の上に第２部材６１０を形成する。本実施形態において、第４工程は、シリコン酸化膜６３６の上における信号線路６０６に対応する部分の一部に第２部材６１０を形成する。第４工程は、金属により第２部材６１０を形成する。第２部材６１０は、信号線路６０６に対して、シリコン酸化膜６３６を挟んで形成される。第２部材６１０はシリコン酸化膜６３６を挟んで信号線路６０６と対向する。
【０１５５】
図２０（ｅ）は、第５工程を説明する図である。第５工程は、シリコン酸化膜６３６の上に第２部材６１０を覆うシリコン酸化膜６１２を形成する。第５工程は、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜６１２を形成してよい。
【０１５６】
図２０（ｆ）は、第６工程を説明する図である。第６工程は、シリコン酸化膜６１２の上にヒ−タ６１４を形成する。本実施形態において、第６工程は、シリコン酸化膜６１２の上における第２部材６１０に対応する部分の一部にヒ−タ６１４を形成する。ヒ−タ６１４は、第２部材６１０に対して、シリコン酸化膜６１２を挟んで形成される。ヒ−タ６１４はシリコン酸化膜６１２を挟んで第２部材６１０と対向する。
【０１５７】
図２１（ａ）は、第７工程を説明する図である。第７工程は、シリコン酸化膜６１２の上にヒ−タ６１４を覆うシリコン酸化膜６３８を形成する。本実施形態において、第７工程は、シリコン酸化膜６３６及びシリコン酸化膜６１２のいずれよりも厚いシリコン酸化膜６３８を形成する。第７工程は、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜６３８を形成してよい。
【０１５８】
図２１（ｂ）は、第８工程を説明する図である。第８工程は、支持基板６０２の表面の予め定められた領域に形成されたシリコン酸化膜６３６、シリコン酸化膜６１２、及びシリコン酸化膜６３８を除去する。第８工程は、当該除去によりバイモルフ部６０８を形成する。第８工程は、シリコン酸化膜６３６、シリコン酸化膜６１２、及びシリコン酸化膜６３８における、バイモルフ部６０８に対応する領域以外の部分を除去してよい。
【０１５９】
第８工程は、バイモルフ部６０８の信号線路６０６と対向する面から当該面の裏面へ貫通する貫通孔６１８を更に形成する。貫通孔６１８は、バイモルフ部６０８における第２部材６１０が形成された領域以外の部分を貫通する。貫通孔６１８は、バイモルフ部６０８におけるヒ−タ６１４が形成された領域以外の部分を貫通する。貫通孔６１８は、バイモルフ部６０８の一端の近傍においてバイモルフ部６０８を貫通してよい。尚、バイモルフ部６０８におけるシリコン酸化膜６３６、シリコン酸化膜６１２、及びシリコン酸化膜６３８に対応する領域は、第１部材６１６に対応する。
【０１６０】
図２１（ｃ）は、第９工程を説明する図である。第９工程は、貫通孔６１８に貫通配線６２０を形成する。本実施形態において、第９工程は、貫通孔６１８に金属を充填することにより貫通配線６２０を形成する。第９工程は、デポジションにより貫通配線６２０を形成してよい。第９工程は、メッキにより貫通配線６２０を形成してもよい。
【０１６１】
第９工程は、更に、バイモルフ部６０８における、信号線路６０６と対向する面の裏面に可動接点６３２を形成する。本実施形態において、第９工程は、可動接点６３２を貫通配線６２０と一体に形成する。
【０１６２】
図２１（ｄ）は、第１０工程を説明する図である。第１０工程は、支持基板６０２に第１貫通孔６２２及び第２貫通孔６２６を形成する。本実施形態において、第１０工程は、支持基板６０２を、信号線路６０６と対向する面の裏面からＩＣＰエッチングすることにより第１貫通孔６２２及び第２貫通孔６２６を形成する。第１０工程は、更に、バイモルフ支持部６２４を形成する。本実施形態において、バイモルフ支持部６２４は第１貫通孔６２２と第２貫通孔６２６とに挟まれた領域である。
【０１６３】
図２１（ｅ）は、第１１工程を説明する図である。第１１工程は、基板６３０を準備し、支持基板６０２と基板６３０とを対向させる。本実施形態において、第１１工程は、表面に固定接点６２８を保持する基板６３０を準備する。第１１工程は、支持基板６０２における信号線路６０６を保持する面と、基板６３０における固定接点６２８を保持する面とを対向させる。
【０１６４】
基板６３０は、支持基板６０２における信号線路６０６を保持する面と、基板６３０における固定接点６２８を保持する面とを対向させて支持基板６０２を保持する。基板６３０は、可動接点６３２を固定接点６２８と対向させて支持基板６０２を保持する。尚、本実施形態において、支持基板６０２は、シリコン基板である。基板６３０はガラス基板であってよい。
【０１６５】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１６６】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば低コストなバイモルフスイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の一例の断面図を示す。
【図２】本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の上面図を示す。
【図３】図１に関連して説明した変位量Ｚと温度Ｔとの関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の別の例の断面図を示す。
【図５】本例に係るバイモルフスイッチ１００の上面図を示す。
【図６】本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の別の例の断面図を示す。
【図７】本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の別の例の上面図を示す。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るスイッチアレイ１３６の一例を示す。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の一例の断面図を示す。
【図１０】本実施形態に係るバイモルフスイッチ１００の動作を説明する図である。
図１０（ａ）は、バイモルフ部１０８が、可動接点１０２と固定接点１０４とを接触させずに可動接点１０２を保持する場合のバイモルフスイッチ１００を示す。
図１０（ｂ）は、バイモルフ部１０８が、可動接点１０２と固定接点１０４とを接触させた場合のバイモルフスイッチ１００を示す。
図１０（ｃ）は、バイモルフ部１０８が、可動接点１０２と固定接点１０４とを接触させずに可動接点１０２を保持する場合のバイモルフスイッチ１００を示す。
図１０（ｄ）は、バイモルフ部１０８が、可動接点１０２と固定接点１０４とを接触させた場合のバイモルフスイッチ１００を示す。
図１０（ｅ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。
図１０（ｆ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。
図１０（ｇ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。
図１０（ｈ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。
図１０（ｉ）は、本実施形態に係る固定接点１０４の別の例を示す。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る電子回路３６０の一例を示す。
【図１２】スイッチ形成工程の一例を説明する図である。
図１２（ａ）は、スイッチ形成工程を説明する図である。
図１２（ｂ）は、接合工程を説明する図である。
図１２（ｃ）は、除去工程を説明する図である。
【図１３】本実施形態に係るバイモルフスイッチ３００の上面図である。
【図１４】本実施形態に係るバイモルフスイッチ３００の別の例を示す。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係るバイモルフスイッチ５００の一例を示す。
図１５（ａ）は、バイモルフスイッチ５００の断面図を示す。
図１５（ｂ）は、バイモルフスイッチ５００の上面図を示す。
【図１６】本実施形態に係るバイモルフスイッチ５００の他の例を示す。
図１６（ａ）は、バイモルフスイッチ５００の断面図を示す。
図１６（ｂ）は、バイモルフスイッチ５００の上面図を示す。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係るバイモルフスイッチ４００の一例を示す。
図１７（ａ）は、バイモルフスイッチ４００の断面図を示す。
図１７（ｂ）は、バイモルフスイッチ４００の上面図を示す。
【図１８】本実施形態に係るバイモルフスイッチ４００の別の例を示す。
図１８（ａ）は、バイモルフスイッチ４００の別の例を示す。
図１８（ｂ）は、バイモルフスイッチ４００の別の例を示す。
図１８（ｃ）は、バイモルフスイッチ４００の別の例を示す。
【図１９】本発明の第７の実施形態に係るバイモルフスイッチ６００の一例を示す。
【図２０】本実施形態に係るバイモルフスイッチ６００を製造するバイモルフスイッチ製造方法の一例を説明する図である。
図２０（ａ）は、第１工程を説明する図である。
図２０（ｂ）は、第２工程を説明する図である。
図２０（ｃ）は、第３工程を説明する図である。
図２０（ｄ）は、第４工程を説明する図である。
図２０（ｅ）は、第５工程を説明する図である。
図２０（ｆ）は、第６工程を説明する図である。
【図２１】本実施形態に係るバイモルフスイッチ６００を製造するバイモルフスイッチ製造方法の一例を説明する図である。
図２１（ａ）は、第７工程を説明する図である。
図２１（ｂ）は、第８工程を説明する図である。
図２１（ｃ）は、第９工程を説明する図である。
図２１（ｄ）は、第１０工程を説明する図である。
図２１（ｅ）は、第１１工程を説明する図である。
【符号の説明】
１００・・・バイモルフスイッチ、１０２・・・可動接点、１０４・・・固定接点、１０６・・・第１部材、１０８・・・バイモルフ部、１１０・・・バイモルフ支持層、１１２・・・ヒ−タ電極、１１４・・・貫通孔、１１６・・・裏面金属層、１１８・・・可動接点電極、１２０・・・絶縁層、１２２・・・下層、１２４・・・穴部、１２６・・・基板、１２８・・・ヒ−タ、１３０・・・第２部材、１３２・・・固定接点電極、１３４・・・上層、１３６・・・スイッチアレイ、１６０・・・第１端子、１６２・・・第２端子、１３８・・・空洞部、１４０・・・支持基板１４０、１４２・・・固定部、１４４・・・変位部、１４６・・・延伸部、１４８・・・接触部、１５０・・・コルゲ−ト部１５０、３００・・・バイモルフスイッチ、３０２・・・犠牲基板、３０４・・・バイモルフ部、３０６・・・可動接点、３０８・・・固定接点、３１０・・・スイッチ基板、３１２・・・ポリシリコン層、３１４・・・第１部材、３１６・・・ヒ−タ、３１８・・・第２部材、３２０・・・ヒ−タ電極、３２２・・・バイモルフ支持部、３２４・・・ヒ−タ電極配線、３２８・・・キャップ、３３０・・・バンプ、３４０・・・半導体基板、３４２・・・配線、３４４・・・配線、３４６・・・配線、３４８・・・第１端子、３５０・・・第２端子、３５２・・・集積回路、３５４・・・貫通孔、３５６・・・上蓋部、３５８・・・側蓋部、３６０・・・電子回路、５０２・・・基板、５０４・・・固定接点、５０６・・・可動接点、５０８・・・バイモルフ部、５１０・・・第１部材、５１２・・・第２部材、５１４・・・ヒ−タ、５１６・・・断熱部、５１８・・・ヒ−タ電極、５２０・・・支持基板、５２２・・・第１貫通孔、５２４・・・バイモルフ支持部、５２６・・・第２貫通孔、４０２・・・基板、４０４・・・固定接点、４０６・・・可動接点、４０８・・・バイモルフ部、４１０・・・第１部材、４１２・・・第２部材、４１４・・・ヒ−タ、４１６・・・補強部、４１８・・・ヒ−タ電極、４２０・・・支持基板、４２２・・・第１貫通孔、４２４・・・バイモルフ支持部、４２６・・・第２貫通孔、４３０・・・被支持部、４３２・・・駆動部、４３４・・・第２補強部、４３６・・・境界、４３８・・・第１面、４４０・・・第２面、６００・・・バイモルフスイッチ、６０２・・・支持基板、６０４・・・シリコン酸化膜、６０６・・・信号線路、６０８・・・バイモルフ部、６１０・・・第２部材、６１２・・・シリコン酸化膜、６１４・・・ヒ−タ、６１６・・・第１部材、６１８・・・貫通孔、６２０・・・貫通配線、６２２・・・第１貫通孔、６２４・・・バイモルフ支持部、６２６・・・第２貫通孔、６２８・・・固定接点、６３０・・・基板、６３２・・・可動接点、６３４・・・信号取出部、６３６・・・シリコン酸化膜、６３８・・・シリコン酸化膜

Claims (28)

1. 可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、
   表面及び裏面、並びに前記表面から前記裏面へ貫通して設けられた貫通孔を有する基板と、
   前記貫通孔の開口部の縁部から当該開口部の内側に延伸する前記固定接点と、
   前記可動接点を前記開口部と対向して保持し、当該可動接点を駆動するバイモルフ部と
   を備えることを特徴とするバイモルフスイッチ。
2. 前記バイモルフ部の一端は、前記基板の表面に形成された酸化シリコン層の上に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバイモルフスイッチ。
3. 前記バイモルフ部の一端は、前記基板の表面に形成されたポリシリコン層の上に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバイモルフスイッチ。
4. 可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチを製造するバイモルフスイッチ製造方法であって、
   基板の表面に前記固定接点を形成する固定接点形成工程と、
   前記基板の表面に、前記固定接点を覆う犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
   前記犠牲層の上に、前記可動接点を駆動するバイモルフ部を形成するバイモルフ部形成工程と、
   前記犠牲層における、少なくとも前記固定接点の一部を覆う部分を除去する除去工程と、
   前記バイモルフ部の前記基板と対向する面に前記可動接点を形成する可動接点形成工程と
   を備えることを特徴とするバイモルフスイッチ製造方法。
5. 前記犠牲層形成工程は、前記犠牲層として酸化シリコン層を形成することを特徴とする請求項４に記載のバイモルフスイッチ製造方法。
6. 前記犠牲層形成工程は、前記犠牲層としてポリシリコン層を形成することを特徴とする請求項４に記載のバイモルフスイッチ製造方法。
7. 前記除去工程は、前記基板の前記裏面から前記表面に貫通するように前記基板をエッチングするとともに、前記犠牲層を除去することを特徴とする請求項４に記載のバイモルフスイッチ製造方法。
8. 前記可動接点形成工程は、前記バイモルフ部の前記基板と対向する面に金属層を堆積することにより前記可動接点を形成することを特徴とする請求項４に記載のバイモルフスイッチ製造方法。
9. 可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、
   前記固定接点を保持する基板と、
   一端、他端、及び穴部を有し、前記可動接点を駆動するバイモルフ部と、
   前記バイモルフ部の前記一端及び前記他端を支持するバイモルフ支持部とを備えることを特徴とするバイモルフスイッチ。
10. 半導体基板上に形成された電子回路であって、
    第１端子及び第２端子を有し、前記半導体基板に形成された集積回路と、
    前記半導体基板上に裁置され、前記第１端子と前記第２端子とを電気的に接続する機械スイッチと
    を備えることを特徴とする電子回路。
11. 前記機械スイッチは、可動接点、固定接点、及び前記可動接点を駆動するバイモルフ部を有し、前記可動接点と前記固定接点とを電気的に接続することにより、前記第１端子と前記第２端子とを電気的に接続するバイモルフスイッチであることを特徴とする請求項１０に記載の電子回路。
12. 前記半導体基板上に裁置され、前記バイモルフスイッチを保持するスイッチ基板を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の電子回路。
13. 縁部で前記スイッチ基板の表面と接触し、前記可動接点、前記固定接点、及び前記バイモルフ部を覆う蓋部を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の電子回路。
14. 前記集積回路は半導体スイッチを有し、
    前記機械スイッチは、前記半導体スイッチよりオフリ−ク電流が小さいことを特徴とする請求項１０に記載の電子回路。
15. 前記集積回路は半導体スイッチを有し、
    前記機械スイッチは、前記半導体スイッチより大きな電流をスイッチングすることを特徴とする請求項１０に記載の電子回路。
16. 前記集積回路は半導体スイッチを有し、
    前記機械スイッチは、前記半導体スイッチより高い周波数の信号をスイッチングすることを特徴とする請求項１０に記載の電子回路。
17. 機械スイッチ及び集積回路を備える電子回路を製造する電子回路製造方法であって、
    半導体基板を準備する準備工程と、
    前記半導体基板に前記集積回路を形成する集積回路形成工程と、
    前記機械スイッチを形成するスイッチ形成工程と、
    前記半導体基板に前記機械スイッチを裁置する裁置工程と
    を備えることを特徴とする電子回路製造方法。
18. 可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、
    前記固定接点を保持する基板と、
    前記可動接点を駆動するバイモルフ部と、
    前記バイモルフ部の表面に形成され、前記バイモルフ部より低い熱伝導率を有する断熱部と、
    前記バイモルフ部に対して前記断熱部を挟んで形成され、前記バイモルフ部を支持するバイモルフ支持部と
    を備えることを特徴とするバイモルフスイッチ。
19. 前記バイモルフ部は、
    酸化シリコンにより形成された第１部材と、
    金属により形成された第２部材と
    を有し、
    前記断熱部は、前記酸化シリコン及び前記金属のいずれよりも低い熱伝導率を有することを特徴とする請求項１８に記載のバイモルフスイッチ。
20. 可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、
    前記固定接点を保持する基板と、
    前記可動接点を駆動するバイモルフ部と、
    前記バイモルフ部を支持するバイモルフ支持部と
    を備え、
    前記バイモルフ部は、
    ヒ−タと、
    前記バイモルフ支持部と接触する第１部材と、
    前記第１部材より高い熱伝導率、及び前記第１部材と異なる熱膨張率を有し、前記第１部材の前記バイモルフ支持部と接触する面における、前記第１部材と前記バイモルフ支持部とが接触する領域以外の部分に形成され、前記ヒ−タに加熱された場合に前記バイモルフ部を変形させる応力を生じる第２部材と
    を有することを特徴とするバイモルフスイッチ。
21. 可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、
    前記固定接点を保持する基板と、
    前記可動接点を駆動するバイモルフ部と、
    前記バイモルフ部を支持するバイモルフ支持部と
    を備え、
    前記バイモルフ部は、
    前記バイモルフ支持部に固定された被支持部と、
    前記可動接点を駆動する駆動部と、
    前記バイモルフ部の表面において、前記被支持部から前記駆動部の一部に渡って形成された補強部と
    を有することを特徴とするバイモルフスイッチ。
22. 前記補強部は、少なくとも一部が前記バイモルフ支持部と前記被支持部との間に挟んで形成されたことを特徴とする請求項２１に記載のバイモルフスイッチ。
23. 前記補強部の一部は、前記被支持部を挟んで前記バイモルフ支持部と対向することを特徴とする請求項２１に記載のバイモルフスイッチ。
24. 前記バイモルフ部は、
    前記駆動部を加熱するヒ−タと、
    前記ヒ−タと電気的に接続されたヒ−タ電極と
    を更に有し、
    前記補強部は、前記ヒ−タ電極から延伸して、前記ヒ−タ電極と一体に形成されたことを特徴とする請求項２１に記載のバイモルフスイッチ。
25. 可動接点と固定接点とを電気的に接続するバイモルフスイッチであって、
    前記固定接点を保持する基板と、
    前記基板と対向する表面、及び前記表面に対する裏面、並びに前記表面から前記裏面へ貫通する貫通孔を有し、前記可動接点を前記表面に保持するバイモルフ部と、
    前記貫通孔に設けられ、前記可動接点と電気的に接続された貫通配線と、
    前記バイモルフ部の前記裏面に設けられ、前記貫通配線と電気的に接続された信号線路と
    を備えることを特徴とするバイモルフスイッチ。
26. 前記バイモルフ部の前記裏面に対して前記信号線路を挟んで形成され、前記バイモルフ部を支持するバイモルフ部を更に備えたことを特徴とする請求項２５に記載のバイモルフスイッチ。
27. 前記信号線路は、前記バイモルフ部の前記裏面から更に延伸して形成された信号取出部を有することを特徴とする請求項２６に記載のバイモルフスイッチ。
28. 前記可動接点は前記貫通配線と一体に形成されたことを特徴とする請求項２５に記載のバイモルフスイッチ。

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