JP2013178967A - マイクロスイッチング素子の製造方法及びマイクロスイッチング素子 - Google Patents

マイクロスイッチング素子の製造方法及びマイクロスイッチング素子 Download PDF

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忠司 中谷
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Abstract

【課題】製造工程を増やすことなく引き剥がし電極を有するマイクロスイッチング素子を製造する。
【解決手段】表面層１３が形成されている基板１０の前記表面層１３の上に、第１の駆動電極２１、可動電極２３a及び第１の引き剥がし電極２５を形成する工程と、前記第１の駆動電極２１及び前記可動電極２３aが形成されている領域の周囲の一部における前記表面層１３を除去することにより、片持ち梁１５を形成するための溝部１４を形成する工程と、前記第１の駆動電極２１の上に空間を隔てて第２の駆動電極２２を形成し、前記可動電極２３aの上に空間を隔てて固定電極２４を形成し、前記第１の引き剥がし電極２５の上に空間を隔てて第２の引き剥がし電極２３bを形成する工程と、前記溝部１４の内側において前記基板１０を除去することにより、前記溝部１４により分離された表面層１３により、支持部において支持される片持ち梁１５を形成する工程と、を有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、マイクロスイッチング素子の製造方法及びマイクロスイッチング素子に関するものである。
携帯電話等の無線通信機の技術分野においては、高機能化等の実現のため搭載される部品が増加することから、ＲＦ（Radio frequency）回路の小型化が求められている。このため、回路を構成する様々な部品について、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用した微小化の検討がなされている。
このような部品の一つに、いわゆるＭＥＭＳスイッチと呼ばれるマイクロスイッチング素子がある。ＭＥＭＳスイッチは、ＭＥＭＳ技術により微小に形成されたスイッチング素子であり、機械的に開閉してスイッチングを行なうため少なくとも一対の接点と、この接点を機械的に開閉するための駆動機構等を有している。ＭＥＭＳスイッチは、特に、ＧＨｚ帯域等における高周波信号のスイッチングに適しており、ＰＩＮダイオードや、ＦＥＴ（Field effect transistor）等におけるスイッチング素子よりも、オフ状態で高いアイソレーションを示し、また、オン状態における抵抗が低い。これはＭＥＭＳスイッチにおけるオン−オフ動作が、機械的な開閉によるものであるため、これにより接点抵抗が低く、寄生容量も少なくすることができる。
特開２００６−１９０５９４号公報 特開２００７−３５６４０号公報 特開２００８−１７７０７４号公報
ところで、このようなＭＥＭＳスイッチは、前述したように、静電駆動、圧電駆動、熱駆動等による駆動機構を有しており、この駆動機構により可動接点を動かして、固定接点に接触させたり離したりすることにより、スイッチのオン−オフ制御がなされるものである。ＭＥＭＳスイッチにおいては、一般的に、接点におけるオン−オフ回数は、１０億回から１００億回の開閉寿命が求められており、また、信頼性等の観点よりオン状態においては接点抵抗が２Ω以下であることが求められている。
このように、ＭＥＭＳスイッチにおいて、固定接点と可動接点とを低い接点抵抗で接触させるためには、オン状態にする際、接点同士を強い力で接触させることが必要であり、例えば、数ｍＮの力で可動接点を固定接点に接触させることが必要となる。しかしながら、強い力で可動接点と固定接点とを接触させると、固定接点に可動接点が付着して離れなくなる現象（スティッキング）が発生しやすくなる。このため、特許文献３では、スティッキングが発生した場合の対策として、固定接点から可動接点を引き剥がすための引き剥がし電極を設けた構造のＭＥＭＳスイッチが開示されている。このような引き剥がし電極を有するＭＥＭＳスイッチを作製する場合には、複数の基板を貼り合わせる方法や、最終的に除去される犠牲層を複数形成する方法により作製することができる。しかしながら、これらの方法により作製した場合には、引き剥がし電極を形成しないＭＥＭＳスイッチと比べて、製造工程が複雑となり、製造工程数も増えるため、製造されるＭＥＭＳスイッチのコストが上昇してしまう。
従って、製造工程数が増加することなく、低コストで製造することのできる引き剥がし電極を有するマイクロスイッチング素子の製造方法が求められており、また、開閉寿命が長く、信頼性の高いＭＥＭＳスイッチ等のマイクロスイッチング素子が求められている。
本実施の形態の一観点によれば、第１の駆動電極と第２の駆動電極との間に、所定の電圧を印加することにより、可動電極と固定電極とが接触し、前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れ、前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるマイクロスイッチング素子の製造方法において、表面層が形成されている基板の前記表面層の上に、前記第１の駆動電極、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極を形成する工程と、前記第１の駆動電極及び前記可動電極が形成されている領域の周囲の一部における前記表面層を除去することにより、片持ち梁を形成するための溝部を形成する工程と、前記第１の駆動電極の上に空間を隔てて前記第２の駆動電極を形成し、前記可動電極の上に空間を隔てて前記固定電極を形成し、前記第１の引き剥がし電極の上に空間を隔てて前記第２の引き剥がし電極を形成する工程と、前記溝部の内側において前記基板を除去することにより、前記溝部により分離された表面層により、支持部において支持される片持ち梁を形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本実施の形態の他の一観点によれば、圧電駆動部に所定の電圧を印加することにより、可動電極と固定電極とが接触し、前記圧電駆動部に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電とが離れ、前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるマイクロスイッチング素子の製造方法において、表面層が形成されている基板の前記表面層の上に、前記圧電駆動部、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極を形成する工程と、前記圧電駆動部及び前記可動電極が形成されている領域の周囲の一部の前記表面層を除去することにより、片持ち梁を形成するための溝部を形成する工程と、前記可動電極の上に空間を隔てて前記固定電極を形成し、前記第１の引き剥がし電極の上に空間を隔てて前記第２の引き剥がし電極を形成する工程と、前記溝部の内側において前記基板を除去することにより、前記溝部により分離された表面層により、支持部において支持される片持ち梁を形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本実施の形態の他の一観点によれば、一方が基板に支持されており、他方の先端部が可動する片持ち梁と、前記片持ち梁の上に形成された第１の駆動電極及び可動電極と、前記片持ち梁の外側に形成された第１の引き剥がし電極と、前記第１の駆動電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の駆動電極と、前記可動電極の上に、空間を隔てて設置されている固定電極と、前記第１の引き剥がし電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の引き剥がし電極と、を有し、前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に接続されている第１の駆動電源により、所定の電圧を印加することにより、前記片持ち梁の先端部が可動して前記可動電極と前記固定電極とが接触し、前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に印加されている前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れるものであり、前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に接続されている第２の駆動電源により、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるものであることを特徴とする。
また、本実施の形態の他の一観点によれば、一方が基板に支持されており、他方の先端部が可動する片持ち梁と、前記片持ち梁の上に形成された圧電駆動部及び可動電極と、前記片持ち梁の外側に形成された第１の引き剥がし電極と、前記可動電極の上に、空間を隔てて設置されている固定電極と、前記第１の引き剥がし電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の引き剥がし電極と、を有し、前記圧電駆動に接続されている第１の駆動電源により、所定の電圧を印加することにより、前記片持ち梁の先端部が可動して前記可動電極と前記固定電極とが接触し、前記圧電駆動部に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れるものであり、前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に接続されている第２の駆動電源により、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるものであることを特徴とする。
開示のマイクロスイッチング素子の製造方法によれば、開閉寿命が長く、信頼性の高い引き剥がし電極を有するマイクロスイッチング素子を低コストで製造することができる。
第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の構造図 第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の動作の説明図 第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（１） 第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（２） 第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（３） 第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（４） 第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（５） 第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（６） 第１の実施の形態における引き剥がし電極を有しないマイクロスイッチング素子の構造図 第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の構造図 第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の動作の説明図 第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（１） 第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（２） 第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（３） 第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（４） 第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（５） 第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の製造方法の工程図（６） 第２の実施の形態における引き剥がし電極を有しないマイクロスイッチング素子の構造図 第３の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の構造図 第４の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子の構造図
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
〔第１の実施の形態〕
（マイクロスイッチング素子）
最初に、図１に基づき第１の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子であるＭＥＭＳスイッチについて説明する。尚、図１（ａ）は、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチの上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における一点鎖線１Ａ−１Ｂにおいて切断した断面図である。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、基板となるＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板１０を加工することにより形成されている。具体的には、このＳＯＩ基板１０は、Ｓｉ基板１１の上にはＢＯＸ層と呼ばれるＳｉＯ２層１２が形成されており、ＳｉＯ２層１２の上にはＳｉ層１３が形成されている。尚、本実施の形態において用いられるＳＯＩ基板１０は、１０μｍ〜３０μｍの厚さのＳｉ層１３が形成されているものであり、本実施の形態では、Ｓｉ層１３を表面層と記載する場合がある。また、Ｓｉ層１３は活性層とも呼ばれるものであるが、不純物元素はドープされてはいない。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチでは、ＳＯＩ基板１０において片持ち梁１５の支持部１５ｂとなる部分を除き、片持ち梁１５となる領域の周囲には、Ｓｉ層１３には溝部１４が設けられている。また、溝部１４の設けられている部分よりも内側の片持ち梁１５となる領域では、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２がエッチングにより除去されている。
これにより、片持ち梁１５が形成される領域は、支持部１５ｂとなる部分を除き、溝部１４によりＳＯＩ基板１０の他の領域と分離されている。このようにして、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が除去された領域のＳｉ層１３により、支持部１５ｂにおいて支持される片持ち梁１５が形成される。このように形成されている片持ち梁１５は、支持部１５ｂを支点として、片持ち梁１５の先端部１５ａが図面において上下方向に動作するものである。
また、Ｓｉ層１３の上には、片持ち梁１５の先端部１５ａを動作させるための第１の駆動電極２１及び第２の駆動電極２２が設けられており、第１の駆動電極２１と第２の駆動電極２２との間には、第１の駆動電源３１が接続されている。第１の駆動電極２１は、片持ち梁１５の支持部１５ｂの形成されている側において、片持ち梁１５が形成されている領域からＳｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域の上に形成されている。また、第１の駆動電極２１において、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域の上には、第１の駆動電極接続部２１ａが形成されており、第１の駆動電極２１は、第１の駆動電源３１と第１の駆動電極接続部２１ａにおいて接続されている。
第２の駆動電極２２は、片持ち梁１５が形成されている領域における第１の駆動電極２１の上に、空間４１を隔てた位置に形成されている。具体的には、第２の駆動電極２２は、第１の駆動電極２１の上に形成される第２の駆動電極本体部２２ａを支持するための第２の駆動電極支持部２２ｂ、２２ｃを有している。この第２の駆動電極本体部２２ａを支持するための第２の駆動電極支持部２２ｂ、２２ｃは、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域に形成されている。本実施の形態においては、第２の駆動電極２２は、第２の駆動電極本体部２２ａが、２ヶ所に設けられた第２の駆動電極支持部２２ｂと駆動電極支持部２２ｃとを橋台または橋脚とする梁となるような構造で形成されており、いわゆるブリッジ状に形成されている。尚、第２の駆動電極支持部２２ｂ、２２ｃは２つに限定されるものではなく、３以上設けた構造のものであってもよい。
また、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍には、可動電極２３と固定電極２４が設けられている。可動電極２３は、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍のＳｉ層１３の上に設けられており、溝部１４を介し、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域に延びるように形成されている。また、固定電極２４は、片持ち梁１５が形成されている領域の駆動電極２３の上に、空間４２を隔てた位置に形成されている。具体的には、固定電極２４は、可動電極２３の上に形成される固定電極本体部２４ａを支持するための固定電極支持部２４ｂ、２４ｃを有している。この固定電極本体部２４ａを支持するための固定電極支持部２４ｂ、２４ｃは、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域に形成されている。本実施の形態においては、固定電極２４は、固定電極本体部２４ａが、２ヶ所に設けられた固定電極支持部２４ｂと駆動電極支持部２４ｃとを橋台または橋脚とする梁となるような構造で形成されており、いわゆるブリッジ状に形成されている。尚、固定電極支持部２４ｂ、２４ｃは２つに限定されるものではなく、３以上設けた構造のものであってもよい。
このような本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、空間４２を介して形成されている可動電極２３における可動接点２３ａと固定電極２４における固定接点２４ｄとが接触することによりオン状態となり、離れることによりオフ状態となるものである。
また、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチにおいては、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍において、溝部１４を挟んだＳｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域におけるＳｉ層１３の上には、引き剥がし電極２５が設けられている。引き剥がし電極２５の上には、空間４３を介し可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂの一部が位置するように形成されており、引き剥がし電極２５と可動電極２３との間には、第２の駆動電源３２が接続されている。尚、引き剥がし電極２５において、可動電極部２３ｂが形成されていない領域には、引き剥がし電極接続部２５ａが設けられており、引き剥がし電極２５は、第２の駆動電源３２と引き剥がし電極接続部２５ａにおいて接続されている。また、Ｓｉ層１３の上には、第１の駆動電極２１、第２の駆動電極２２、可動電極２３、固定電極２４、引き剥がし電極２５の周囲を囲むようにＧＮＤ電極２６が形成されている。尚、本実施の形態においては、引き剥がし電極２５を第１の引き剥がし電極と記載し、可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂを第２の引き剥がし電極と記載する場合がある。よって、本実施の形態では、第２の引き剥がし電極となる引き剥がし可動電極部２３ｂは可動電極２３の一部となるように形成されており、可動電極２３と電気的に接続されている。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチでは、第１の駆動電源３１により第１の駆動電極２１と第２の駆動電極２２との間に所定の電圧を印加することにより、第１の駆動電極２１と第２の駆動電極２２との間の静電力が働く。この静電力により片持ち梁１５の先端部１５ａを動かすことができ、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチにおいて、オン−オフ動作をさせることができる。
具体的には、第１の駆動電源３１により第１の駆動電極２１と第２の駆動電極２２との間に、異なる極性となる所定の電圧を印加することにより静電力による引力が生じ、第１の駆動電極２１は第２の駆動電極２２が設けられている側に引き寄せられる。これにより、片持ち梁１５の先端部１５ａが図面において上側に動き、これに伴い可動電極２３における可動接点２３ａも上に動くため、可動電極２３における可動接点２３ａと固定電極２４における固定接点２４ｄとが接触する。これにより、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチをオン状態にすることができ、固定電極２４の固定電極支持部２４ｂより入力したＲＦ信号は、固定接点２４ｄ及び可動接点２３ａを介し、可動電極２３に出力信号として伝達される。
また、第１の駆動電源３１により第１の駆動電極２１と第２の駆動電極２２との間に印加されていた所定の電圧を解除することにより、静電力による引力は働かなくなり、第１の駆動電極２１は第２の駆動電極２２が設けられている側から離れる。これにより、片持ち梁１５の先端部１５ａが図面において下側に動き、これに伴い可動電極２３における可動接点２３ａも下に動くため、可動電極２３における可動接点２３ａは固定電極２４における固定接点２４ｄから離れる。よって、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチをオフ状態となり、固定電極２４の固定電極支持部２４ｂより入力したＲＦ信号は、可動電極２３には伝達されなくなる。このように、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、オフ状態では、可動接点２３ａと固定接点２４ｄとが離れることにより、所定の幅の空間４２が形成され、この空間４２により、電気的な接続を物理的に遮断することができる。よって、高いアイソレーションを得ることができる。
ところで、前述したように、上述したように、オン−オフ動作を繰り返すうちに、図２（ａ）に示すように、可動接点２３ａと固定接点２４ｄとを接触させた際に、固定接点２４ｄに可動接点２３ａが付着して離れなくなってしまう場合がある。よって、このような場合には、図２（ｂ）に示すように、第２の駆動電源３２により可動電極２３と引き剥がし電極２５との間に、異なる極性となる所定の電圧を印加する。これにより、可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂと引き剥がし電極２５との間に静電力による引力が生じ、可動電極２３の引き剥がし可動電極部２３ｂが引き剥がし電極２５が設けられている側に引き寄せられる。よって、この静電力による引力により、固定接点２４ｄと可動接点２３ａとを引き離すことができる。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチでは、固定電極２４においては、固定接点２４ｄが形成されている固定接点本体部２４ａは、２つの固定接点支持部２４ｂ、２４ｃを橋台または橋脚とする梁となるような構造となっている。即ち、固定接点本体部２４ａは、２つの固定接点支持部２４ｂ、２４ｃにより支持されている。従って、固定接点本体部２４ａに形成されている固定接点２４ｄの位置は、可動接点２３ａとのオン−オフ動作を繰り返した場合においても、殆ど変化することはない。よって、第１の駆動電極２１と第２の駆動電極２２との間に電圧が印加されていない状態においては、空間４２の幅は略一定に保たれるため、ＭＥＭＳスイッチの開閉寿命を長くすることができ、また、信頼性を高めることができる。
（マイクロスイッチング素子の製造方法）
本実施の形態におけるマイクロスイッチング素子であるＭＥＭＳスイッチの製造方法について、図３から図８に基づき説明する。
最初に、図３に示すように、ＳＯＩ基板１０におけるＳｉ層１３の上に、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンを形成する。尚、図３（ａ）は、この工程における上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）における一点鎖線３Ａ−３Ｂにおいて切断した断面図である。前述のとおり、ＳＯＩ基板１０は、Ｓｉ基板１１の上にＳｉＯ２層１２及びＳｉ層１３が積層して形成されているものであり、Ｓｉ層１３の上に、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンを形成する。即ち、ＳＯＩ基板１０のＳｉ層１３の上に、第１の駆動電極２１、可動電極２３における可動接点２３ａ、引き剥がし電極２５を形成する。また、この際、第２の駆動電極支持部２２ｂ、２２ｃを形成するためのメタルパターン２２ｂ１、２２ｃ１、固定電極支持部２４ｂ、２４ｃを形成するためのメタルパターン２４ｂ１、２４ｃ１を形成する。更に、可動電極２３の可動電極支持部を形成するためのメタルパターン２３ｃ、２３ｄ、ＧＮＤ電極２６を形成するためのメタルパターン２６ａを形成する。尚、第１の駆動電極２１、可動電極２３における可動接点２３ａ、引き剥がし電極２５及びメタルパターン２２ｂ１、２２ｃ１、２４ｂ１、２４ｃ１、２３ｃ、２３ｄ、２６ａは、リフトオフ法又はドライエッチングを用いた方法により形成することができる。
例えば、リフトオフ法では、最初に、Ｓｉ層１３の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成される領域に開口部を有するレジストパターンを形成する。次に、スパッタリング、または、真空蒸着により、Ｔｉ／Ａｕ等の金属積層膜を成膜し、この後、有機溶剤等に浸漬させることにより、レジストパターン上における金属膜をレジストパターンとともに除去する。これにより、上述した各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンを形成することができる。
また、ドライエッチングを用いた方法では、最初に、Ｓｉ層１３の上に、スパッタリング、または、真空蒸着により、Ｔｉ／Ａｕ等の金属積層膜を成膜する。次に、この金属積層膜の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成される領域の上にレジストパターンを形成する。この後、ＲＩＥ等のドライエッチングまたはウエットエッチング等により、レジストパターンが形成されていない領域における金属積層膜を除去する。更に、この後、レジストパターンを有機溶剤等により除去することにより、上述した各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンを形成することができる。尚、本実施の形態に用いられるＳＯＩ基板１０は、Ｓｉ層１３の厚さが１０μｍ〜３０μｍ形成されている。
次に、図４に示すように、片持ち梁１５が形成される領域の周囲に溝部１４を形成する。図４（ａ）は、この工程における上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）における一点鎖線４Ａ−４Ｂにおいて切断した断面図である。溝部１４は、ＳｉＯ２層１２の表面が露出するまで、エッチングによりＳｉ層１３を除去することにより形成する。具体的には、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成されているＳｉ層１３の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、溝部１４が形成される領域に開口部を有するレジストパターンを形成する。この後、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）により、Ｓｉ層１３をＳｉＯ２層１２の表面が露出するまで除去することにより溝部１４を形成し、レジストパターンを有機溶剤等により除去する。このようにして、Ｓｉ層１３に溝部１４を形成することにより、後述する支持部１５ｂを除いた片持ち梁１５が形成される領域の周囲は、他の領域と溝部１４と分離される。
次に、図５に示すように、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成されているＳｉ層１３の上に、犠牲層となるＳｉＯ２膜５０を形成する。図５（ａ）は、この工程における上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）における一点鎖線５Ａ−５Ｂにおいて切断した断面図である。具体的には、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成されているＳｉ層１３の上に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の成膜方法によりＳｉＯ２膜５０を成膜する。成膜されるＳｉＯ２膜５０の膜厚は、２μｍ〜５μｍである。
次に、図６に示すように、犠牲層となるＳｉＯ２膜５０の一部をエッチングにより除去することにより、各々の電極等が形成される領域に開口部を形成する。図６（ａ）は、この工程における上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）における一点鎖線６Ａ−６Ｂにおいて切断した断面図である。具体的には、犠牲層となるＳｉＯ２膜５０にエッチング等により開口部５１、５２、５３、５４、５５及び５６を形成する。開口部５１は第１の駆動電極接続部２１ａを形成するためのものであり、第１の駆動電極接続部２１ａが形成される領域において第１の駆動電極２１が露出するまで、ＳｉＯ２膜５０をエッチングすることにより形成する。開口部５２は第２の駆動電極２２を形成するためのものであり、第１の駆動電極２１の上に空間４１に相当する所定の厚さのＳｉＯ２膜５０が残るようにエッチングを行なうことにより形成する。開口部５３は可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂを形成するためのものであり、引き剥がし電極２５の上に空間４３に相当する所定の厚さのＳｉＯ２膜５０が残り、また、可動電極２３の一部が露出するようにエッチングを行なうことにより形成する。開口部５４は、所定の形状の固定電極２４を形成するためのものであり、可動電極２３における可動接点２３ａの上に空間４２に相当する所定の厚さのＳｉＯ２膜５０が残るようにエッチングを行なうことにより形成する。開口部５５は引き剥がし電極接続部２５ａを形成するためのものであり、引き剥がし電極接続部２５ａが形成される領域においては引き剥がし電極２５が露出するまで、ＳｉＯ２膜５０をエッチングすることにより形成する。開口部５６はＧＮＤ電極２６を形成するためのものであり、メタルパターン２６ａの表面が露出するまでＳｉＯ２膜５０をエッチングすることにより形成する。
このように形成された開口部５１では、第１の駆動電極２１の表面の一部が露出しており、開口部５２では、メタルパターン２２ｂ１、２２ｃ１の表面が露出している。また、開口部５３では、可動電極２３における可動接点２３ａの一部及びメタルパターン２３ｃ、２３ｄが露出しており、開口部５４では、メタルパターン２４ｂ１、２４ｃ１の表面が露出している。更に、開口部５５では、引き剥がし電極２５の一部が露出しており、開口部５６では、メタルパターン２６ａの表面が露出している。
開口部５１、５２、５３、５４、５５及び５６の形成方法は、犠牲層となるＳｉＯ２膜５０の上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、各々の開口部が形成される領域に開口を有するレジストパターンを形成する。次に、レジストパターンの形成されていない領域のＳｉＯ２膜５０を所望の深さまでＲＩＥ等のドライエッチングまたはウエットエッチングにより、所望の深さまで除去することにより形成する。この際、ドライエッチングの場合では、ＣＦ４又はＣＨＦ３等のエッチングガスが用いられ、ウエットエッチングの場合には、バッファドフッ酸等のエッチング液が用いられる。尚、図示するように、形成される開口部５２及び開口部５３は２段階の深さで形成されており、開口部５４は３段階の深さで形成されている。このように、開口部を多段階の深さとなるように形成するためには、上述した所望の形状のレジストパターンを形成する工程とエッチングを行なう工程とを所定形状となるまで複数回繰り返し行なうことにより形成することができる。
次に、図７に示すように、開口部５１〜５６にメッキにより、各々の電極等を形成する。図７（ａ）は、この工程における上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）における一点鎖線７Ａ−７Ｂにおいて切断した断面図である。具体的には、開口部５１〜５６が形成されている面に、Ｔｉ／Ａｕ膜をスパッタリング等により成膜した後、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、メッキにより金属膜が堆積される領域にレジストパターンを形成する。この後、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によりレジストパターンの形成されていない領域のＴｉ／Ａｕ膜を除去し、更に、レジストパターンを除去することにより、シード層を形成する。次に、シード層が形成されている領域に金（Ａｕ）又は金合金等の金を含む金属材料の電解メッキを行なうことにより金属膜を堆積させる。本実施の形態においては、メッキにより堆積される金属膜の膜厚は１５μｍ〜３０μｍである。このように堆積された金属膜により、第１の駆動電極接続部２１ａ、第２の駆動電極２２、可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂ、固定電極２４、引き剥がし電極接続部２５ａ、ＧＮＤ電極２６を形成する。
次に、図８に示すように、片持ち梁１５の形成される領域におけるＳｉ基板１１を除去し、更に、ＳｉＯ２層１２及び犠牲層となるＳｉＯ２膜５０を同時に除去する。図８（ａ）は、この工程における上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）における一点鎖線８Ａ−８Ｂにおいて切断した断面図である。具体的には、最初に、ＳＯＩ基板１０のＳｉ層１３が形成されている面とは反対側となるＳｉ基板１１の表面に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、Ｓｉ基板１１が除去される領域に開口部を有するレジストパターンを形成する。この後、ＤＲＩＥによりレジストパターンの形成されていない領域におけるＳｉ基板１１を除去することにより、片持ち梁１５が形成される領域において、ＳｉＯ２層１２の表面を露出させる。次に、フッ酸等を用いて、ＳｉＯ２のみを選択的にエッチングにより除去することにより、犠牲層となるＳｉＯ２膜５０及びＳｉ基板１１の開口部において露出しているＳｉＯ２層１２を除去する。尚、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が除去される領域は溝部１４の内側の領域である。よって、このようにＳｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２を除去することにより、溝部１４により分離されたＳｉ層１３によりＭＥＭＳスイッチにおける片持ち梁１５を形成することができる。
以上により、本実施の形態におけるマイクロスイッチング素子であるＭＥＭＳスイッチを作製することができる。本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、引き剥がし電極２５が形成されているものではあるが、引き剥がし電極が形成されていないＭＥＭＳスイッチと略同じ工程で製造することが可能である。即ち、引き剥がし電極を有する本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、図９に示されるような引き剥がし電極が形成されていないＭＥＭＳスイッチと略同じ工程数で製造することができる。
具体的には、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチと、図９に示すＭＥＭＳスイッチとは、ともに電極等がＳＯＩ基板１０のＳｉ層１３の表面に形成されているものである。よって、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチと、図９に示すＭＥＭＳスイッチとは、製造工程において、第２の駆動電極２２等を形成するために犠牲層となるＳｉＯ２膜に形成される開口部の形状等が異なるのみである。従って、ＭＥＭＳスイッチの製造方法において、この犠牲層となるＳｉＯ２膜に形成される開口部の形状等は、ＳｉＯ２膜をエッチングする際に形成されるレジストパターンを変えることにより、所望の形状に形成することができるため、工程数が増えることはない。よって、本実施の形態では、レジストパターンを形成するためのフォトマスク等を変更するだけで形成可能であり、図９に示される引き剥がし電極を有しないＭＥＭＳスイッチと略同じ工程数で、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチを製造することができる。従って、低コストで、引き剥がし電極を有するマイクロスイッチング素子を製造することができる。
尚、図９に示されるＭＥＭＳスイッチは、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチと同様に、ＳＯＩ基板１０を用いて作製されるものであるが、引き剥がし電極２５、可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂ及び第２の駆動電源３２は設けられていない。また、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍には、可動電極１２３が設けられており、可動電極１２３の上には、空間１４２を隔てて２つの固定電極１２４ａ、１２４ｂが設けられているが、この固定電極１２４ａと固定電極１２４ｂとは直接接触はしていない。このように、図９に示されるＭＥＭＳスイッチでは、第１の駆動電源３１により所定の電圧が印加されることにより、第１の駆動電極２１が、第２の駆動電極２２に引き寄せられ、可動電極１２３が固定電極１２４ａ及び１２４ｂの双方と接触する。このように、可動電極１２３が固定電極１２４ａ及び１２４ｂの双方と接触することにより、ＲＦ信号は、一方の固定電極１２４ａの設けられている側から、可動電極１２３を介し、他方の固定電極１２４ｂが設けられている側に伝達される。図９（ａ）は、このＭＥＭＳスイッチにおける上面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）における一点鎖線９Ａ−９Ｂにおいて切断した断面図である。
〔第２の実施の形態〕
（マイクロスイッチング素子）
次に、図１０に基づき第２の実施の形態におけるマイクロスイッチング素子であるＭＥＭＳスイッチについて説明する。尚、図１０（ａ）は、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチの上面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）における一点鎖線１０Ａ−１０Ｂにおいて切断した断面図である。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、基板となるＳＯＩ基板１０を加工することにより形成されている。具体的には、このＳＯＩ基板１０は、Ｓｉ基板１１の上にはＢＯＸ層と呼ばれるＳｉＯ２層１２が形成されており、ＳｉＯ２層１２の上にはＳｉ層１３が形成されている。尚、本実施の形態において用いられるＳＯＩ基板１０は、１０μｍ〜３０μｍの厚さのＳｉ層１３が形成されているものである。また、Ｓｉ層１３は活性層とも呼ばれるが、不純物元素はドープされてはいない。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチでは、ＳＯＩ基板１０において片持ち梁１５の支持部１５ｂとなる部分を除き、片持ち梁１５となる領域の周囲には、Ｓｉ層１３には溝部１４が設けられている。また、溝部１４の設けられている部分よりも内側の片持ち梁１５となる領域では、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２がエッチングにより除去されている。
これにより、片持ち梁１５が形成される領域は、支持部１５ｂとなる部分を除き、溝部１４によりＳＯＩ基板１０の他の領域と分離されている。このようにして、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が除去された領域のＳｉ層１３により、支持部１５ｂにおいて支持される片持ち梁１５が形成される。このように形成されている片持ち梁１５は、支持部１５ｂを支点として、片持ち梁１５の先端部１５ａが図面において上下方向に動作するものである。
また、Ｓｉ層１３の上には、片持ち梁１５の先端部１５ａを動作させるための圧電駆動部２２０が設けられている。圧電駆動部２２０は、下部電極２２１、圧電体膜２２２及び上部電極２２３が積層されたものであり、Ｓｉ層１３の上には下部電極２２１が形成され、下部電極２２１の上には圧電体膜２２２が形成され、圧電体膜２２２の上には上部電極２２３が形成されている。尚、下部電極２２１及び上部電極２２３は、金属膜により形成されており、圧電体膜２２２は、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＴｉＯ３：ジルコニウム酸チタン酸鉛）等の圧電体材料により形成されている。また、下部電極２２１と上部電極２２３との間には、第１の駆動電源２３１が接続されており、圧電体膜２２２に電圧を印加することができるように形成されている。圧電駆動部２２０は、片持ち梁１５の支持部１５ｂの形成されている側において、片持ち梁１５が形成されている領域からＳｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域の上に形成されている。
また、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍には、可動電極２３と固定電極２４が設けられている。可動電極２３は、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍のＳｉ層１３の上に設けられており、溝部１４を介し、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域に延びるように形成されている。また、固定電極２４は、片持ち梁１５が形成されている領域の駆動電極２３の上に、空間４２を隔てた位置に形成されている。具体的には、固定電極２４は、可動電極２３の上に形成される固定電極本体部２４ａを支持するための固定電極支持部２４ｂ、２４ｃを有している。この固定電極本体部２４ａを支持するための固定電極支持部２４ｂ、２４ｃは、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域に形成されている。本実施の形態においては、固定電極２４は、固定電極本体部２４ａが、２ヶ所に設けられた固定電極支持部２４ｂと駆動電極支持部２４ｃとを橋台または橋脚とする梁となるような構造で形成されており、いわゆるブリッジ状に形成されている。尚、固定電極支持部２４ｂ、２４ｃは２つに限定されるものではなく、３以上設けた構造のものであってもよい。
このような本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、空間４２を介して形成されている可動電極２３における可動接点２３ａと固定電極２４における固定接点２４ｄとが接触することによりオン状態となり、離れることによりオフ状態となるものである。
また、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチにおいては、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍において、溝部１４を挟んだＳｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が残存している領域におけるＳｉ層１３の上には、引き剥がし電極２５が設けられている。引き剥がし電極２５の上には、空間４３を介し可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂの一部が位置するように形成されており、引き剥がし電極２５と可動電極２３との間には、第２の駆動電源３２が接続されている。尚、引き剥がし電極２５において、可動電極部２３ｂが形成されていない領域には、引き剥がし電極接続部２５ａが設けられており、引き剥がし電極２５は、第２の駆動電源３２と引き剥がし電極接続部２５ａにおいて接続されている。また、Ｓｉ層１３の上には、圧電駆動部２２０、可動電極２３、固定電極２４、引き剥がし電極２５の周囲を囲むようにＧＮＤ電極２６が形成されている。尚、本実施の形態においては、引き剥がし電極２５を第１の引き剥がし電極と記載し、可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂを第２の引き剥がし電極と記載する場合がある。よって、本実施の形態では、第２の引き剥がし電極となる引き剥がし可動電極部２３ｂは可動電極２３の一部となるように形成されており、可動電極２３と電気的に接続されている。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチでは、第１の駆動電源２３１により圧電駆動部２２０における下部電極２２１と上部電極２２３との間に所定の電圧を印加することにより、圧電体膜２２２に電圧が印加され、これにより生じた応力により変形が生じる。このように圧電体膜２２２において生じた応力により変形が生じるため、片持ち梁１５の先端部１５ａを動かすことができ、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチにおいて、オン−オフ動作をさせることができる。
具体的には、第１の駆動電源２３１により下部電極２２１と上部電極２２３との間に、所定の電圧を印加することにより圧電体膜２２２において生じた応力により変形が生じ、片持ち梁１５の先端部１５ａが図面において上側に動く。これに伴い可動電極２３における可動接点２３ａも上に動くため、可動電極２３における可動接点２３ａと固定電極２４における固定接点２４ｄとが接触する。これにより、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチをオン状態にすることができ、固定電極２４の固定電極支持部２４ｂより入力したＲＦ信号は、固定接点２４ｄ及び可動接点２３ａを介し、可動電極２３に出力信号として伝達される。
また、第１の駆動電源２３１により下部電極２２１と上部電極２２３との間に印加されていた電圧を解除することにより、圧電体膜２２２はもとに戻り、片持ち梁１５の先端部１５ａが図面において下側に動く。これに伴い可動電極２３における可動接点２３ａも下に動くため、可動電極２３における可動接点２３ａは固定電極２４における固定接点２４ｄから離れる。よって、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチをオフ状態となり、固定電極２４の固定電極支持部２４ｂより入力したＲＦ信号は、可動電極２３には伝達されない。このように、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、オフ状態では、可動接点２３ａと固定接点２４ｄとが離れることにより、所定の幅の空間４２が形成され、この空間４２により、電気的な接続を物理的に遮断することができる。よって、高いアイソレーションを得ることができる。
ところで、前述したように、上述したように、オン−オフ動作を繰り返すうちに、図１１（ａ）に示すように、可動接点２３ａと固定接点２４ｄとを接触させた際に、固定接点２４ｄに可動接点２３ａが付着して離れなくなってしまう場合がある。よって、このような場合には、図１１（ｂ）に示すように、第２の駆動電源３２により可動電極２３と引き剥がし電極２５との間に、異なる極性となる所定の電圧を印加する。これにより、可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂと引き剥がし電極２５との間に静電力による引力が生じ、可動電極２３の引き剥がし可動電極部２３ｂが引き剥がし電極２５が設けられている側に引き寄せられる。よって、この静電力による引力により、固定接点２４ｄと可動接点２３ａとを引き離すことができる。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチでは、固定電極２４においては、固定接点２４ｄが形成されている固定接点本体部２４ａは、２つの固定接点支持部２４ｂ、２４ｃを橋台または橋脚とする梁となるような構造となっている。即ち、固定接点本体部２４ａは、２つの固定接点支持部２４ｂ、２４ｃにより支持されている。従って、固定接点本体部２４ａに形成されている固定接点２４ｄの位置は、可動接点２３ａとのオン−オフ動作を繰り返した場合においても、殆ど変化することはない。よって、圧電駆動部２２０に電圧が印加されていない状態においては、空間４２の幅は略一定に保たれるため、ＭＥＭＳスイッチの開閉寿命を長くすることができ、また、信頼性を高めることができる。
（マイクロスイッチング素子の製造方法）
本実施の形態におけるマイクロスイッチング素子であるＭＥＭＳスイッチの製造方法について、図１２から図１７に基づき説明する。
最初に、図１２に示すように、ＳＯＩ基板１０におけるＳｉ層１３の上に、圧電駆動部２２０、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンを形成する。尚、図１２（ａ）は、この工程における上面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）における一点鎖線１２Ａ−１２Ｂにおいて切断した断面図である。最初に、Ｓｉ層１３の上に、下部電極２２１を形成し、下部電極２２１の上に圧電体膜２２２を形成し、圧電体膜２２２の上に上部電極２２３を形成することにより、圧電駆動部２２０を形成する。下部電極２２１及び上部電極２２３は、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ等の金属膜をスパッタリング等により成膜することにより形成する。また、圧電体膜２２２は、スパッタリング又はゾルゲル等によりＰＺＴ等の圧電体材料の膜を成膜することにより形成する。尚、圧電体膜２２２を形成した後は、所定の温度でアニール等を行なう。下部電極２２１、圧電体膜２２２、上部電極２２３を所望の形状で形成するためには、成膜した後、フォトレジストを塗布し露光装置による露光、現像を行なうことにより、所望の形状のレジストパターンを形成する。この後、レジストパターンの形成されていない領域の膜をＲＩＥ等により除去することに、各々の膜を所望の形状で形成することができる。
この後、Ｓｉ層１３の上に、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンを形成する。即ち、ＳＯＩ基板１０のＳｉ層１３の上に、可動電極２３における可動接点２３ａ、引き剥がし電極２５を形成する。また、この際、固定電極支持部２４ｂ、２４ｃを形成するためのメタルパターン２４ｂ１、２４ｃ１、可動電極２３の可動電極支持部を形成するためのメタルパターン２３ｃ、２３ｄ、ＧＮＤ電極２６を形成するためのメタルパターン２６ａを形成する。本実施の形態では、可動電極２３における可動接点２３ａ、引き剥がし電極２５及びメタルパターン２４ｂ１、２４ｃ１、２３ｃ、２３ｄ、２６ａは、リフトオフ法により形成される。
具体的には、リフトオフ法では、最初に、Ｓｉ層１３の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成される領域に開口部を有するレジストパターンを形成する。次に、スパッタリング、または、真空蒸着により、Ｔｉ／Ａｕ等の金属積層膜を成膜し、この後、有機溶剤等に浸漬させることにより、レジストパターン上における金属膜をレジストパターンとともに除去する。これにより、上述した各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンを形成することができる。尚、本実施の形態に用いられるＳＯＩ基板１０は、Ｓｉ層１３の厚さが１０μｍ〜３０μｍ形成されている。
次に、図１３に示すように、片持ち梁１５が形成される領域の周囲に溝部１４を形成する。図１３（ａ）は、この工程における上面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）における一点鎖線１３Ａ−１３Ｂにおいて切断した断面図である。溝部１４は、ＳｉＯ２層１２の表面が露出するまで、エッチングによりＳｉ層１３を除去することにより形成する。具体的には、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成されているＳｉ層１３の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、溝部１４が形成される領域に開口部を有するレジストパターンを形成する。この後、ＤＲＩＥによりＳｉ層１３をＳｉＯ２層１２の表面が露出するまで除去することにより、溝部１４を形成し、レジストパターンを有機溶剤等により除去する。このようにして、Ｓｉ層１３に溝部１４を形成することにより、後述する支持部１５ｂを除いた片持ち梁１５が形成される領域の周囲は、他の領域と溝部１４と分離される。
次に、図１４に示すように、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成されているＳｉ層１３の上に、犠牲層となるＳｉＯ２膜２５０を形成する。図１４（ａ）は、この工程における上面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）における一点鎖線１４Ａ−１４Ｂにおいて切断した断面図である。具体的には、各々の電極及び各々の電極を形成するためのメタルパターンが形成されているＳｉ層１３の上に、プラズマＣＶＤ等の成膜方法によりＳｉＯ２膜２５０を成膜する。成膜されるＳｉＯ２膜２５０の膜厚は、２μｍ〜５μｍである。
次に、図１５に示すように、犠牲層となるＳｉＯ２膜２５０の一部をエッチングにより除去することにより、各々の電極等が形成される領域に開口部を形成する。図１５（ａ）は、この工程における上面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）における一点鎖線１５Ａ−１５Ｂにおいて切断した断面図である。具体的には、犠牲層となるＳｉＯ２膜２５０にエッチング等により開口部５３、５４、５５及び５６を形成する。開口部５３は可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂを形成するためのものであり、引き剥がし電極２５の上に空間４３に相当する所定の厚さのＳｉＯ２膜５０が残り、また、可動電極２３の一部が露出するようにエッチングを行なうことにより形成する。開口部５４は、所定の形状の固定電極２４を形成するためのものであり、可動電極２３における可動接点２３ａの上に空間４２に相当する所定の厚さのＳｉＯ２膜５０が残るようにエッチングを行なうことにより形成する。開口部５５は引き剥がし電極接続部２５ａを形成するためのものであり、引き剥がし電極接続部２５ａが形成される領域においては引き剥がし電極２５が露出するまで、ＳｉＯ２膜５０をエッチングすることにより形成する。開口部５６はＧＮＤ電極２６を形成するためのものであり、メタルパターン２６ａの表面が露出するまでＳｉＯ２膜５０をエッチングすることにより形成する。
このように形成された開口部５３では、可動電極２３における可動接点２３ａの一部及びメタルパターン２３ｃ、２３ｄが露出しており、開口部５４では、メタルパターン２４ｂ１、２４ｃ１の表面が露出している。また、開口部５５では、引き剥がし電極２５の一部が露出しており、開口部５６では、メタルパターン２６ａの表面が露出している。
開口部５３、５４、５５及び５６の形成方法は、犠牲層となるＳｉＯ２膜２５０の上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、各々の開口部が形成される領域に開口を有するレジストパターンを形成する。次に、レジストパターンの形成されていない領域のＳｉＯ２膜２５０を所望の深さまでＲＩＥ等のドライエッチングまたはウエットエッチングにより、所望の深さまで除去することにより形成する。この際、ドライエッチングの場合では、ＣＦ４又はＣＨＦ３等のエッチングガスが用いられ、ウエットエッチングの場合には、バッファドフッ酸等のエッチング液が用いられる。尚、図示するように、形成される開口部５２及び開口部５３は２段階の深さで形成されており、開口部５４は３段階の深さで形成されている。このように、開口部を多段階の深さとなるように形成するためには、上述した所望の形状のレジストパターンを形成する工程とエッチングを行なう工程とを所望の形状となるように複数回繰り返し行なうことにより形成することができる。
次に、図１６に示すように、開口部５３〜５６にメッキにより、各々の電極等を形成する。図１６（ａ）は、この工程における上面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における一点鎖線１６Ａ−１６Ｂにおいて切断した断面図である。具体的には、開口部５３〜５６が形成されている面に、Ｔｉ／Ａｕ膜をスパッタリング等により成膜した後、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、メッキにより金属膜が堆積される領域にレジストパターンを形成する。この後、ＲＩＥ等によりレジストパターンの形成されていない領域のＴｉ／Ａｕ膜を除去し、更に、レジストパターンを除去することにより、シード層を形成する。次に、シード層が形成されている領域に金（Ａｕ）又は金合金等の金を含む金属材料の電解メッキを行なうことにより金属膜を堆積させる。本実施の形態においては、メッキにより堆積される金属膜の膜厚は１５μｍ〜３０μｍである。このように堆積された金属膜により、可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂ、固定電極２４、引き剥がし電極接続部２５ａ、ＧＮＤ電極２６を形成する。
次に、図１７に示すように、片持ち梁１５の形成される領域におけるＳｉ基板１１を除去し、更に、ＳｉＯ２層１２及び犠牲層となるＳｉＯ２膜２５０を同時に除去する。図１７（ａ）は、この工程における上面図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）における一点鎖線１７Ａ−１７Ｂにおいて切断した断面図である。具体的には、最初に、ＳＯＩ基板１０のＳｉ層１３が形成されている面とは反対側となるＳｉ基板１１の表面に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、Ｓｉ基板１１が除去される領域に開口部を有するレジストパターンを形成する。この後、ＤＲＩＥによりレジストパターンの形成されていない領域におけるＳｉ基板１１を除去することにより、片持ち梁１５が形成される領域において、ＳｉＯ２層１２の表面を露出させる。次に、フッ酸等を用いて、ＳｉＯ２のみを選択的にエッチングにより除去することにより、犠牲層となるＳｉＯ２膜２５０及びＳｉ基板１１の開口部において露出しているＳｉＯ２層１２を除去する。尚、Ｓｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２が除去される領域は溝部１４の内側の領域である。よって、このようにＳｉ基板１１及びＳｉＯ２層１２を除去することにより、溝部１４により分離されたＳｉ層１３によりＭＥＭＳスイッチにおける片持ち梁１５を形成することができる。
以上により、本実施の形態におけるマイクロスイッチング素子であるＭＥＭＳスイッチを作製することができる。本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、引き剥がし電極２５が形成されているものではあるが、引き剥がし電極が形成されていないＭＥＭＳスイッチと略同じ工程で製造することが可能である。即ち、引き剥がし電極を有する本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、図１８に示されるような引き剥がし電極が形成されていないＭＥＭＳスイッチと略同じ工程数で製造することができる。
具体的には、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチと、図１８に示すＭＥＭＳスイッチとは、ともに電極等がＳＯＩ基板１０のＳｉ層１３の表面に形成されているものである。よって、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチと、図１８に示すＭＥＭＳスイッチとは、製造工程において、固定電極２４等を形成するために犠牲層となるＳｉＯ２膜に形成される開口部の形状等が異なるのみである。従って、ＭＥＭＳスイッチの製造方法において、この犠牲層となるＳｉＯ２膜に形成される開口部の形状等は、ＳｉＯ２膜をエッチングする際に形成されるレジストパターンを変えることにより、所望の形状に形成することができるため、工程数が増えることはない。よって、本実施の形態では、レジストパターンを形成するためのフォトマスク等を変更するだけで形成可能であり、図１８に示される引き剥がし電極を有しないＭＥＭＳスイッチと略同じ工程数で、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチを製造することができる。従って、低コストで、引き剥がし電極を有するマイクロスイッチング素子を製造することができる。
尚、図１８に示されるＭＥＭＳスイッチは、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチと同様に、ＳＯＩ基板１０を用いて作製されるものであるが、引き剥がし電極２５、可動電極２３における引き剥がし可動電極部２３ｂ及び第２の駆動電源３２は設けられていない。また、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍には、可動電極３２３が設けられており、可動電極３２３の上には、空間３４２を隔てて２つの固定電極３２４ａ、３２４ｂが設けられている。この固定電極３２４ａと固定電極３２４ｂとは直接接触はしていない。このように、図１８に示されるＭＥＭＳスイッチでは、第１の駆動電源３１により所定の電圧を印加することにより、圧電駆動部２２０において生じた応力により変形が生じることにより、可動電極３２３が固定電極３２４ａ及び３２４ｂの双方と接触する。このように、可動電極３２３が固定電極３２４ａ及び３２４ｂの双方と接触することにより、ＲＦ信号は、一方の固定電極３２４ａの設けられている側から、可動電極３２３を介し、他方の固定電極３２４ｂが設けられている側に伝達される。図１８（ａ）は、このＭＥＭＳスイッチにおける上面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）における一点鎖線１８Ａ−１８Ｂにおいて切断した断面図である。尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、第１の実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチが、固定接点と可動接点とによる接点が１つであるのに対し、固定接点と可動接点とによる接点を２つ設けた構造のものである。図１９に基づき本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチスイッチについて説明する。図１９（ａ）は、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチの上面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）における一点鎖線１９Ａ−１９Ｂにおいて切断した断面図であり、図１９（ｃ）は、図１９（ａ）における一点鎖線１９Ｃ−１９Ｄにおいて切断した断面図である。
図１９に示されるように、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍において、Ｓｉ層１３の上に形成された可動電極４２３と、第１の固定電極４２８及び第２の固定電極４２９とを有している。また、可動電極４２３の上には、空間４４２を隔てて第１の固定電極４２８における固定接点４２８ａ及び第２の固定電極４２９における固定接点４２９ａが設置されている。本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチでは、第１の実施の形態において引き剥がし電極２５に相当する第１の引き剥がし電極４２５と、引き剥がし可動電極部２３ｂに相当する第２の引き剥がし電極４２７とが設けられている。尚、本実施の形態では、第１の実施の形態とは異なり、引き剥がし可動電極部２３ｂに相当する第２の引き剥がし電極４２７は、可動電極４２３と分離されて形成されている。
第１の駆動電極２１と第２の駆動電極２２との間に所定の電圧を印加することにより、片持ち梁１５の先端部１５ａが上に動き、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍に形成されている可動電極４２３が、固定接点４２８ａ及び固定接点４２９ａの双方と接触する。これにより、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチはオン状態となり、ＲＦ信号は第１の固定電極４２８から固定接点４２８ａ、可動電極４２３及び固定接点４２９ａを介し第２の固定電極４２９に伝達される。
尚、第１の駆動電極２１と第２の駆動電極２２との間に印加されていた電圧を解除することにより、固定接点４２８ａ及び固定接点４２９ａより、可動電極４２３が離れオフ状態となる。
また、スティッキングが生じた場合には、第１の引き剥がし電極４２５と第２の引き剥がし電極４２７との間に、所定の電圧を印加することにより、第１の引き剥がし電極４２５に第２の引き剥がし電極４２７が引き寄せられる。これにより、固定接点４２８ａ及び固定接点４２９ａと可動電極４２３とを引き離すことができ、オフ状態にすることができる。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、第１の実施の形態と同様の製造方法により製造することができるため、第１の引き剥がし電極４２５に第２の引き剥がし電極４２７等を設けていない構造のＭＥＭＳスイッチと比べて工程数が増加することはない。また、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、第２の実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチが、固定接点と可動接点とによる接点が１つであるのに対し、固定接点と可動接点とによる接点を２つ設けた構造のものである。図２０に基づき本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチスイッチについて説明する。図２０（ａ）は、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチの上面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）における一点鎖線２０Ａ−２０Ｂにおいて切断した断面図であり、図２０（ｃ）は、図２０（ａ）における一点鎖線２０Ｃ−２０Ｄにおいて切断した断面図である。
図２０に示されるように、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、片持ち梁１５の先端部１５ａの近傍において、Ｓｉ層１３の上に形成された可動電極４２３と、第１の固定電極４２８及び第２の固定電極４２９とを有している。また、可動電極４２３の上には、空間４４２を隔てて第１の固定電極４２８における固定接点４２８ａ及び第２の固定電極４２９における固定接点４２９ａが設置されている。本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチでは、第２の実施の形態において引き剥がし電極２５に相当する第１の引き剥がし電極４２５と、引き剥がし可動電極部２３ｂに相当する第２の引き剥がし電極４２７とが設けられている。尚、本実施の形態では、第２の実施の形態とは異なり、引き剥がし可動電極部２３ｂに相当する第２の引き剥がし電極４２７は、可動電極４２３と分離されて形成されている。
圧電駆動部２２０における下部電極２２１と上部電極２２３との間に所定の電圧を印加することにより、片持ち梁１５の先端部１５ａが上に動き、先端部１５ａの近傍に形成されている可動電極４２３が、固定接点４２８ａ及び固定接点４２９ａの双方と接触する。これにより、本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチはオン状態となり、ＲＦ信号は第１の固定電極４２８から固定接点４２８ａ、可動電極４２３及び固定接点４２９ａを介し第２の固定電極４２９に伝達される。
尚、圧電駆動部２２０における下部電極１２１と上部電極１２３との間に印加されていた電圧を解除することにより、固定接点４２８ａ及び固定接点４２９ａより、可動電極４２３が離れオフ状態となる。
また、スティッキングが生じた場合には、第１の引き剥がし電極４２５と第２の引き剥がし電極４２７との間に、所定の電圧を印加することにより、第１の引き剥がし電極４２５に第２の引き剥がし電極４２７が引き寄せられる。これにより、固定接点４２８ａ及び固定接点４２９ａと可動電極４２３とを引き離すことができ、オフ状態にすることができる。
本実施の形態におけるＭＥＭＳスイッチは、第２の実施の形態と同様の製造方法により製造することができるため、第１の引き剥がし電極４２５に第２の引き剥がし電極４２７等を設けていない構造のＭＥＭＳスイッチと比べて工程数が増加することはない。また、上記以外の内容については、第２の実施の形態と同様である。
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
第１の駆動電極と第２の駆動電極との間に、所定の電圧を印加することにより、可動電極と固定電極とが接触し、
前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れ、
前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるマイクロスイッチング素子の製造方法において、
表面層が形成されている基板の前記表面層の上に、前記第１の駆動電極、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極を形成する工程と、
前記第１の駆動電極及び前記可動電極が形成されている領域の周囲の一部における前記表面層を除去することにより、片持ち梁を形成するための溝部を形成する工程と、
前記第１の駆動電極の上に空間を隔てて前記第２の駆動電極を形成し、前記可動電極の上に空間を隔てて前記固定電極を形成し、前記第１の引き剥がし電極の上に空間を隔てて前記第２の引き剥がし電極を形成する工程と、
前記溝部の内側において前記基板を除去することにより、前記溝部により分離された表面層により、支持部において支持される片持ち梁を形成する工程と、
を有することを特徴とするマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記２）
前記第２の駆動電極、前記固定電極及び前記第２の引き剥がし電極を形成する工程は、
前記第１の駆動電極、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極が形成されている面に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層の一部をエッチングにより除去することにより、前記第２の駆動電極に対応する開口部、前記固定電極に対応する開口部及び前記第２の引き剥がし電極に対応する開口部を形成する工程と、
前記第２の駆動電極に対応する開口部、前記固定電極に対応する開口部及び前記第２の引き剥がし電極に対応する開口部にメッキにより金属膜を形成する工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
を含むものであることを特徴とする付記１に記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記３）
圧電駆動部に所定の電圧を印加することにより、可動電極と固定電極とが接触し、
前記圧電駆動部に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れ、
前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるマイクロスイッチング素子の製造方法において、
表面層が形成されている基板の前記表面層の上に、前記圧電駆動部、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極を形成する工程と、
前記圧電駆動部及び前記可動電極が形成されている領域の周囲の一部の前記表面層を除去することにより、片持ち梁を形成するための溝部を形成する工程と、
前記可動電極の上に空間を隔てて前記固定電極を形成し、前記第１の引き剥がし電極の上に空間を隔てて前記第２の引き剥がし電極を形成する工程と、
前記溝部の内側において前記基板を除去することにより、前記溝部により分離された表面層により、支持部において支持される片持ち梁を形成する工程と、
を有することを特徴とするマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記４）
前記固定電極及び前記第２の引き剥がし電極を形成する工程は、
前記圧電駆動部、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極が形成されている面に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層の一部をエッチングにより除去することにより、前記固定電極に対応する開口部及び前記第２の引き剥がし電極に対応する開口部を形成する工程と、
前記固定電極に対応する開口部及び前記第２の引き剥がし電極に対応する開口部にメッキにより金属膜を形成する工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
を含むものであることを特徴とする付記３に記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記５）
前記表面層はＳｉ層であることを特徴とする付記１から４のいずれかに記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記６）
前記基板はＳＯＩ基板であって、前記表面層は前記ＳＯＩ基板の表面に形成されたＳｉ層であって、
前記片持ち梁を形成する工程においては、前記溝部の内側において前記ＳＯＩ基板におけるＳｉ基板及びＳｉＯ２層を除去することを特徴とする付記５に記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記７）
前記犠牲層はＳｉＯ２膜により形成されていることを特徴とする付記２または４に記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記８）
前記基板はＳＯＩ基板であって、
前記ＳＯＩ基板におけるＳｉＯ２層を除去する際に、前記犠牲層も同時に除去されるものであることを特徴とする付記７に記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記９）
前記片持ち梁を形成する工程において、前記溝部の内側における前記基板の除去は、ＤＲＩＥにより行なわれるものであることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記１０）
前記溝部は、ＤＲＩＥにより表面層の一部を除去することにより形成されるものであることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記１１）
前記第２の引き剥がし電極は、前記可動電極と接続されており、前記第２の引き剥がし電極は、前記可動電極の一部となっていることを特徴とする付記１から１０のいずれかに記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
（付記１２）
一方が基板に支持されており、他方の先端部が可動する片持ち梁と、
前記片持ち梁の上に形成された第１の駆動電極及び可動電極と、
前記片持ち梁の外側に形成された第１の引き剥がし電極と、
前記第１の駆動電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の駆動電極と、
前記可動電極の上に、空間を隔てて設置されている固定電極と、
前記第１の引き剥がし電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の引き剥がし電極と、
を有し、
前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に接続されている第１の駆動電源により、所定の電圧を印加することにより、前記片持ち梁の先端部が可動して前記可動電極と前記固定電極とが接触し、
前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に印加されている前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れるものであり、
前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に接続されている第２の駆動電源により、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるものであることを特徴とするマイクロスイッチング素子。
（付記１３）
前記第２の駆動電極は、前記第１の駆動電極と対向する部分を支持する複数の第２の駆動電極支持部を有しており、
前記第２の駆動電極支持部は、前記片持ち梁を除く前記基板上に形成されていることを特徴とする付記１２に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１４）
一方が基板に支持されており、他方の先端部が可動する片持ち梁と、
前記片持ち梁の上に形成された圧電駆動部及び可動電極と、
前記片持ち梁の外側に形成された第１の引き剥がし電極と、
前記可動電極の上に、空間を隔てて設置されている固定電極と、
前記第１の引き剥がし電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の引き剥がし電極と、
を有し、
前記圧電駆動部に接続されている第１の駆動電源により、所定の電圧を印加することにより、前記片持ち梁の先端部が可動して前記可動電極と前記固定電極とが接触し、
前記圧電駆動部に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れるものであり、
前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に接続されている第２の駆動電源により、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるものであることを特徴とするマイクロスイッチング素子。
（付記１５）
前記固定電極は、前記可動電極と接する部分を支持する複数の固定電極支持部を有しており、
前記固定電極支持部は、前記片持ち梁を除く前記基板上に形成されていることを特徴とする付記１２から１４のいずれかに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１６）
前記第２の引き剥がし電極は、前記可動電極の一部であって、
前記第２の引き剥がし電極は、前記可動電極と電気的に接続されていることを特徴とする付記１２から１５のいずれかに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１７）
前記可動電極と前記固定電極とが接触した際に、前記固定電極と前記第２の引き剥がし電極との間において、信号が伝達されるものであることを特徴とする付記１６に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１８）
前記基板は、ＳＯＩ基板であって、前記片持ち梁は、前記ＳＯＩ基板におけるＳｉ層に形成されているものであることを特徴とする付記１２から１７のいずれかに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１９）
前記可動電極、前記第１の引き剥がし電極、前記固定電極及び前記第２の引き剥がし電極は、前記ＳＯＩ基板における前記Ｓｉ層の同一面の側に形成されているものであることを特徴とする付記１８に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記２０）
前記第２の引き剥がし電極及び前記可動電極は、金または金を含む材料により形成されているものであることを特徴とする付記１２から１９のいずれかに記載のマイクロスイッチング素子。
１０ ＳＯＩ基板
１１ Ｓｉ基板
１２ ＳｉＯ２層
１３ Ｓｉ層（表面層）
１４ 溝部
１５ 片持ち梁
１５ａ 先端部
１５ｂ 支持部
２１ 第１の駆動電極
２１ａ 第１の駆動電極接続部
２２ 第２の駆動電極
２２ａ 第２の駆動電極本体部
２２ｂ 第２の駆動電極支持部
２２ｂ１ メタルパターン
２２ｃ 第２の駆動電極支持部
２２ｃ１ メタルパターン
２３ 可動電極
２３ａ 可動接点
２３ｂ 引き剥がし可動電極部（第２の引き剥がし電極）
２３ｃ メタルパターン
２３ｄ メタルパターン
２４ 固定電極
２４ａ 固定電極本体部
２４ｂ 固定電極支持部
２４ｂ１ メタルパターン
２４ｃ 固定電極支持部
２４ｃ１ メタルパターン
２５ 引き剥がし電極
２５ａ 引き剥がし電極接続部（第１の引き剥がし電極）
２６ ＧＮＤ電極
２６ａ メタルパターン
３１ 第１の駆動電源
３２ 第２の駆動電源
４１ 空間
４２ 空間
４３ 空間
５０ ＳｉＯ２膜（犠牲層）
５１、５２、５３、５４、５５、５６ 開口部

Claims (6)

  1. 第１の駆動電極と第２の駆動電極との間に、所定の電圧を印加することにより、可動電極と固定電極とが接触し、
    前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れ、
    前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるマイクロスイッチング素子の製造方法において、
    表面層が形成されている基板の前記表面層の上に、前記第１の駆動電極、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極を形成する工程と、
    前記第１の駆動電極及び前記可動電極が形成されている領域の周囲の一部における前記表面層を除去することにより、片持ち梁を形成するための溝部を形成する工程と、
    前記第１の駆動電極の上に空間を隔てて前記第２の駆動電極を形成し、前記可動電極の上に空間を隔てて前記固定電極を形成し、前記第１の引き剥がし電極の上に空間を隔てて前記第２の引き剥がし電極を形成する工程と、
    前記溝部の内側において前記基板を除去することにより、前記溝部により分離された表面層により、支持部において支持される片持ち梁を形成する工程と、
    を有することを特徴とするマイクロスイッチング素子の製造方法。
  2. 前記第２の駆動電極、前記固定電極及び前記第２の引き剥がし電極を形成する工程は、
    前記第１の駆動電極、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極が形成されている面に犠牲層を形成する工程と、
    前記犠牲層の一部をエッチングにより除去することにより、前記第２の駆動電極に対応する開口部、前記固定電極に対応する開口部及び前記第２の引き剥がし電極に対応する開口部を形成する工程と、
    前記第２の駆動電極に対応する開口部、前記固定電極に対応する開口部及び前記第２の引き剥がし電極に対応する開口部にメッキにより金属膜を形成する工程と、
    前記犠牲層を除去する工程と、
    を含むものであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
  3. 圧電駆動部に所定の電圧を印加することにより、可動電極と固定電極とが接触し、
    前記圧電駆動部に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電とが離れ、
    前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるマイクロスイッチング素子の製造方法において、
    表面層が形成されている基板の前記表面層の上に、前記圧電駆動部、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極を形成する工程と、
    前記圧電駆動部及び前記可動電極が形成されている領域の周囲の一部の前記表面層を除去することにより、片持ち梁を形成するための溝部を形成する工程と、
    前記可動電極の上に空間を隔てて前記固定電極を形成し、前記第１の引き剥がし電極の上に空間を隔てて前記第２の引き剥がし電極を形成する工程と、
    前記溝部の内側において前記基板を除去することにより、前記溝部により分離された表面層により、支持部において支持される片持ち梁を形成する工程と、
    を有することを特徴とするマイクロスイッチング素子の製造方法。
  4. 前記固定電極及び前記第２の引き剥がし電極を形成する工程は、
    前記圧電駆動部、前記可動電極及び前記第１の引き剥がし電極が形成されている面に犠牲層を形成する工程と、
    前記犠牲層の一部をエッチングにより除去することにより、前記固定電極に対応する開口部及び前記第２の引き剥がし電極に対応する開口部を形成する工程と、
    前記固定電極に対応する開口部及び前記第２の引き剥がし電極に対応する開口部にメッキにより金属膜を形成する工程と、
    前記犠牲層を除去する工程と、
    を含むものであることを特徴とする請求項３に記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。
  5. 一方が基板に支持されており、他方の先端部が可動する片持ち梁と、
    前記片持ち梁の上に形成された第１の駆動電極及び可動電極と、
    前記片持ち梁の外側に形成された第１の引き剥がし電極と、
    前記第１の駆動電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の駆動電極と、
    前記可動電極の上に、空間を隔てて設置されている固定電極と、
    前記第１の引き剥がし電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の引き剥がし電極と、
    を有し、
    前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に接続されている第１の駆動電源により、所定の電圧を印加することにより、前記片持ち梁の先端部が可動して前記可動電極と前記固定電極とが接触し、
    前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極との間に印加されている前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れるものであり、
    前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に接続されている第２の駆動電源により、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるものであることを特徴とするマイクロスイッチング素子。
  6. 一方が基板に支持されており、他方の先端部が可動する片持ち梁と、
    前記片持ち梁の上に形成された圧電駆動部及び可動電極と、
    前記片持ち梁の外側に形成された第１の引き剥がし電極と、
    前記可動電極の上に、空間を隔てて設置されている固定電極と、
    前記第１の引き剥がし電極の上に、空間を隔てて設置されている第２の引き剥がし電極と、
    を有し、
    前記圧電駆動に接続されている第１の駆動電源により、所定の電圧を印加することにより、前記片持ち梁の先端部が可動して前記可動電極と前記固定電極とが接触し、
    前記圧電駆動部に印加されていた前記所定の電圧を解除することにより、前記可動電極と前記固定電極とが離れるものであり、
    前記電圧を解除しても前記可動電極と前記固定電極とが接触している場合には、前記第１の引き剥がし電極と前記第２の引き剥がし電極との間に接続されている第２の駆動電源により、他の所定の電圧を印加することにより、前記可動電極と前記固定電極とを離すことができるものであることを特徴とするマイクロスイッチング素子。
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