JP2016207262A - 磁気リードスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 多方向の磁界に対して反応できる磁気リードスイッチを提供する。
【解決手段】 基板２上に第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘが設けられている。それぞれのスイッチ構造部１０ｙ，１０ｘは、第１の支持部５ａと梁部７ａと可動電極部７ｂおよび固定電極部６ｂを有しているが、第１の支持部は共通となっており、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘとが連続している。Ｙ方向の外部磁界Ｂｙが作用すると、第１のスイッチ構造部１０ｙの可動電極部７ｂと固定電極部６ｂとが接触し、Ｘ方向の外部磁界Ｂｘが作用すると、第２のスイッチ構造部１０ｘの可動電極部７ｂと固定電極部６ｂとが接触する。
【選択図】図１

Description

本発明は、固定電極部と可動電極部とが対向し、外部磁界で磁化された可動電極部が固定電極部に接触する磁気リードスイッチに関する。

特許文献１に磁気リードスイッチとして機能する機構デバイスが記載されている。
特許文献１に記載された機構デバイスは、基板の上に下部電極と上部電極が固定されている。下部電極には下部電極磁性材料が設けられ、上部電極から延び出る梁の先部に梁部磁性材料が設けられて、梁部磁性材料が下部電極磁性材料の上方に隙間を介して対向している。外部磁界が与えられると、梁部磁性材料と下部電極磁性材料とが磁化されて互いに吸引されて接触し、下部電極と上部電極との間に電流が流れる。前記機構デバイスでは、上部電極と梁が金で形成されている。

特開２００４−３３５２１６号公報

特許文献１に記載された機構デバイスは、いずれも基板上に、１組の上部電極と下部電極が対向して設けられて、一方向からの磁界に反応しやすい構造である。そのため、多方向からの磁界に反応しやすくさせるためには、複数の機構デバイスを向きを変えて並べて使用することが必要になり、装置内での機構デバイスの配置スペースが広く必要になる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、共通の基板上に複数組のスイッチ構造部を設けることによって、多方向の磁界に対して反応しやすい構造とした磁気リードスイッチを提供することを目的としている。

本発明は、基板上に、磁性材料を有する可動電極部と、磁性材料を有する固定電極部とが対向している磁気リードスイッチにおいて、
支持部と、前記支持部から延びる梁部と前記梁部の先部に設けられた前記可動電極部と前記固定電極部を１つの組とするスイッチ構造部が複数組設けられ、
少なくとも２組の前記スイッチ構造部で、前記可動電極部と前記固定電極部との対向方向が互いに相違しており、
複数組の前記スイッチ構造部の前記支持部および前記固定電極部が、共通の前記基板の上に固定されていることを特徴とする
ものである。

本発明の磁気リードスイッチは、例えば、少なくとも２組の前記スイッチ構造部では、前記可動電極部と前記固定電極部との対向方向が、互いに直交している。

本発明の磁気リードスイッチは、少なくとも２組の前記スイッチ構造部は、前記支持部が共通に形成されているものが好ましく、さらに前記支持部が、２組の前記スイッチ構造部の共通電極部となっていることが好ましい。

本発明の磁気リードスイッチは、前記支持部と前記梁部と前記可動電極部および前記固定電極部が、シリコン層と前記磁性材料層とが重ねられて形成されているものである。

または、前記支持部と前記梁部と前記可動電極部および前記固定電極部が、前記磁性材料のメッキ層で形成されているものである。

本発明の磁気リードスイッチは、複数組の可動電極部と固定電極部が設けられ、いずれかの組では、可動電極部と固定電極部の対向方向が相違しているため、多方向からの磁界に対して動作しやすくなる。

また、複数のスイッチ構造部において梁部の基端部と一体の支持部を共通に使用することで、外部への引き出し配線構造を簡略化できる。

また、複数組のスイッチ構造部をＳＯＩ構造とすることで、薄型に構成でき、複数組のスイッチ構造部を同じエッチング工程で同時に形成することができる。さらに複数組のスイッチ構造部で磁性材料層を同時にメッキ工程で形成することで、複数組の可動電極部と固定電極部を備えた磁気リードスイッチを低コストで製造することが可能になる。

本発明の第１の実施の形態の磁気リードスイッチの基板上の構造を示す斜視図、 図１に示す磁気リードスイッチがパッケージに封入された状態を示す、図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図、 図１に示す磁気リードスイッチの回路図、 図１に示す磁気リードスイッチの第１のスイッチ構造部の製造工程を示す説明図、 図４に示す工程に続く製造工程を示す説明図、 （Ａ）は完成した第１のスイッチ構造部の断面図、（Ｂ）はその平面図、 第２の実施の形態の第１のスイッチ構造部の製造方法を工程別に示す説明図、 （Ａ）は完成した第２の実施の形態の第１のスイッチ構造部の断面図、（Ｂ）はその平面図、 本発明の第３の実施の形態の磁気リードスイッチの基板上の構造を示す平面図、

図１に第１の実施の形態の磁気リードスイッチ１の基板２上の構造が示されており、図２には、基板２の上にケース８が固定されてパッケージ化された磁気リードスイッチ１の断面構造が示されている。

図１に示すように、磁気リードスイッチ１はほぼ正方形の基板２を有している。基板２はシリコン（Ｓｉ）基板である。基板２の下面は熱酸化処理されて熱酸化膜である酸化シリコン層（ＳｉＯ２層）３が形成されている。基板２の上面も熱酸化処理されて酸化シリコン層４が形成されている。下側の酸化シリコン層３は加工されることはないが、上側の酸化シリコン層４は加工されてその一部が除去され、酸化シリコン層４が除去された領域に、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘが設置されている。

図２に示すケース８はシリコン基板を加工することで形成されている。基板２上に第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘが形成された後に、ケース８が被せられ、基板２の表面の酸化シリコン層４とケース８とが接合されパッケージ化される。パッケージの内部空間９には、不活性ガスを介在させることが好ましい。

図１に示すように、第１のスイッチ構造部１０ｙは、Ｙ１方向に向かう外部磁界Ｂｙまたはこれとは逆向きのＹ２方向に向かう外部磁界に反応しやすい構造であり、第２のスイッチ構造部１０ｘは、Ｘ１方向に向かう外部磁界Ｂｘまたはこれとは逆向きのＸ２方向に向かう外部磁界に反応しやすい構造である。

第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘは連結され一体化されて形成されている。第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘは、向きが直交するように形成されているが基本的な構造は互いに同じである。したがって、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘとで同じ機能を発揮する部分に同じ符号を付して同じ名称で説明する。

ただし、図４ないし図６では、説明の都合上、第１のスイッチ構造部１０ｙに着目してその構造と製造方法が示されている。ただし、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘは、共通の基板２上で、同じ工程で同時に製造される。

図６（Ｂ）に破線で示されているように、第１のスイッチ構造部１０ｙでは、基板２の上側の酸化シリコン層４によって、第１のアンカー層４ａと第２のアンカー層４ｂが形成されている。第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘとでは、第１のアンカー層４ａが互いに連続して形成されている。ただし、図６（Ｂ）では、第１のアンカー層４ａとして、第１のスイッチ構造部１０ｙの下側に位置するものだけが示されている。

図１と図６（Ｂ）に示すように、第１のスイッチ機構部１０ｙでは、第１のアンカー層４ａの上に、第１の固定層５が形成されており、第２のアンカー層４ｂの上に第２の固定層６が固定されている。第１の固定層５からは、Ｙ１方向へ延び出る可動層７が一体に設けられている。基板２と可動層７との間には、アンカー層（酸化シリコン層４）が設けられておらず、可動層７と基板２との間に隙間が形成されて、可動層７が基板２上で動くことができるようになっている。

第１の固定層５には、第１の支持部５ａと磁気吸引部５ｂとが一体に形成されている。第２の固定層６には、第２の支持部６ａと固定電極部６ｂとが一体に形成されている。可動層７は、第１の支持部５ａから延び出る梁部７ａと、梁部７ａの先部に一体に形成された可動電極部７ｂを有している。梁部７ａは、基板２の表面に沿ってＸ１方向へ弾性的に撓み変形可能である。可動電極部７ｂの固定電極部６ｂとの対向方向であるＸ方向の幅寸法は、梁部７ａのＸ方向の幅寸法よりも十分に大きく形成されている。

第２のスイッチ構造部１０ｘも、第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７とを有している。第１のスイッチ機構部１０ｙと第２のスイッチ機構部１０ｘでは、第１の固定層５が連続しており、第１の支持部５ａが共通部分となっている。

第２のスイッチ構造部１０ｘでは、磁気吸引部５ｂと固定電極部６ｂとがＸ方向に細長く形成されている。そして、可動層７の梁部７ａと可動電極部７ｂもＸ方向に細長く形成されている。第２のスイッチ機構部１０ｘでは、梁部７ａが、基板２の表面に沿ってＹ２方向へ弾性的に撓み変形可能である。

図３の回路図に示すように、第１の固定層５の第１の支持部５ａは、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘの双方に共通な共通電極部Ｔ１として機能する。第１のスイッチ構造部１０ｙの第２の支持部６ａは個別電極部Ｔ２として機能し、第２のスイッチ構造部１０ｘの第２の支持部６ａは個別電極部Ｔ３として機能している。第１のスイッチ構造部１０ｙの可動電極部７ｂと固定電極部６ｂとで第１のスイッチ回路Ｓ１が構成され、第２のスイッチ構造部１０ｘの可動電極部７ｂと固定電極部６ｂとで第２のスイッチ回路Ｓ２が構成されている。

基板２の表面２ａまたはケース８の天井面の下面に、絶縁層によって基板２やケース８と絶縁された配線層が形成されており、配線層が、前記第１の支持部５ａおよび２つの第２の支持部６ａに接続されている。そしてこの配線層がパッケージの外部に引き出されている。

図１と図２および図６（Ａ）に示すように、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘでは、共に第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７が、いずれも基板２側からシリコン層（Ｓｉ層）１１と、メッキ下地層１２と、メッキ層である磁性材料層１３とが積層されて構成されている。磁性材料層１３はＮｉＦｅ合金（ニッケル−鉄合金）であり、メッキ下地層１２はＮｉＦｅのスパッタ膜である。磁性材料層１３とメッキ下地層１２は、ＣｏＦｅ合金（コバルトー鉄合金）、ＣｏＮｉＦｅ（コバルト−ニッケル−鉄合金）など、種々の磁性材料から選択して形成することが可能である。

少なくとも固定電極部６ｂと可動電極部７ｂは、シリコン層１１が各電極部６ｂ，７ｂの形状に切り出された後に、その上に前記磁性材料層１３が電界メッキ工程で形成される。シリコン層１１上に磁性材料層１３がメッキ成長していく過程で、固定電極部６ｂに形成された磁性材料層１３の可動電極部７ｂに対向する側部に、膨らみ部が形成されやすい。同様に、可動電極部７ｂに形成された磁性材料層１３も、固定電極部６ｂに対向する側部に膨らみ部が形成されやすい。そのため、可動電極部７ｂが固定電極部６ｂに向けて動いたときに、磁性材料層１３は膨らみ部どうしが当接することになり、固定電極部６ｂと可動電極部７ｂとの間に電流通路が形成されやすくなる。

ＮｉＦｅなどの磁性材料層１３は大気に露出していると表面に自然酸化膜が形成されやすく、固定電極部６ｂと可動電極部７ｂの安定した電気的接触が得られないおそれがある。そこで、固定電極部６ｂを形成している磁性材料層１３の表面と、可動電極部７ｂを形成している磁性材料層１３の表面に、接触金属層が形成されている。接触金属層は、イリジウム（Ｉｒ）やルテニウム（Ｒｕ）またはパラジウム（Ｐｄ）などの白金族の金属層で形成されている。

次に、前記磁気リードスイッチ１の動作を説明する。
図１に示す磁気リードスイッチ１は、第１のスイッチ構造部１０ｙがＹ１方向に向く外部磁界Ｂｙおよびこれとは逆向きのＹ２方向に向く外部磁界の双方に反応しやすくなっている。

Ｙ１方向に向く外部磁界Ｂｙは、第１のスイッチ構造部１０ｙの第１の支持部５ａの磁性材料層１３に引き寄せられ、磁束Φｙはその磁性材料層１３の内部を通過して、磁気吸引部５ｂから可動電極部７ｂを経て固定電極部６ｂまで導かれる。磁気吸引部５ｂを形成する磁性材料層１３は、Ｙ方向に細長く延びており、磁性材料層１３は、形状磁気異方性によりＹ方向が磁気容易軸となる。そのため、磁気吸引部５ｂを形成する磁性材料層１３と第１の支持部５ａを形成する磁性材料層１３が磁気誘導層となり、第１の支持部５ａに引き寄せられた磁束Φｙが、磁気吸引部５ｂ内を経て、固定電極部６ｂと可動電極部７ｂとの対向範囲まで効果的に導かれる。

磁束Φｙが可動電極部７ｂと固定電極部６ｂにおいて互いに対向する磁性材料層１３を通過することにより、可動電極部７ｂの磁性材料層１３と固定電極部６ｂの磁性材料層１３は、その対向部が逆の磁気磁極となり、可動電極部７ｂに固定電極部６ｂに向かう磁気吸引力Ｆｘが作用する。また、可動電極部７ｂと磁気吸引部５ｂとの対向部においても、それぞれの磁性材料層１３が逆の磁気極性となるため吸引力を発揮し、可動電極部７ｂを固定電極部６ｂに向かわせる磁気吸引力Ｆｘが増強される。この磁気吸引力Ｆｘは、対向する磁性材料層１３を通過する前記磁束Φｙの密度が高いほど強くなる。

増強された磁気吸引力Ｆｘにより、梁部７ａが弾性的に撓み、可動電極部７ｂが固定電極部６ｂに接触し、図３に示す第１のスイッチ回路Ｓ１がＯＮに切り替わる。

なお、Ｙ２方向に向く外部磁界に対しても、第１のスイッチ構造部１０ｙの第２の支持部６ａと固定電極部６ｂを構成する磁性材料層１３が磁気誘導層として機能し、固定電極部６ｂから可動電極部７ｂに磁束が誘導されて、可動電極部７ｂに前記磁気吸引力Ｆｘが作用するようになる。

一方、図１に示す第２のスイッチ構造部１０ｘはＸ１方向に向く外部磁界Ｂｘとこれとは逆向きのＸ２方向に向く外部磁界の双方に反応しやすくなっている。

Ｘ１方向に向かう外部磁界Ｂｘに対しては、第２のスイッチ構造部１０ｘの第１の支持部５ａと磁気吸引部５ｂの磁性材料層１３が磁気誘導層となるため、磁束Φｘが磁気吸引部５ｂから可動電極部７ｂを経て固定電極部６ｂに至るように導かれる。よって、可動電極部７ｂに磁気吸引力Ｆｙが作用し、可動電極部７ｂが固定電極部６ｂと磁気吸引部５ｂに接触して、図３に示す第２のスイッチ回路Ｓ２がＯＮに切り替わる。

また、Ｘ２方向に向く外部磁界は、第２のスイッチ構造部１０ｘの第２の支持部６ａと固定電極部６ｂが磁気誘導層となって誘導され、磁束が固定電極部６ｂから可動電極部７ｂを通過して磁気吸引部５ｂに導かれる。そして、可動電極部７ｂに前記磁気吸引力Ｆｙが作用し、可動電極部７ｂが固定電極部６ｂと磁気吸引部５ｂに接触して、図３に示す第２のスイッチ回路Ｓ２がＯＮに切り替わる。

前記磁気リードスイッチ１は、ＳＯＩ構造を使用したものであるため、薄型で小型に形成することができる。第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘのそれぞれが占める領域の面積は、１．５ｍｍ×０．５ｍｍ以下であり、可動電極部７ｂの平面形状は３００μｍ×１００μｍ以下である。また、外部磁界Ｂが作用していないときの可動電極部７ｂと固定電極部６ｂの対向ギャップは、２０μｍ以下である。ただし、これら寸法は一例であり、本発明はこれら寸法のものに限定されるものではない。

前記実施の形態の磁気リードスイッチ１は、Ｘ方向の外部磁界とＹ方向の外部磁界の双方に対して敏感に動作できるようになる。よって、方向性にかかわらず外部磁界を敏感に検知したい装置への使用に適したものとなる。

また、スイッチ構造部は２組のみでなく、基板２の表面に３組以上設けてもよい。それぞれの組のスイッチ構造部で、可動電極部７ｂと固定電極部６ｂとの対向方向を多方向に向けておくことにより、周囲の外部磁界がどの方向に向くものであっても、敏感に検知できるようになる。

図１に示す磁気リードスイッチ１は、以下の製造方法により、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘとを同じ工程で同時に形成することができる。

ただし、図４以下には、説明の都合上、第１のスイッチ構造部１０ｙのみが示されている。

図４（Ａ）（Ｃ）（Ｅ）（Ｇ）と図５（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）は、図６（Ａ）に相当する断面図であり、図４（Ｂ）（Ｄ）（Ｆ）（Ｈ）と図５（Ｂ）は、図６（Ｂ）に相当する平面図である。

図４（Ａ）（Ｂ）に基板２が示されている。基板２はシリコン（Ｓｉ）基板であり、熱酸化処理が行われて、下面に酸化シリコン層（ＳｉＯ２層）３が形成され、上面に酸化シリコン層４が形成される。なお、熱酸化処理を行わずに、ＣＶＤ法などによって、基板２の上面にのみ酸化シリコン層（ＳｉＯ２層）を形成してもよい。

図４（Ｃ）（Ｄ）の工程では、基板２の上面の酸化シリコン層４をエッチングし、酸化シリコン層４で第１のアンカー層４ａと第２のアンカー層４ｂを残しその周辺の領域の酸化シリコン層４を除去する。なお、第１のスイッチ構造部１０ｙの第１の固定層５の下に形成される第１のアンカー層４ａと、第２のスイッチ構造部１０ｘの第１の固定層５の下に形成される第１のアンカー層４ａは互いに連続するように形成される。

図４（Ｅ）（Ｆ）の工程では、第１のアンカー層４ａと第２のアンカー層４ｂにシリコン層１１を重ねて固定する。この工程では、図示するシリコン層１１よりも厚いシリコンウエハーを重ねる。そして、２５０℃程度に加熱して基板２とシリコンウエハーとを加圧し、いわゆるヒュージョン（Fusion）接合によって、第１のアンカー層４ａおよび第２のアンカー層４ｂとシリコンウエハーとを接合する。そして、シリコンウエハーの上面を研磨してある程度薄くしたシリコン層１１を形成する。

図４（Ｅ）（Ｆ）で形成された積層体は、一般のＳＯＩ基板に相当しており、きわめて薄型に構成することができる。

図４（Ｇ）（Ｈ）では、シリコン層１１の表面にＮｉＦｅ合金などのメッキ下地層１２をスパッタ工程などによって形成する。

図５（Ａ）（Ｂ）では、メッキ下地層１２の上にレジスト樹脂を塗工し、硬化後に露光現像して、メッキ下地層１２の一部を覆うレジスト層２１を形成する。図５（Ｂ）に示すように、レジスト層２１は、図６（Ｂ）に示す第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７の形状と同じパターンで形成される。

図５（Ｃ）では、イオンミリングによって、レジスト層２１で覆われていない領域のメッキ下地層１２を除去する。その結果、メッキ下地層１２は、シリコン層１１の表面において、第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７に対応する領域にのみ残される。

図５（Ｄ）では、ディープＲＩＥエッチング処理により、レジスト層２１とメッキ下地層１２で覆われていない部分のシリコン層１１を除去する。なお、ここでは、レジスト層２１を除去した後に、メッキ下地層１２をマスクとして使用し、ディープＲＩＥエッチングによって、メッキ下地層１２に覆われていない領域のレジスト層２１を除去してもよい。

図５（Ｅ）に示すように、レジスト層２１を除去すると、第１のアンカー層４ａの上に、第１の固定層５と可動層７の形状をしたシリコン層１１とメッキ下地層１２が残り、第２のアンカー層４ｂの上に、第２の固定層６の形状をしたシリコン層１１とメッキ下地層１２が残る。

その後に、図６（Ａ）に示すように、メッキ下地層１２を電極として使用し、電気メッキ工程によって磁性材料層１３を形成する。磁性材料層１３は、例えばＮｉＦｅ合金層である。さらに、連続メッキによって、磁性材料層１３の表面に、金の層とイリジウム層やルテニウム層を連続して積層し、接触金属層を形成する。

以上の工程により、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘの双方において、第１のアンカー層４ａの上に固定された第１の固定層５と、これに連続する可動層７、および第２のアンカー層４ｂ上に固定された第２の固定層６が、シリコン層１１とメッキ下地層１２および磁性材料層１３の３層構造で形成される。そして、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘとで、第１の支持部５ａが共通して使用される。

図８（Ａ）は本発明の第２の実施の形態の磁気リードスイッチを構成する第１のスイッチ構造部１０ｙの断面図であり、（Ｂ）は平面図である。（Ａ）は（Ｂ）のＸ−Ｘ線での断面図である。

第２の実施の形態は、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘの基本的な構造が図１と図６に示す第１の実施の形態と同じであるが、各部を構成する材料が相違している。

図８に示すように、第１のスイッチ構造部１０ｙ（および第２のスイッチ構造部１０ｘ）では、第１の実施の形態と同様に、基板２の表面に第１のアンカー層４ａと第２のアンカー層４ｂが形成されている。第１のアンカー層４ａの上に第１の固定層５が固定され、第２のアンカー層４ｂの上に第２の固定層６が固定されている。そして、第１の固定層５から可動層７が一体に延びて形成されている。

第１の固定層５によって第１の支持部５ａと磁気吸引部５ｂが形成され、第２の固定層６によって第２の支持部６ａと固定電極部６ｂが形成されている。可動層７によって、第１の支持部５ａから延び出る梁部７ａとその先部の可動電極部７ｂが形成されている。梁部７ａおよび可動電極部７ｂと基板２の表面２ａとの間にはアンカー層が設けられておらず、基板２の上で梁部７ａと可動電極部７ｂが自由に動くことができる。

この実施の形態は、基板２がシリコン基板に限られず、ガラス基板やガラスエポキシ基板などで構成することが可能である。第１のアンカー層４ａと第２のアンカー層４ｂは導電性材料で形成されている。図８に示すように、第２の実施の形態では、アンカー層４ａ，４ｂが、密着層２５とその上のメッキ下地層２６とで構成されている。メッキ下地層２６は銅（Ｃｕ）層であり、密着層２５はＣｕＮｉ合金層（銅―ニッケル合金層）で形成されている。銅層とＣｕＮｉ合金層は共に導電性であり、エッチングレートがほぼ等しい。ＣｕＮｉ合金層の密着層２５を設けることにより、銅層のメッキ下地層２６を基板２の表面に強固に固着することができる。

図８（Ａ）に示すように、第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７は磁性材料層１３で形成されている。よって、第１の支持部５ａと磁気吸引部５ｂ、第２の支持部６ａと固定電極部６ｂ、および梁部７ａと可動電極部７ｂは磁性材料層１３で形成されている。ただし、磁性材料層１３の表面などに、腐食などを抑制するための保護層などが設けられていてもよい。

図８に示す第１のスイッチ構造部１０ｙ（および第２のスイッチ構造部１０ｘ）の動作と特性は、第１の実施の形態の磁気リードスイッチ１とほぼ同じである。

この磁気リードスイッチは、第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７が導電性の磁性材料で形成され、さらにアンカー層４ａ，４ｂも導電層である。そのため、第１のアンカー層４ａの下側と第２のアンカー層４ｂの下側で、基板２にスルーホールを形成し、それぞれのスルーホール内に導電材料を充填し、基板２の下面２ｂにそれぞれのスルーホールに接続された接続端子部を形成することが可能である。端子部は１つの共通端子部と２つの個別端子部とで構成される。共通端子部はスルーホールを経て共通の第１の支持部５ａに導通される。一方の個別端子部はスルーホールを経て第１のスイッチ構造部１０ｙの第２の支持部６ａに導通される。他方の個別端子部はスルーホールを経て第２のスイッチ構造部１０ｘの第２の支持部６ａに導通される。

第２の実施の形態の磁気リードスイッチでも、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘが同じ工程で同時に形成される。
ただし、図７以下では、第１のスイッチ構造部１０ｙの部分のみが図示されている。

図７（Ａ）（Ｃ）（Ｅ）（Ｆ）は、図８Ａと同じ断面図であり、図７（Ｂ）（Ｄ）は、図８（Ｂ）と同じ平面図である。

図７（Ａ）（Ｂ）では、基板２の表面に密着層２５とメッキ下地層２６をスパッタ工程やＣＶＤ工程などで積層する。

図７（Ｃ）（Ｄ）では、メッキ下地層２６の上にレジスト樹脂が塗工され、露光現像工程により、メッキ下地層２６上にレジスト層２１が部分的に形成される。図７（Ｄ）に示すように、レジスト層２１は、第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７を形成する領域を除いて、これら各領域の外側に形成される。さらに、可動電極部７ｂを形成する領域の中央部にもレジスト層２１が残される。

図７（Ｅ）では、レジスト層２１が形成されていない領域で、メッキ下地層２６を電極として、その上に電界メッキ工程で磁性材料層１３が形成される。磁性材料層１３の材質は、第１の実施の形態と同様にＮｉＦｅ合金などである。

図７（Ｆ）ではレジスト層２１が除去される。その結果、メッキ下地層２６の上に、磁性材料層１３によって第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７の形状が形成される。図７（Ｄ）において、可動電極部７ｂが形成される領域の中央部にレジスト層２１が部分的に形成されているため、図８（Ｂ）に示すように、磁性材料層１３では、可動電極部７ｂとなる部分の中央部に開口部７ｃが形成される。

図７（Ｆ）の状態のものをウエットエッチング工程に移行し、銅層であるメッキ下地層２６とＣｕＮｉ膜である密着層２５を選択的にエッチングする。このエッチング工程のエッチャントには過硫酸アンモニウムなどが使用される。メッキ下地層２６と密着層２５はエッチングレートがほぼ等しいため、ほぼ同時に除去されていく。メッキ下地層２６と密着層２５は、最初に磁性材料層１３で覆われていない領域で除去され、エッチングが進むにつれて、磁性材料層１３と基板２との間においても除去されていく。

可動層７の梁部７ａは幅寸法が小さいために、梁部７ａと基板２との間のメッキ下地層２６と密着層２５は除去される。可動電極部７ｂにおいても中央に開口部７ｃが形成されているため、可動電極部７ｂと基板２との間のメッキ下地層２６と密着層２５も除去される。ただし、図８（Ｂ）に示すように、第１の支持部５ａおよび磁気吸引部５ｂと、第２の支持部６ａおよび固定電極部６ｂは幅寸法が大きいため、その下側にメッキ下地層２６と密着層２５が残され、これが第１のアンカー層４ａおよび第２のアンカー層４ｂとなる。

以上の工程で、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１の固定層５と第２の固定層６および可動層７が磁性材料層１３によって形成される。このとき、第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘとで、第１のアンカー層４ａと第１の固定層５とが連続して形成される。

磁性材料層１３を形成した後に、固定電極部６ｂの少なくとも可動電極部７ｂに対向する対向側面と、可動電極部７ｂの少なくとも固定電極部６ｂに対向する対向側面に、前記接触金属層を形成する。

図９には、本発明の第３の実施の形態の磁気リードスイッチ１０１の平面図が示されている。

図９に示す第１のスイッチ構造部１０ｙと第２のスイッチ構造部１０ｘでは、第１の支持部５ａが共通に使用されているが、いずれも磁気吸引部５ｂが形成されておらず、梁部７ａの先端部に形成された可動電極部７ｂが固定電極部６ｂにのみ対向している。

この実施の形態も、各層がシリコン層１１とメッキ下地層１２および磁性材料層１３の３層構造であり、または磁性材料層１３のみで形成されている。

１，１０１ 磁気リードスイッチ
２ 基板
４ 酸化シリコン層
４ａ 第１のアンカー層
４ｂ 第２のアンカー層
５ 第１の固定層
５ａ 第１の支持部
５ｂ 磁気吸引部
６ 第２の固定層
６ａ 第２の支持部
６ｂ 固定電極部
７ 可動層
７ａ 梁部
７ｂ 可動電極部
１０ｙ 第１のスイッチ構造部
１０ｘ 第２のスイッチ構造部
１１ シリコン層
１２ メッキ下地層
１３ 磁性材料層
２１ レジスト層
２５ 密着層
２６ メッキ下地層

Claims (6)

1. 基板上に、磁性材料を有する可動電極部と、磁性材料を有する固定電極部とが対向している磁気リードスイッチにおいて、
   支持部と、前記支持部から延びる梁部と前記梁部の先部に設けられた前記可動電極部と前記固定電極部を１つの組とするスイッチ構造部が複数組設けられ、
   少なくとも２組の前記スイッチ構造部で、前記可動電極部と前記固定電極部との対向方向が互いに相違しており、
   複数組の前記スイッチ構造部の前記支持部および前記固定電極部が、共通の前記基板の上に固定されていることを特徴とする磁気リードスイッチ。
2. 少なくとも２組の前記スイッチ構造部では、前記可動電極部と前記固定電極部との対向方向が、互いに直交している請求項１記載の磁気リードスイッチ。
3. 少なくとも２組の前記スイッチ構造部は、前記支持部が共通に形成されている請求項１または２記載の磁気リードスイッチ。
4. 前記支持部が、２組の前記スイッチ構造部の共通電極部となっている請求項３記載の磁気リードスイッチ。
5. 前記支持部と前記梁部と前記可動電極部および前記固定電極部は、シリコン層と前記磁性材料層とが重ねられて形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気リードスイッチ。
6. 前記支持部と前記梁部と前記可動電極部および前記固定電極部は、前記磁性材料のメッキ層で形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気リードスイッチ。

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