KR100661347B1

KR100661347B1 - 미소 박막 구조물 및 이를 이용한 ｍｅｍｓ 스위치 그리고그것들을 제조하기 위한 방법

Info

Publication number: KR100661347B1
Application number: KR1020040086056A
Authority: KR
Inventors: 권순철; 신형재; 전병희; 홍석관; 이상훈; 김재흥
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-12-27
Also published as: JP2006123162A; KR20060036976A; JP4741340B2; US20100225990A1; DE602005027032D1; US8184356B2; EP1653494B1; US7746536B2; US20060087716A1; EP1653494A2; US20100225991A1; EP1653494A3

Abstract

미소 박막 구조물 및 이를 이용한 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 스위치 그리고 그것들을 제조하기 위한 방법이 개시된다. 개시된 미소 박막 구조물은 물질 특성이 서로 다른 적어도 2종의 박막이 차례로 적층되어 상,하부층을 이루되 상,하부층의 접촉면을 적어도 두 방향으로 형성하여 변형률을 줄이도록 한 것이다. 그 미소 박막 구조물을 MEMS 스위치의 가동전극에 적용하여 MEMS 스위치가 안정적으로 신호라인에 접촉되도록 한다. 이러한 미소 박막 구조물은 하부층에 관통홀을 형성하고, 관통홀에 상부층이 끼워진 형태로 증착하거나 또는, 하부층에 요철부를 형성하고, 그 요철부를 갖는 하부층 상면에 소정 두께로 상부층을 증착하는 방법으로 제조된다. 또한, 이러한 미소 박막 구조물 제조방법을 MEMS 스위치의 가동전극 제조 방법에 적용한다.

Description

미소 박막 구조물 및 이를 이용한 ＭＥＭＳ 스위치 그리고 그것들을 제조하기 위한 방법{MICRO THIN FILM STRUCTURE, MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEM SWITCH USING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD OF THEM}

도 1은 종래의 MEMS 스위치의 구성을 도시한 단면도이다.

도 2는 상기 도 1의 선 Ⅰ-Ⅰ'를 따른 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시 예를 따른 미소 박막 구조물(30)의 일부분을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 또 다른 박막 구조물(50)의 일부분을 도시한 도면이다.

도 5a 내지 도 5c는 상기 도 3의 박막 구조물(30)을 제조하기 위한 과정을 도시한 도면들이다.

도 6a 내지 도 6c는 상기 도 4의 박막 구조물(50)을 제조하기 위한 과정을 도시한 도면들이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 MEMS 스위치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 8은 상기 도 7의 구성을 분리해서 도시한 분리 사시도이다.

도 9는 상기 도 7의 평면도이다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명에 의한 MEMS 스위치의 가동전극(111)이 신호라인(107)과 접촉되는 동작상태를 설명하기 위한 도면들로서, 도 9의 선 Ⅱ- Ⅱ'를 따른 단면도이다.

도 10c는 상기 도 10a의 "Ⅲ"표시부를 확대 도시한 도면이다.

도 11a는 본 발명에 따른 MEMS 스위치(100)용 가동전극(111)의 변형을 방지하기 위한 또 다른 구성을 도시한 도면으로서, 도 4의 미소 박막 구조물(50)의 구성을 적용시킨 것이다.

도 11b는 상기 도 11a의 "Ⅳ"표시부를 확대 도시한 도면이다.

도 12a 내지 도 12e는 본 발명에 따른 MEMS 스위치(100)가 제조되는 과정을 나타내는 단면도들로서, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 MEMS 스위치가 제조되는 과정을 나타내는 단면도들이다.

도 13a 내지 도 13e는 본 발명에 따른 또 다른 MEMS 스위치(100)가 제조되는 과정을 나타내는 단면도들로서, 도 11a 및 도 11b에 도시된 MEMS 스위치가 제조되는 과정을 나타내는 단면도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30,50 : 미소 박막 구조물 32,52 : 하부층

32a : 관통홀 52a : 요철부

33,53 : 상부층 C₁,C₃,C₅,C₇ : 수평면(접촉면)

C₂,C₄,C₆,C₈,C_8' : 수직면(접촉면) 100 : MEMS 스위치

101 : 기판 107 : 신호라인

111 : 가동전극 111a : 전극층

111b : 보강층 111f : 관통홀

111i : 관통홀 111h : 요철부

본 발명은 미소 박막 구조물 및 이를 이용한 MEMS(Micro Electro Mechanical System)스위치 그리고 그것들을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미소 박막 구조물의 적층 구조를 개선하여 변형을 최소화하도록 하고, 그 미소 박막 구조물을 MEMS 스위치의 가동전극에 적용하여 안정적인 스위치 동작이 가능하도록 하는 미소 박막 구조물 및 이를 이용한 MEMS(Micro Electro Mechanical System)스위치 그리고 그것들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

MEMS 기술을 이용한 RF 소자 중 현재 가장 널리 제작되고 있는 것은 스위치이다. RF 스위치는 마이크로파나 밀리미터파 대역의 무선통신 단말기 및 시스템에서 신호의 선별 전송이나 임피던스 정합 회로 등에서 많이 응용되는 소자이다.

이러한 RF 스위치에 관한 것으로 일본공개공보(특개평 10-33478(공개일 평성10년(1998)12월 18일, 발명의 명칭 : 임계 마이크로 스위치 및 그 제조방법)가 개 시된 바 있다.

그 구성을 개략적으로 살펴보면, 잔류응력의 차이로 초기 변형되는 이동전극과, 이동전극과 소정 폭으로 설치된 고정전극과, 이동전극의 양단을 지지하는 이동전극지지부와, 고정전극을 지지하는 고정전극지지부로 구성된다.

도 1은 종래의 MEMS 스위치의 구성을 도시한 단면도이고, 도 2는 상기 도 1의 선 Ⅰ-Ⅰ'를 따른 단면도이다.

도 1,2를 참조하면, 기판(2) 상면 중앙에 돔형 접촉부(3a)를 가지는 신호라인(3)이 형성되어 있다. 돔형 접촉부(3a)의 상방에는 스페이서(4)에 의해 단순 지지보(simply-supported beam) 형태로 고정되어 있는 가동전극(6)이 위치한다. 돔형 접촉부(3a)의 정상 부분에는 관통공(3b)이 형성되어 있다. 신호라인(3)의 양측에는 가동전극(6)과 함께 정전기력을 발생시켜 가동전극(6)을 끌어당겨 돔형 접촉부(3a)에 접촉시키는 고정전극(7)이 마련된다. 여기서, 가동전극(6)은 도전성 재료로 이루어진 전극층(6a)과, 강도 보강을 위하여 전극층(6a)의 상측에 보강층(6b)을 형성한 이중 박막 구조물이다.

이러한 종래의 MEMS 스위치(1)는 고정전극(7)에 DC 전압이 인가되면, 이들 사이에 대전이 일어나고, 따라서 정전 인력에 의해 가동전극(6)이 기판(2)측으로 이끌리게 된다. 가동전극(6)이 이끌리게 됨으로써 가동전극(6)의 중앙 부분이 돔형 접촉부(3a)에 접촉되게 된다.

이와 같은 MEMS 스위치는 안정된 스위치 동작을 위해서 가동전극(6)이 변형되지 않고 수평 상태를 유지해야 한다. 그러나 가동전극(6)은 기판(2)으로부터 이 격된 거리(d)에 비하여 그 가로길이(L)가 상대적으로 매우 커서 가동전극(6)이 휘어질 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 굽힘 강도를 효율적으로 높일 수 있는 구조가 요구된다.

그러나, 종래의 가동전극(6)의 전극층(6a) 및 보강층(6b)은 그 접촉면이 수평면(A)만 존재한다. 따라서, 박막 형성 후 발생되는 전극층(6a) 및 보강층(6b)의 잔류 응력(Residual Stress)차나 열팽창 계수 차에 의해 응력이 발생될 경우 발생 응력을 상쇄시키는 면이 그 수평면(A)만 존재하게 되므로 가동전극(6)의 변형을 방지하는 효과가 미흡하다는 문제점이 있었다.

이와 같은 박막 구조물의 변형은 상술한 MEMS 스위치에 국한 되지 않고, MEMS 기술을 이용한 다른 소자에서도 문제가 될 소지가 높다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 박막 구조물의 적층 구조를 개선하여 변형을 줄이는 미소 박막 구조물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 두 번째 목적은 MEMS 스위치의 가동전극의 적층 구조를 개선하여 변형을 줄임으로써 안정된 스위치 동작을 실시하도록 하는 MEMS 스위치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 세 번째 목적은 미소 박막 구조물의 박막 적층 방법을 개선하여 미소 박막 구조물의 변형을 감소시키는 미소 박막 구조물 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 네 번째 목적은 가동전극의 박막 적층 방법을 개선하여 가동전극의 변형을 줄여 안정된 스위치 동작이 가능하도록 하는 MEMS 스위치를 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1실시 예를 따르면, 물질 특성이 서로 다른 적어도 2종의 박막이 차례로 적층되어 상,하부층을 이루되, 상기 상하부층의 접촉면이 적어도 두 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 미소 박막 구조물이 제공된다.

상기 하부층 상면은 요철부를 이루고, 상기 상부층의 하면은 상기 요철부와 대응된 형상을 이루도록 함이 바람직하다.

상기 하부층은 다수개의 관통홀이 형성되고, 상기 상부층은 하부층의 상면을 비롯하여 상기 관통홀의 내주면에 연장 형성시킴이 바람직하다. 상기 관통홀은 다각형, 원형 및 타원 중 어느 하나로 할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시 예를 따르면, 기판; 상기 기판 상면에 형성된 신호라인; 및 상기 기판과 소정 간격 이격되게 형성되어 상기 신호라인과 전기적으로 접촉되는 가동전극을 포함하며; 상기 가동전극은 전극층과, 상기 전극층의 상면에 형성된 보강층으로 되고; 상기 전극층 및 보강층의 접촉면이 적어도 두 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치가 제공된다.

상기 전극층 상면은 요철부를 이루고, 상기 보강층의 하면은 상기 요철부와 대응된 형상을 이룸이 바람직하다.

상기 전극층에는 다수개의 관통홀이 형성되고, 상기 보강층은 전극층의 상면을 비롯하여 상기 관통홀의 내주면에 연장 형성됨이 바람직하며, 상기 관통홀은 다각형, 원형 및 타원 중 어느 하나로 할 수 있다.

본 발명의 제 3실시 예를 따르면, 물질 특성이 서로 다른 적어도 2종의 박막을 차례로 적층하여 상,하부층을 이루되, 상기 상,하부층의 접촉면을 적어도 두 방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 미소 박막 구조물 제조 방법이 제공된다.

상기 상.하부층의 접촉면을 적어도 두 방향으로 형성하는 것은, 상기 하부층을 소정 두께로 증착하는 것과; 상기 하부층을 패터닝하여 관통홀을 형성하는 것; 및 상기 하부층의 상면에 소정 두께로 상부층을 증착하되 상기 상부층이 상기 관통홀의 내주면에 연장되게 형성되어 끼워진 형태로 형성하는 것을 포함함이 바람직하며, 상기 관통홀은 다각형, 원형, 타원형 중 어느 하나로 할 수 있다.

또한, 상기 상.하부층의 접촉면을 적어도 두 방향으로 형성하는 것은, 상기 기판상에 하부층을 소정 두께로 증착하는 것; 상기 하부층에 그 하부층과 동일한 재질로 하여 또 다른 하부층을 소정 두께로 적층한 후 패터닝하여 요철부를 형성하는 것; 및 상기 요철부가 형성된 상기 하부층의 상면에 소정 두께로 상부층을 증착하는 것을 포함함이 바람직하다.

본 발명의 제 4실시 예를 따르면, 기판 상면에 신호라인을 형성하는 것; 및 상기 기판과 소정 간격 이격되게 하여 상기 신호라인과 전기적으로 접촉되는 가동전극을 형성하는 것을 포함하며; 상기 가동전극은 전극층을 형성하는 것과, 그 접촉면을 적어도 두 방향으로 하여 상기 전극층의 상면에 보강층을 형성하는 것을 포 함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치 제조 방법이 제공된다.

상기 전극층 및 상기 보강층의 접촉면을 적어도 두 방향으로 형성하는 것은, 상기 전극층을 소정 두께로 증착하되 패터닝처리하여 상기 전극층에 복수개의 관통홀을 형성하는 것; 상기 전극층의 상면에 소정두께로 보강층을 적층하되 상기 관통홀의 내주면으로 연장하여 보강층을 증착시키는 것을 포함하는 것이 좋으며, 상기 관통홀은 다각형, 원형 및 타원 중 어느 하나로 할 수 있다.

상기 관통홀은 상기 가동전극이 상기 신호라인과 이격되게 형성하기 위하여 상기 가동전극과 상기 기판사이에 적층되는 희생막을 제거하기 위한 홀로 사용될 수 있다.

또한, 상기 전극층 및 상기 보강층의 접촉면을 적어도 두 방향으로 형성하는 것은, 상기 전극층을 소정두께로 증착함과 아울러 상기 전극층과 동일한 특성을 갖는 요철부 형성층을 추가 증착하고, 패터닝처리하여 상기 요철부를 형성하는 것; 상기 요철부를 갖는 전극층의 상면에 소정 두께로 보강층을 증착하는 것을 포함함이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 이하의 설명에서 MEMS 스위치에 관련된 당 기술 분야에서 알려진 일반적인 기술에 대해서는 깊이 설명하지 않을 것이다. 또한, 첨부된 도면에 도시된 구성들은 실물 크기에 비하여 확대 도시된다.

본 발명에 따른 미소 박막 구조물은 물질 특성이 서로 다른 적어도 2종의 박막이 차례로 적층되어 상,하부층을 이루고, 그 변형을 최소화하기 위하여 상,하부 층의 접촉면을 두 방향을 이루도록 형성한다.

도 3을 참조하면, 미소 박막 구조물(30)은 하부층(32)에 다수개의 관통홀(32a)이 형성되고, 상부층(33)은 하부층(32)의 상면을 비롯하여 상기 관통홀(32a)의 내주면에 연장 형성되어 상부층(33)이 하부층(31)의 관통홀(32a)에 끼워진 형태를 이룬다. 이때, 관통홀(32a)은 다양한 형태인 예컨대, 다각형, 원형, 및 타원형 중 적어도 어느 하나로 한다.

이와 같은 구성을 통해 하부층(32) 및 상부층(33)의 잔류 응력 차 또는 열팽창 계수 차에 의하여 응력이 발생할 경우 접촉면이 수평면(C₁) 및 수직면(C₂)의 2방향 구조를 이룸에 따라 그 응력 상쇄효과를 높이게 된다. 따라서, 박막 구조물(30)의 굽힘 강성이 커지게 되어 변형을 최소화할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 박막 구조물(50)의 또 다른 구성을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 하부층(52) 상면은 요철부(52a)가 형성되고, 상부층(53)의 하면은 요철부(52a)와 대응된 형상으로 구성된다. 여기서, 요철부(52a)가 사각 형태로 도시되어 있으나, 그 외의 다른 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.

이러한 구성에서도 역시 접촉면이 수평면(C₃) 및 수직면(C₄)의 2방향 구조를 이룸에 따라 발생 응력의 상쇄면이 증가됨으로써 박막 구조물(50)의 변형을 최소화 한다.

도 5a에 도시된 바와 같이 먼저, 선행 공정에 의해 형성된 공정층 또는 기판(미도시)상에 하부층(32)을 소정 두께로 증착한다.

다음, 도 5b에 도시된 바와 같이 하부층(32)을 패터닝하여 관통홀(32a)을 형성한다.

마지막으로, 도 5c에 도시된 바와 같이 하부층(32)의 상면에 소정 두께로 상부층(33)을 증착하되 관통홀(32a)을 통해서도 증착하여 접촉면이 수평면(C₁)과 수직면(C₂)인 두 방향을 이루도록 증착한다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 선행 공정에 의해 형성된 공정층 또는 기판(미도시)상에 하부층(52)을 소정 두께로 증착한다.

이어, 도 6b에 도시된 바와 같이 하부층(52)에 그 하부층과 동일한 재질로 하여 또 다른 하부층(54)을 소정 두께로 증착한 후 패터닝하여 요철부(52a)를 형성한다.

마지막으로, 도 6c에 도시된 바와 같이 요철부(52)가 형성된 하부층(52)에 소정 두께로 상부층(53)을 증착하여 접촉면이 수평면(C₃) 및 수직면(C₄)의 2축 방향을 이루도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 MEMS 스위치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 상기 도 7의 구성을 분리해서 도시한 분리사시도, 도 9는 상기 도 7의 평면도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 기판(101) 상면 중앙에 그라운드라인(103), 고정전극(105) 및 신호라인(107)이 소정 간격을 두고 형성된다. 이때, 고정전극(105) 및 신호라인(107)은 한개씩 구성할 수 있으나, 도면에 도시된 바와 같이 그라운드라인(103)의 양측에 대칭된 형상으로 하여 한 쌍을 이루도록 형성된다.

또한, 기판(101)의 중앙부에는 스페이서(109)에 신호라인(107)과 소정 간격 이격되어 설치되되 그 중앙부를 중심으로 시소 운동함으로써 양측 신호라인(107)의 접촉부(107a)에 선택적으로 접촉되는 가동전극(111)이 구성된다. 가동전극(111)은 전극층(111a)과 굽힘 강도 보강을 위하여 전극층(111a)의 상면에 보강층(111b)이 성막된 이중 박막 구조물이다.

여기서, 그 시소 운동을 위하여 전극층(111a)의 중앙부 양단은 스프링(111c)을 통하여 스페이서(109)의 상단에 연결된다. 이때, 스페이서(109)는 그라운드라인(103)과 접촉되어 가동전극(111)을 접지한다.

도 10a 및 도 10b는 가동전극(111)이 신호라인(107)과 접촉되는 동작상태를 설명하기 위한 도면들로서, 도 9의 선Ⅱ-Ⅱ'를 따른 단면도이다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 고정전극(105)에 소정의 전압이 인가되면, 고정전극(105) 및 가동전극(111)의 사이에 대전이 일어나고, 따라서 정전 인력에 의해 가동전극(111)이 기판(101)측으로 이끌리게 된다. 가동전극(111)이 이끌리게 됨으로써 가동전극(111)의 일단이 신호라인(107)의 접촉부(107a)에 접촉된다. 여기서, 만일 다른 쪽에 위치하는 고정전극(105)에 전압이 인가된다면 가동전극(111)은 반대쪽으로 시소 운동하여 타측 신호라인(107)의 접촉부(107a)와 접촉될 것이다.

다음은, 가동전극(111)의 적층 구조를 개선하여 굽힘 강도를 증대시킴으로써 가동전극(111)이 변형되는 것을 최소화시키는 것에 대해서 설명한다.

가동전극(111)은 기판(101)으로부터 소정 거리(d) 이격된 상태로 유지되며 그 거리(d)비하여 상대적으로 긴 길이(L) 길이를 갖게 되므로 가동전극(111)이 쉽게 휘어질 수 있다. 따라서, 스위치 동작이 안정되게 이루어지지 못하는 문제점 있다.

이러한 것을 해소시키기 위하여 도 3 및 도 4의 미소 박막 구조물(30,50)의 구성을 가동전극(111)에 적용한다.

도 10c는 도 10a의 "Ⅲ "표시부를 확대도시한 도면으로서, 도 3의 미소 박막 구조물(30)와 동일한 구조를 취한 것이다.

도 10c를 참조하면, 전극층(111a)에 복수개의 관통홀(111f)을 형성하고, 전극층(111a)의 상면에 보강층(111b)을 형성 할 때 관통홀(111f)의 내주면에도 연장되게 막을 형성하여 보강층(111b)이 전극층(111a)에 끼워지는 형태로 구성된다.

이러한 구성을 통하여 가동전극(111)의 전극층(111a) 및 보강층(111b)의 잔류 응력차 또는 열 팽창 계수차에 의하여 응력 발생시 접촉면(C₅,C₆)에 의해 상쇄되어 가동전극(111)의 변형이 줄어든다. 따라서, 안정된 스위치 동작을 실시 할 수 있다.

도 11a는 본 발명에 따른 MEMS 스위치(100)용 가동전극(111)의 변형을 방지하기 위한 또 다른 구성을 도시한 도면으로서, 도 4의 미소 박막 구조물(50)의 구성을 적용시킨 것이고, 도 11b는 상기 도 11a의 "Ⅳ"표시부를 확대도시한 도면이다.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 전극층(111a)의 상면에 요철부(111h)가 형성되고, 보강층(111b)은 요철부(111h)와 대응된 형상을 이룬다. 이러한 구성에 의해 응력 발생시 접촉면(C₇,C₈)에 의해 상쇄되어 가동전극(111)의 변형을 최소화 한다. 여기서, 전극층(111a)은 도 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이 관통홀(111f)이 형성되고, 그 관통홀(111f)을 통하여 보강층(111b)이 삽입되는 형태로 성막시킬 수 있다. 이러한 구조를 취할 때는 수직 방향의 접촉면(C₈')이 추가되어 응력 상쇄면은 증가 됨으로써 가동전극(111)의 굽힘 강도를 더욱 높인다.

먼저, 기판(101)상에는 도 12a에 도시된 바와 같이 소정 두께로 도전층을 증착하고 패터닝하여 그라운드라인(103), 고정전극(105), 및 신호라인(107)인을 형성한다.

이어, 도 12b에 도시된 바와 같이 기판(101) 전면에 희생층(131)을 소정 두 께로 형성한다. 이때, 희생층(131)은 가동전극(111)의 전극층(111a)을 그라운드라인(103)에 접촉시킴과 아울러서 가동전극(111)을 기판(101)으로부터 소정간격(d) 이격된 상태로 유지시키기 위한 것으로 다음 단계에서 적층될 스페이서(109)가 삽입 형성되도록 컨택홀(131a)이 형성된다.

다음, 도 12c에 도시된 바와 같이 희생층(131)의 상면에 소정 두께로 알루미늄을 증착하여 가동전극(111)의 전극층(111a)을 증착한다. 전극층(111a)은 컨택홀(131a)을 통하여 그라운드라인(103)과 접촉상태를 이루며 증착된다. 이때, 희생층(131)을 에칭하기 위하여 전극층(111a)을 패터닝하여 관통홀(111f)을 형성한다. 여기서, 관통홀(111f)은 도 10c의 관통홀(111f)과 동일한 것으로서, 희생층(131)을 에칭하기 위한 역할을 수행함과 아울러서 가동전극(111)의 변형을 방지하기 위한 용도로 사용된다.

그리고, 도 12d에 도시된 바와 같이 전극층(111a)의 상면에 실리콘 나이트라이드를 소정 두께로 증착하여 보강층(111b)을 형성한다. 보강층(111b)은 전극층(111a)의 상면에 증착됨과 아울러서, 관통홀(111f)의 내주면에도 연장 증착되어 가동전극(111)의 굽힘 강도를 높인다. 이때, 보강층(111b)에는 희생층(131)을 에칭하기 위하여 보강층(111b)을 패터닝하여 전극층(111a)에 형성된 관통홀(111f)과 연통되게 관통홀(111i)을 형성한다.

마지막으로, 도 12e에 도시된 바와 같이 관통홀(111i)들을 통해 식각 방법으로 희생층(131)이 제거됨으로써 MEMS 스위치를 완성한다.

도 13a 및 도 13b는 기판(101)에 희생층(131)을 증착시키기까지의 과정으로서, 도 12a 및 도 12b의 과정과 같으므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

다음, 도 13c에 도시된 바와 같이 희생층(131)의 상면에 소정 두께로 알루미늄을 증착하여 가동전극(111)의 전극층(111a)을 증착한다. 전극층(111a)은 컨택홀(131a)을 통하여 그라운드라인(103)과 접촉상태를 이루며 증착된다. 이때, 다음 과정에서 적층될 보강층(111b)과의 접촉면 증대를 위하여 1차 증착된 알루미늄 층에 2차 알루미늄층(미도시)을 증착한 후 패터닝하여 요철부(111h)를 형성한다. 여기서, 도 12c와 같이 희생층(131)을 에칭하기 위하여 전극층(111a)을 패터닝하여 관통홀(111f)을 형성할 수 있다. 이러한 관통홀(111f)은 도 11a의 관통홀(111f)과 동일한 것으로서, 희생층(131)을 에칭하기 위한 역할을 수행함과 아울러서 가동전극(111)의 변형을 방지하기 위한 용도로 사용된다.

다음, 도 13d에 도시된 바와 같이 요철부(111h)가 형성된 전극층(111a)의 상면에 실리콘 나이트라이드를 소정 두께로 증착하여 보강층(111b)을 형성한다. 보강층(111b)은 전극층(111a)의 상면에 소정두께로 증착되어 요철부(111h)를 갖는 전극층(111a)의 상면을 따라 대응된 형상으로 증착된다. 한편, 전극층(111a)의 관통홀(111f)의 내주면에도 연장 증착되어 가동전극(111)의 굽힘 강도를 증대시킨다.

이때, 보강층(111b)에는 희생층(131)을 에칭하기 위하여 전극층(111a)의 관통홀(111f)과 연통되게 에칭홀(111i)이 형성된다.

마지막으로, 도 13e에 도시된 바와 같이 관통홀(111i)들을 통해 식각 방법으로 희생층(131)을 제거함으로써 MEMS 스위치를 완성한다.

상술한 내용에 있어서, 가동전극(111)이 시소 운동에 의해 신호라인(107)과 접촉되는 구조를 예로 들어 설명하였으나, 그 양단이 기판(101)에 대해 고정되어 있는 단순 지지보(simple supported beam)의 형태, 기판(101)에 대해 고정되는 고정단(fixed end)과 그 반대편의 자유단(free end)을 가지는 외팔보(cantilever)의 형태 또는 전체가 기판(101)에 대해 고정되는 멤브레인의 형태를 가질 수 있다.

이와 같이 구성된 미소 박막 구조물에 의해 미소 박막 구조물의 변형을 최소화 하는 이점이 있다.

또한, 그 미소 박막 구조물의 구조를 MEMS 스위치의 가동전극에 적용함으로써, 가동전극의 변형을 최소화함에 따라 MEMS 스위치의 스위치 동작을 보다 안정적으로 할 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

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상기 하부층을 소정 두께로 증착하는 것과;

상기 하부층을 패터닝하여 관통홀을 형성하는 것; 및 　

상기 하부층의 상면에 상기 하부층의 물질과 특성이 서로 다른 물질을 소정 두께로 상부층을 증착하되 상기 상부층이 상기 관통홀의 내주면에 연장되게 형성되어 끼워진 형태로 형성하는 것을 포함하는 미소 박막 구조물 제조 방법.
제 10항에 있어서, 상기 관통홀은 다각형, 원형, 타원형 중 어느 하나로 하는 미소 박막 구조물 제조 방법.
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기판 상면에 신호라인을 형성하는 것; 및

상기 기판과 소정 간격 이격되게 하여 상기 신호라인과 전기적으로 접촉되는 가동전극을 형성하는 것을 포함하며;

상기 가동전극을 형성하는 것은,

상기 전극층을 소정 두께로 증착하되 패터닝처리하여 상기 전극층에 복수개의 관통홀을 형성하는 것; 및

상기 전극층의 상면에 소정두께로 보강층을 적층하되 상기 관통홀의 내주면으로 연장하여 보강층을 증착하는 것을 포함하는 MEMS 스위치 제조 방법.
제 14항에 있어서, 상기 관통홀은 다각형, 원형 및 타원 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 MEMS 스위치 제조 방법.
제 15항에 있어서, 상기 관통홀은 상기 가동전극이 상기 신호라인과 이격되게 형성하기 위하여 상기 가동전극과 상기 기판사이에 적층되는 희생막을 제거하기 위한 홀로 사용되는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치 제조 방법.
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상기 하부층을 소정 두께로 증착하는 단계;

상기 하부층을 패터닝하여 관통홀을 형성하는 단계; 및

상기 하부층의 상면에 상기 하부층의 물질과 특성이 서로 다른 물질을 소정 두께로 상부층을 증착하되 상기 상부층이 상기 관통홀의 내주면에 연장되게 형성되어 끼워진 형태로 형성하는 단계로서 제조되는 미소 박막 구조물.
제18항에 있어서,

상기 관통홀은 다각형, 원형, 타원형 중 어느 하나로 하는 것으로 제조되는 미소 박막 구조물.　
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기판 상면에 신호라인을 형성하는 단계; 및

상기 기판과 소정 간격 이격되게 하여 상기 신호라인과 전기적으로 접촉되는 가동전극을 형성하는 단계로 제조되며;

상기 가동전극은 전극층을 소정 두께로 증착하되 패터닝 처리하여 상기 전극층에 복수개의 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 전극층의 상면에 소정두께로 보강층을 적층하되 상기 관통홀의 내주면으로 연장하여 보강층을 증착하는 단계로 제조되는 MEMS 스위치.　
제21항에 있어서,

상기 관통홀은 다각형, 원형 및 타원 중 어느 하나로 형성하여 제조되는 MEMS 스위치.　
제21항에 있어서,

상기 관통홀은 상기 가동전극이 상기 신호라인과 이격되게 형성하기 위하여 상기 가동전극과 상기 기판사이에 적층되는 희생막을 제거하기 위한 홀로 사용되어 제조되는 　MEMS 스위치.
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