KR20060078097A - Piezoelectric and electrostatic driven rf mems switch - Google Patents

Piezoelectric and electrostatic driven rf mems switch Download PDF

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KR20060078097A
KR20060078097A KR1020040116777A KR20040116777A KR20060078097A KR 20060078097 A KR20060078097 A KR 20060078097A KR 1020040116777 A KR1020040116777 A KR 1020040116777A KR 20040116777 A KR20040116777 A KR 20040116777A KR 20060078097 A KR20060078097 A KR 20060078097A
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박재형
이희철
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 미세기전시스템의 공정 기술과 웨이퍼 단위의 패키징 기술을 이용하여 제조되어 압전력 및 정전력으로 구동하는 RF MEMS 스위치(Radio Frequency Micro Electro Mechanical System, 고주파 미세기전 시스템)에 관한 것으로, 하판; 상기 하판의 상면과 소정의 갭을 가지도록 형성되고 일측단부에 정전구동금속판이 설치되는 정전캔틸레버; 상기 정전캔틸레버와 회전빔에 의해 일체로 연결되고, 일측단부에 유전층이 적층된 스위칭금속판이 설치되며, 상기 회전빔과 상기 스위칭금속판 사이에 압전커패시터가 설치되는 압전캔틸레버; 상기 유전층 및 상기 스위칭금속판과 소정의 갭을 가지도록 상기 하판과 접합되는 상판; 상기 상판의 하면에 형성되며, 상기 스위칭금속판과 접촉되는 신호선; 상기 상판의 하면에 형성되며, 개회로를 형성하는 신호선; 및 상기 상판의 하면에 형성되며, 전압이 인가된 경우 상기 정전구동금속판과 정전기에 의한 인력을 발생시키는 전압구동선을 포함하는 RF MEMS 스위치이다.The present invention relates to an RF MEMS switch (Radio Frequency Micro Electro Mechanical System) manufactured using a process technology of a micromechanical system and a wafer-based packaging technology and driven with piezoelectric and electrostatic power. An electrostatic cantilever formed to have a predetermined gap with an upper surface of the lower plate and provided with an electrostatic driving metal plate at one end; A piezoelectric cantilever, which is integrally connected by the electrostatic cantilever and the rotating beam, and has a switching metal plate having a dielectric layer laminated on one end thereof, and a piezoelectric capacitor is installed between the rotating beam and the switching metal plate; An upper plate bonded to the lower plate to have a predetermined gap with the dielectric layer and the switching metal plate; A signal line formed on a lower surface of the upper plate and in contact with the switching metal plate; A signal line formed on a lower surface of the upper plate and forming an open circuit; And a voltage driving line formed on a lower surface of the upper plate and generating a attraction force by the electrostatic driving metal plate and static electricity when a voltage is applied.

RF MEMS 스위치, 압전, 정전RF MEMS Switches, Piezo, Blackout

Description

압전력 및 정전력 구동 ＲＦ ＭＥＭＳ 스위치{piezoelectric and electrostatic driven RF MEMS switch} Piezoelectric and electrostatic driven RF MEMS switch             

도 1은 종래 기술에 의한 정전기력 구동 RF MEMS 스위치의 개략도1 is a schematic diagram of an electrostatic force driven RF MEMS switch according to the prior art;

도 2a 및 도 2b는압전력을 이용한 마이크로 시스템 스위치의 구동원리를 나타낸 개념도2a and 2b is a conceptual diagram showing the driving principle of a micro system switch using a piezoelectric power

도 3은 본 발명의 실시예1의 RF 마이크로 스위치를 개략적으로 도시한 사시도3 is a perspective view schematically showing the RF microswitch of Embodiment 1 of the present invention;

도 4는 상기 도 3의 단면도4 is a cross-sectional view of FIG.

도 5는 도 3의 작동상태를 나타낸 평면도5 is a plan view showing the operating state of FIG.

도 6은 본 발명의 실시예2의 작동상태를 나타낸 평면도6 is a plan view showing the operating state of the second embodiment of the present invention

도 7은 본 발명의 실시예3의 작동상태를 나타낸 평면도7 is a plan view showing the operating state of the third embodiment of the present invention

도 8은 본 발명의 실시예4의 작동상태를 나타낸 평면도8 is a plan view showing the operating state of the fourth embodiment of the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 입력단 2: 출력단1: input stage 2: output stage

3: 상부전극 4: 빔3: upper electrode 4: beam

5: 하부전극 6: 접지면5: lower electrode 6: ground plane

100: 하판 101: 기판층100: lower plate 101: substrate layer

102: 지지층 103: 접지몰드102: support layer 103: ground mold

110: 정전캔틸레버 111: 압전캔틸레버110: electrostatic cantilever 111: piezoelectric cantilever

120: 정전구동금속판 121: 스위칭금속판120: electrostatic drive metal plate 121: switching metal plate

122: 유전층 130: 회전빔122: dielectric layer 130: rotating beam

140: 압전캐패시터 200: 상판140: piezoelectric capacitor 200: top plate

201: 기판층 202: 접지몰드201: substrate layer 202: ground mold

210: 전압구동선 211,222,223: 비아홀210: voltage driving line 211, 222, 223: via hole

212,224,225: 연결패드 220: 접지선212,224,225: Connection pad 220: Ground wire

221: 신호선221 signal line

본 발명은 RF MEMS(Radio Frequency Micro Electro Mechanical System, 고주파 미세기전 시스템) 스위치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세기전시스템의 공정 기술과 웨이퍼 단위의 패키징 기술을 이용하여 제조되어 압전력 및 정전력으로 구동하는 RF MEMS 스위치에 관한 것이다.The present invention relates to an RF MEMS (Radio Frequency Micro Electro Mechanical System) switch, and more particularly manufactured using a process technology and wafer-based packaging technology of the micromechanical system to a piezoelectric power and electrostatic power It relates to a driving RF MEMS switch.

최근의 이동 통신 기기의 급격한 발전 및 보급에 따라 이동 통신기기를 구성 하는 부품들에 대한 소형화, 경량화, 및 고성능화에 대한 요구가 커지고 있다. BACKGROUND With the recent rapid development and widespread use of mobile communication devices, there is a growing demand for miniaturization, light weight, and high performance of components constituting mobile communication devices.

또한, 차세대 무선 통신 시스템은 하나의 단말기에 하나의 특정 주파수 대역을 사용하는 현재의 시스템에서 하나의 단말기에서 여러 개의 주파수 대역과 여러 개의 모드를 사용할 수 있는 다기능 형태로 발전하리라 예상된다. In addition, the next generation wireless communication system is expected to be developed in a multifunctional form that can use multiple frequency bands and multiple modes in one terminal in the current system using one specific frequency band in one terminal.

따라서, 이동 통신기기 부품들은 여러 가지 주파수 대역에서 일정한 특성 이상의 우수한 특성을 나타낼 수 있어야 한다. RF(Radio Frequency) 시스템의 구성에 있어서, 신호의 분배, 단락 및 접촉을 위한 RF 스위치는 수동 소자 모듈를 구성하는 핵심 부품이다. Accordingly, mobile communication device components should be able to exhibit excellent characteristics over certain characteristics in various frequency bands. In the construction of a radio frequency (RF) system, an RF switch for distributing, shorting, and contacting signals is a key component of a passive device module.

현재, RF 스위치에 많이 상용되고 있는 FET(Field Effect Trnasistor) 타입이나 PIN 타입의 반도체 스위치는 외부의 인가 전압에 의한 전도도 변화를 갖는 반도체 특성을 이용하여 신호를 단락, 연결시키는 스위칭 역할을 한다. Currently, FET (Field Effect Transistor) type or PIN type semiconductor switch, which are widely used in RF switches, serves to switch and short-circuit and connect signals using semiconductor characteristics having a change in conductivity caused by an externally applied voltage.

이러한 반도체 스위치 방식은 신호선의 단락 및 연결에 의한 스위칭이 아닌 트랜지스터 또는 pn 접합의 특성을 이용한 스위칭이므로 높은 주파수에서 높은 삽입 손실 및 낮은 격리도 등의 RF 특성이 나빠지는 단점을 가진다. Since the semiconductor switch method is a switching using a transistor or a pn junction rather than switching due to a short circuit and connection of a signal line, RF characteristics such as high insertion loss and low isolation at a high frequency are deteriorated.

특히, 단일 스위칭 셀을 여러 개 배열하여 형성하는 단일 입력 다 분배 (single-pole-multi-throughput) 방식의 반도체 스위치는 고주파의 단위 셀간의 간섭에 의한 신호 왜곡이 쉽게 되므로 RF 기기의 사용에는 적합하지 않다. In particular, the single-pole-multi-throughput semiconductor switch formed by arranging multiple single switching cells is not suitable for the use of RF equipment because signal distortion due to interference between high frequency unit cells is easy. not.

미세기전시스템을 이용하여 반도체 스위치를 대용하려는 연구가 미국특허 US5,619,061을 시작으로 하여 수많은 연구 기관 및 연구자들에 수행되고 있다. Research into substituting semiconductor switches using micromechanical systems has been conducted in numerous research institutes and researchers, starting with US Pat. No. 5,619,061.

이 결과물인 RF MEMS 스위치는, MEMS 구조물(구동기)이 움직이면서 신호전극 에 접촉되는 것에 의해 신호를 스위칭 해주고, 신호전극으로부터 구조물이 이격되는 것에 의해 신호의 전달을 차단하도록 구현된다. The resulting RF MEMS switch is implemented to switch the signal by contacting the signal electrode as the MEMS structure (driver) moves and to block the transmission of the signal by being spaced apart from the signal electrode.

상기의 구동기의 작동 메커니즘은 거의 대부분이 정전력을 이용하고 있는데, 이는 정전력을 이용하는 것이 특별한 재료를 요구하지 않아 이론상 가장 작게 만들 수 있으며, 작동 속도가 빨라 응용 분야가 넓기 때문이다. Almost all of the operating mechanisms of the above-mentioned actuators use constant power, because the use of constant power does not require any special material, so it can be made the smallest in theory and has a wide range of applications due to its high operating speed.

도 1의 종래의 정전력 구동 RF MEMS 스위치는 탄성복원력을 가지는 빔(4)과 일체로 형성된 상부전극(3)과, 상기 상부전극(3) 아래로 소정의 간격을 두어 설치되고 접지면(6)을 가지는 하부전극(5)과, 상기 빔(4)의 접촉에 의해 단속되도록 약간의 거리를 두고 형성된 입력단(1) 및 출력단(2)을 포함한다. The conventional electrostatic force driven RF MEMS switch of FIG. 1 is provided with an upper electrode 3 integrally formed with a beam 4 having elastic restoring force, a predetermined distance below the upper electrode 3, and a ground plane 6. And an input terminal 1 and an output terminal 2 formed at a slight distance so as to be interrupted by the contact of the beam 4 with the lower electrode 5 having a).

따라서, 상기 상부전극(3)과 하부전극(4) 사이에 전압을 걸어 정전력을 발생시켜 상기 빔(4)이 작동하여 상기 입력단(1) 및 출력단(2)을 전기적으로 연결해서 스위치는 온이 된다. 그러므로, 평상상태, 즉 상부전극(3)과 하부전극(4) 사이에 전압이 걸리지 않은 상태에서는 스위치가 오프된다.Accordingly, a voltage is applied between the upper electrode 3 and the lower electrode 4 to generate a constant electric power so that the beam 4 operates to electrically connect the input terminal 1 and the output terminal 2 so that the switch is turned on. Becomes Therefore, the switch is turned off in the normal state, that is, in a state where no voltage is applied between the upper electrode 3 and the lower electrode 4.

이와 같은 RF MEMS 스위치는 기존의 반도체 기술을 이용한 FET 또는 PIN 전기 스위치 (electrical switch)에 비하여 스위치 온(ON)시 낮은 삽입 손실과, 스위치 오프(OFF)시 높은 감쇄특성을 나타내며, 스위치구동전력 또한 반도체 스위치에 비하여 상당히 적고, 적은 공간에 따른 고집적화가 가능하다는 장점을 갖는다. The RF MEMS switch exhibits a low insertion loss at the time of switching on and a high attenuation at the time of switching off, compared to a FET or a PIN electrical switch using a conventional semiconductor technology. It is considerably less than the semiconductor switch, and has the advantage that high integration is possible according to a small space.

또한, 적용 주파수 범위도 대략 70GHz까지 적용할 수 있어 고주파 통신에 적합한 소자로서 각광받고 있다.In addition, the applicable frequency range can be applied up to approximately 70 GHz, which has attracted much attention as a device suitable for high frequency communication.

그러나, 이러한 정전력을 이용한 알에프 마이크로 스위칭 구동 방식은 재현 성을 갖는 스위칭 시스템을 구현하기 위해서는 최소 10 볼트 이상 많게는 100볼트 가량의 매우 높은 전압을 요구한다. 이는 공정에 대한 신뢰성을 높이기 위해 정전력을 일으키는 상부 전극과 하부 전극의 간격을 충분히 두기 때문이다. However, the RF micro-switching driving method using the constant power requires a very high voltage of at least 10 volts and as high as 100 volts to realize a reproducible switching system. This is because there is enough space between the upper electrode and the lower electrode to generate an electrostatic force in order to increase the reliability of the process.

이렇게 큰 전압은 스위치의 유전체 부분에 전하를 축척시키는 문제점과, 금속의 접촉 부분에 강한 충격을 일으켜 표면을 마모시키는 문제점을 일으켜 신뢰성을 크게 저하시킬 수 있으며, 이동 통신 기기 시스템의 전반적인 신뢰성을 저하시킬수 있는 원인이 될 수 있다.Such a large voltage can cause a problem of accumulating charge in the dielectric part of the switch, a strong impact on the metal contact part, and abrasion of the surface, which can greatly reduce the reliability and reduce the overall reliability of the mobile communication device system. It can be a cause.

미세기전 시스템을 이용한 마이크로 스위치의 저전압 구동과 관련된 연구 방향으로는 크게 네 가지로 압축할 수 있다. Four research directions related to low-voltage driving of microswitches using micromechanical systems can be compressed.

첫째, 구조물 자체를 유연하게 하여 즉 용수철 상수를 낮추어 구동 부분의 작동을 용이하게 하는 정전압 방식이 있다. 이 경우 구조체의 안정성이 떨어지며 용수철 상수를 낮추기 위하여 신호 경로를 길게 하므로 저항 및 인덕턴스가 증가하여 신호 지연 시간이 증가할 수 있다. First, there is a constant voltage method that makes the structure itself flexible, that is, lowers the spring constant to facilitate the operation of the driving part. In this case, the stability of the structure decreases and the signal path is increased to lower the spring constant, which increases the resistance and inductance, thereby increasing the signal delay time.

둘째, 정자기력 구동 방식을 이용한 마이크로 스위치가 있다. 정자기력 방식은 자성을 갖는 물질로 구동부를 만들어 작동시키는 방식으로 저전압 구동 스위치 제조가 용이하나, 전력 소모가 매우 커서 배터리 유지 시간을 짧게 한다는 단점을 가지고 있다. Second, there is a micro switch using a static magnetic force driving method. The magneto-optic method is a method of making a drive part made of a magnetic material to operate the low voltage drive switch, but has a disadvantage in that the power consumption is very large and the battery holding time is shortened.

셋째, 열 구동 방식을 이용한 마이크로 스위치가 있는데, 이는 구동부의 구동을 위하여 긴 시간이 필요하다는 단점을 가지고 있다. Third, there is a micro switch using a thermal drive method, which has a disadvantage of requiring a long time for driving the drive unit.

넷째가 압전 방식을 이용한 마이크로 스위치이다. The fourth is a micro switch using a piezoelectric method.

도 2는 압전력만을 이용한 마이크로 시스템 스위치의 구동 원리를 나타낸 도면인데, 압전 커패시터에 전압이 인가되었을 경우(V1=0, V2>0) 압전 박막이 수축 또는 팽창을 하면서 지지층의 제약에 의해 휨 현상을 나타나 스위칭을 하는 원리이다. FIG. 2 is a view illustrating a driving principle of a micro system switch using only piezoelectric power. When voltage is applied to the piezoelectric capacitor (V1 = 0, V2> 0), the piezoelectric thin film contracts or expands and is warped due to the limitation of the support layer. Is the principle of switching.

압전력을 이용한 RF 마이크로 스위치는 저전압, 저전력 소모 구동이 가능하며 이론적으로 가장 빠른 스위칭 동작 시간을 갖는다. 또한, 적절한 전극을 사용하였을 경우 압전 구동부의 구동 횟수도 거의 무한대로 가져갈 수 있다는 장점을 갖는다. Piezoelectric RF microswitches are capable of driving low voltage, low power consumption and have the fastest switching operating time in theory. In addition, when the appropriate electrode is used, the number of driving of the piezoelectric driver may also be almost infinite.

하지만, 압전력을 이용할 경우 정전력에 비해 스위칭 속도가 낮으며 기계적 설계가 쉽지 않고, 재료 및 공정 제약이 따른다는 단점을 가지고 있다. However, when the piezoelectric power is used, the switching speed is lower than that of the electrostatic power, and mechanical design is not easy, and material and process constraints are used.

따라서, 압전력만을 이용하여 RF 마이크로 스위치를 구현할 경우 평소에 적절한 유격을 유지하여 높은 격리도를 가지며, 저전압에 구동하여 높은 접촉력을 가져 낮은 삽입 손실을 갖고, 빠른 스위칭 속도의 모든 장점을 갖춘 스위치를 구현하는 것은 쉽지 않다.Therefore, when implementing RF microswitch using only piezoelectric power, it has high isolation and maintains proper clearance in normal times, and has low insertion loss due to high contact force by driving at low voltage, and realizes a switch having all advantages of fast switching speed. It is not easy to do.

종래의 미세기전시스템 마이크로 스위치의 패키징에서의 외부 패드 연결 방식은 내부 소자의 신호 전극과 패키징 연결 부위의 패드 전극을 평면에서 연결하는 방식을 많이 채택하고 있다. The conventional external pad connection method in the packaging of the micro-mechanical system micro switch adopts a method of connecting the signal electrode of the internal element and the pad electrode of the packaging connection part in a plane.

이는 패드 전극을 연결하는 부분에 별도의 공간이 필요하므로 전체적으로 패키징된 소자의 면적이 증가하는 단점을 가지고 있다. 이는 기존 미세기전시스템 마이크로 스위치가 군사용 목적으로 개발되어서 소자 면적에 큰 제한이 없기 때문이 다. This requires a separate space at the portion connecting the pad electrode has the disadvantage of increasing the area of the packaged device as a whole. This is because existing micromechanical system microswitches are developed for military purposes, so there is no big limitation on device area.

이동 통신 단말기 적용에 있어서는 단말기 자체의 다 기능화 (통화 기능, 디지털 카메라 모듈 기능, 개인 정보 관리 시스템 기능, 및 MP3 플레이어 기능 등) 로 인하여 소자의 소형화가 절실히 요구되므로 이러한 형태의 패키징 방식은 적합하지 않다. This type of packaging method is not suitable for the mobile communication terminal because the miniaturization of the device is urgently required due to the multifunctionalization of the terminal itself (call function, digital camera module function, personal information management system function, and MP3 player function, etc.). .

본 발명의 목적은, 상기의 반도체 스위치의 고주파에서 갖는 높은 삽입 손실 및 낮은 격리도의 문제점을 해결할 수 있도록 압전력 구동 미세기전시스템 스위치의 저전압 구동 및 정전력 구동 미세기전시스템 스위치의 빠른 스위칭 속도의 장점을 결합하고, 이들 구동 방식을 결합한 RF MEMS 스위치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide the advantages of the low voltage driving and the fast switching speed of a constant power driving micromechanical system switch of a piezoelectric power driving microvoltaic system switch to solve the problems of high insertion loss and low isolation at high frequency of the semiconductor switch. The present invention provides an RF MEMS switch combining these driving schemes.

본 발명의 다른 목적은 단일 입력 단일 출력 마이크로 스위치를 적절하게 배열하여 우수한 특성을 갖는 단일 입력 다 방향 분배 (single pole multithroughput) RF MEMS 스위치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a single input single pole multithroughput RF MEMS switch having superior characteristics by properly arranging a single input single output micro switch.

본 발명의 또 다른 목적은, 웨이퍼 단위의 패키지 기술을 적용하여 최대한 적은 면적을 갖는 고신뢰성의 패키지 마이크로 스위치 소자를 제공함에 있다.
It is still another object of the present invention to provide a highly reliable packaged micro switch device having the smallest area possible by applying a wafer-based package technology.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하판; 상기 하판의 상면과 소정의 갭을 가지도록 형성되고 일측단부에 정전구동금속판이 설치되는 정전캔틸레버; 상 기 정전캔틸레버와 회전빔에 의해 일체로 연결되고, 일측단부에 유전층이 적층된 스위칭금속판이 설치되며, 상기 회전빔과 상기 스위칭금속판 사이에 압전커패시터가 설치되는 압전캔틸레버; 상기 유전층 및 상기 스위칭금속판과 소정의 갭을 가지도록 상기 하판과 접합되는 상판; 상기 상판의 하면에 형성되며, 상기 스위칭금속판과 접촉되는 신호선; 상기 상판의 하면에 형성되며, 개회로를 형성하는 신호선; 및 상기 상판의 하면에 형성되며, 전압이 인가된 경우 상기 정전구동금속판과 정전기에 의한 인력을 발생시키는 전압구동선을 포함하는 RF MEMS 스위치이다.The present invention for achieving the above object, the lower plate; An electrostatic cantilever formed to have a predetermined gap with an upper surface of the lower plate and provided with an electrostatic driving metal plate at one end; A piezoelectric cantilever, which is integrally connected by the electrostatic cantilever and the rotating beam, and has a switching metal plate having a dielectric layer laminated on one end thereof, and a piezoelectric capacitor is installed between the rotating beam and the switching metal plate; An upper plate bonded to the lower plate to have a predetermined gap with the dielectric layer and the switching metal plate; A signal line formed on a lower surface of the upper plate and in contact with the switching metal plate; A signal line formed on a lower surface of the upper plate and forming an open circuit; And a voltage driving line formed on a lower surface of the upper plate and generating a attraction force by the electrostatic driving metal plate and static electricity when a voltage is applied.

상기에서 스위치의 오프상태는 하판의 스위칭금속판과 상판의 신호선이 분리된 상태 또는 접촉된 상태인 것을 특징으로 한다.The off state of the switch is characterized in that the switching metal plate of the lower plate and the signal line of the upper plate is separated or contacted.

또, 상기에서 스위치의 오프상태가 하판의 스위칭금속판과 상판의 신호선이 접촉된 상태인 경우, 신호선은 입력단과 출력단이 단락되지 않고 연결되어 형성되며, 상기 입력단은 상기 스위칭금속판을 통하여 하판의 접지선과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, when the switch is in the off state when the switching metal plate of the lower plate and the signal line of the upper plate is in contact with each other, the signal line is connected to the input terminal and the output terminal without being short-circuited, and the input terminal is connected to the ground wire of the lower plate through the switching metal plate. It is characterized in that it is electrically connected.

또한, 상기에서 스위칭금속판의 상부에 유전층이 도포된 것을 한다.In addition, the dielectric layer is applied to the upper portion of the switching metal plate in the above.

또, 상기 스위칭금속판 및 정전구동금속판은 이리듐, 루비듐, 루데늄, 몰리브데늄, 텅스텐의 단일금속으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the switching metal plate and the electrostatic driving metal plate is characterized in that formed of a single metal of iridium, rubidium, rudenium, molybdenum, tungsten.

또한, 상기 상판과 상기 하판은 웨이퍼 단위로 접합하여 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper plate and the lower plate is characterized in that formed by bonding in units of wafers.

상기 회전빔을 지지하도록 하판에 형성된 지지층은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물의 순서로 증착되어 형성된 것을 특징으로 한다.The support layer formed on the lower plate to support the rotating beam is characterized in that formed by depositing in the order of silicon oxide, silicon nitride.

이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and drawings.

본 발명의 제1특징에 의하면, 본 발명의 RF MEMS 스위치는 압전커패시터와 스위칭금속판을 포함하는 압전캔틸레버와 스위치 오프 상태에서 유격을 유지시켜주는 정전캔틸레버를 포함하며, 이들을 연결해주는 회전빔으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. According to a first aspect of the present invention, the RF MEMS switch of the present invention includes a piezoelectric cantilever including a piezoelectric capacitor and a switching metal plate, and an electrostatic cantilever for maintaining a clearance in a switched-off state, and is composed of a rotating beam connecting them. It is characterized by being.

본 발명의 제2특징에 의하면, 본 발명의 RF MEMS 스위치는 압전 및 정전캔틸레버를 포함하는 하판과, 비아홀 및 연결패드 등을 포함하는 상판을 웨이퍼 단위로 접합하여 형성하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, the RF MEMS switch of the present invention is characterized in that the lower plate including the piezoelectric and electrostatic cantilever and the upper plate including the via hole, the connection pad, and the like are bonded to each other on a wafer basis.

본 발명의 제3특징에 의하면, 상기 제1특징과 같이 형성된 마이크로 스위치를 하나의 단위 구조로 하여 상판 패드 또는 중앙판 내에서 연결하여 단일 입력 다 방향 분배(sinlge pole multi throughput) 마이크로 스위치 모듈을 구성하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, a single input multi-directional distributed micro switch module is constructed by connecting a micro switch formed as in the first aspect as a unit structure in a top pad or a middle plate. Characterized in that.

본 발명의 제4특징에 의하면, 상기 제1특징과 같이 형성된 마이크로 스위치의 하판의 스위칭금속판 또는 정전구동금속판은 물질을 기계적 강도가 우수하고, 반응성이 낮으며, 비저항이 비교적 낮은 Ir (Iridium), Ru (ruthenium), Mo (Molybdenum), 및 W (Tungsten) 등의 단일 금속으로 하는 것을 특징으로 한다.According to the fourth aspect of the present invention, the switching metal plate or the electrostatically driven metal plate of the lower plate of the micro switch formed as the first feature is made of Ir (Iridium) having excellent mechanical strength, low reactivity and relatively low resistivity, It is characterized by using a single metal such as Ru (ruthenium), Mo (Molybdenum), and W (Tungsten).

본 발명의 제5특징에 따르면, 상기 압전 및 정전캔틸레버의 완화를 위하여 실리콘을 XeF2에 의해서 식각하는 것을 특징으로 하며, XeF2에 의해 식각되는 실리 콘 질화물의 식각을 보호하기 위하여 지지층을 실리콘 산화물/실리콘 질화물의 순서로 증착하는 것을 특징으로 한다. According to a fifth aspect of the present invention, silicon is etched by XeF 2 to alleviate the piezoelectric and electrostatic cantilever, and the support layer is silicon oxide to protect the etch of silicon nitride etched by XeF 2 . It is characterized by depositing in the order of silicon nitride.

도 3은 본 발명의 실시예1에서 제안된 저항형 압전 구동 방식의 RF 마이크로 스위치의의 단위 구조를 개략적으로 도시한 사시도로써, 단일 입력 단일 분배 (SPST, single pole single throw) 형태의 마이크로 스위치를 개략적으로 나타내고 있다.FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating a unit structure of the resistive piezoelectric drive type RF micro switch proposed in Embodiment 1 of the present invention, and illustrates a micro switch having a single pole single throw (SPST) type. It is shown schematically.

또, 도 4는 상기 도 3의 단면도로써, 각 구성요소간 상호 위치를 파악이 용이하도록 도시하고 있다.4 is a cross-sectional view of FIG. 3, and shows the position of each component to facilitate grasping.

상기의 마이크로 스위치는 외부와의 도선 연결 및 스위칭이 일어나는 상판(200)과, 신호의 연결 및 단락 등의 실질적인 스위칭 동작이 이루어지는 하판(100)으로 이루어져 있다. The micro switch is composed of an upper plate 200 through which wire connection and switching with respect to the outside are performed, and a lower plate 100 through which a substantial switching operation such as signal connection and short circuit is performed.

상기 하판(100)은 실리콘 산화물층인 기판층(101) 위에 스위칭 온(on) 동작을 구동하는 압전커패시터(140)와, 스위칭 온 동작시 상기 상판(200)의 접지선을 전기적으로 연결시키는 스위칭금속판(121)과, 스위칭 오프(off) 동작을 구동하는 정전구동금속판(120)과, 상기 압전커패시터(140) 및 스위칭금속판(121)이 설치되는 압전캔틸레버(111)와, 상기 정전구동금속판(120)이 설치되는 정전캔틸레버(110)와, 상기 압접캔틸레버(111)와 상기 정전캔틸레버(110)를 상호 회전가능도록 연결하는 회전빔(130)을 포함한다.The lower plate 100 is a piezoelectric capacitor 140 for driving a switching on operation on the substrate layer 101, which is a silicon oxide layer, and a switching metal plate electrically connecting the ground line of the upper plate 200 during the switching on operation. And a piezoelectric cantilever 111 on which the piezoelectric capacitor 140 and the switching metal plate 121 are installed, and the electrostatically driven metal plate 120. The electrostatic cantilever 110 is installed, and the rotary beam 130 for connecting the pressure contact cantilever 111 and the electrostatic cantilever 110 to be rotatable with each other.

상기 하판(100)의 회전빔(130)은 그 단면적을 두껍게 할 경우는 정전캔틸레버(110)에 의한 회전력이 압전캔틸레버(111)에 충분히 전달되지 않는 단점이 있으 며, 회전빔(130)을 얇게 할 경우는 기계적 강도가 약해서 파손(fracture)등의 위험이 있다.The rotating beam 130 of the lower plate 100 has a disadvantage in that the rotational force by the electrostatic cantilever 110 is not sufficiently transmitted to the piezoelectric cantilever 111 when the cross-sectional area thereof is thickened, and the rotating beam 130 is thinned. In this case, the mechanical strength is weak and there is a risk of fracture.

그리고, 상기 압전캔틸레버(111)와 정전캔틸레버(110)는 회전빔(130)에 의해 상기 상판(100)의 상면에서 소정의 거리만큼 갭을 가지며, 상기 회전빔(130)은 지지층(102)에 의해 지지된다.In addition, the piezoelectric cantilever 111 and the electrostatic cantilever 110 have a gap from the upper surface of the upper plate 100 by a predetermined distance by the rotation beam 130, and the rotation beam 130 is formed on the support layer 102. Is supported by.

상기 지지층(102)은 밑에서부터 100nm 이하의 얇은 실리콘 산화물 및 약 1mm 내외의 실리콘 질화물층이다. 이는 실리콘 질화물의 좋은 기계적 강도와 실리콘 질화물이 공정상에서 식각되는 것을 막기 위해 실리콘 질화물 하단에 얇게 실리콘 산화물을 형성시켰다.The support layer 102 is a thin silicon oxide of about 100 nm or less and a silicon nitride layer of about 1 mm from the bottom. This formed a thin silicon oxide on the bottom of the silicon nitride to prevent good mechanical strength and silicon nitride from being etched in the process.

또한, 상기 정전구동금속판(120)의 상측에는 유전체(122)가 형성되어, 상기 상판(200)의 작동전압선(210)과 상기 하판(100)의 상기 정전구동금속판(120)이 상호 직접 접촉하는 것을 막는다.In addition, a dielectric 122 is formed on an upper side of the electrostatically driven metal plate 120, so that the operating voltage line 210 of the upper plate 200 and the electrostatically driven metal plate 120 of the lower plate 100 directly contact each other. To prevent

상기 상판(200)은 외부와의 도선 연결을 비아홀(via hole, 211,222,223) 및 연결패드(212,224,225)를 포함하고 있으며, 상기 하판(100)과의 웨이퍼 단위 연결을 위한 접지몰드(103,202)인 금/주석 합금층이 아랫 부분에 있으며, 연결시 금/주석 합금 성분이 주변으로의 확산 퍼짐을 막기 위하여 티타늄, 크롬, 또는 질화 알류미늄(AlN) 층으로 주위를 둘러 싼다.The upper plate 200 includes a via hole (211, 222, 223) and a connection pad (212, 224, 225) for connecting the wires to the outside, the ground mold (103, 202) for connecting the wafer to the lower plate 100, gold / The tin alloy layer is at the bottom and is surrounded by a titanium, chromium, or aluminum nitride (AlN) layer to prevent the diffusion of gold / tin alloy components into the surroundings upon connection.

또한, 신호선(221) 및 접지선(220) 그리고 상기 정전캔틸레버(110) 동작을 위한 작동전압선(210)이 지나가고 있으며, 이들은 각각 상기의 비아홀(via hole, 211,222,223) 및 연결패드(212,224,225)를 통해 외부의 도선과 연결된다.In addition, a signal line 221, a ground line 220, and an operating voltage line 210 for operating the electrostatic cantilever 110 are passing through the via holes 211, 222, 223 and the connection pads 212, 224, 225, respectively. Is connected to the lead wire.

상기 신호선(221) 및 접지선(220)은 RF 신호의 CPW(coplanar wave guide) 전달을 위하여, 접지선(221)을 중심으로 신호선(220) 양측으로 평행하게 위치한다.The signal line 221 and the ground line 220 are disposed in parallel to both sides of the signal line 220 with respect to the ground line 221 to transmit a coplanar wave guide (CPW) of the RF signal.

또한, 상기 작동전압선(210)은 스위칭 오프시 하판(100)의 스위칭금속판(121)과 상기 상판(200)의 신호선(221)과의 큰 유격을 위하여, 직류 전원을 가해 정전캔틸레버(110)를 구동하기 위하여 상판의 하부에 설치된다.In addition, the operating voltage line 210 is applied to the electrostatic cantilever 110 by applying a DC power supply for a large gap between the switching metal plate 121 of the lower plate 100 and the signal line 221 of the upper plate 200 when switching off. It is installed in the lower part of the top plate to drive.

상기 상판(200)은 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic, 저온 소결 세라믹)으로 구성될 수 있으며, 이 경우 LTCC 기판 내부에는 코일 또는 축전지를 포함할 수 있으며 또한 이들로 이루어진 필터도 포함할 수 있는데 이들을 조합할 경우 여러 기능을 갖는 RF 마이크로 소자를 구현할 수 있다.The upper plate 200 may be formed of a low temperature co-fired ceramic (LTCC), in which case, the LTCC substrate may include a coil or a storage battery, and may also include a filter made of them. When combined, RF microdevices with multiple functions can be implemented.

또한, 상기 상판(200)의 내부에 여러 소자를 포함할 필요 없이 RF 마이크로 스위치로만 사용될 경우는 LTCC 기판을 실리콘 기판으로 대체하여 비아홀을 만들어 사용할 수 있다.In addition, when only the RF micro switch is used without the need to include various elements inside the upper plate 200, the LTCC substrate may be replaced with a silicon substrate to form a via hole.

도 5는 본 발명의 실시예1에 의한 마이크로 스위치의 스위칭이 일어나는 부분을 구체적으로 나타낸 평면도로써, 왼쪽은 오프상태 오른쪽은 온상태이다. 도 5에서 검은 색 점선원은 접촉부분을 나타내고, 빨간 색 화살표는 전류의 이동태양을 나타낸다.FIG. 5 is a plan view showing in detail a part of the switching of the micro switch according to the first embodiment of the present invention. The left side is in an off state and the right side is in an on state. In FIG. 5, the black dotted circle represents the contact portion, and the red arrow represents the moving mode of the current.

상기 압전캔틸레버(111)는 압전커패시터(140)에 전압을 인가시켜, 즉 압전체의 상부 전극에 + 직류 전원을 공급하여 구동하게 하며, 하부 전원은 접지되어야 한다. 반면, 정전캔틸레버(110)는 상판(200)의 상기 작동전압선(210)에 + 직류 전원을 가하여 구동하게 하며, 이때 정전캔틸레버(111) 위에 정전구동금속판(120)은 접지되어야 한다. The piezoelectric cantilever 111 applies a voltage to the piezoelectric capacitor 140, that is, supplies + DC power to the upper electrode of the piezoelectric body to be driven, and the lower power must be grounded. On the other hand, the electrostatic cantilever 110 is driven by applying a + DC power to the operating voltage line 210 of the upper plate 200, wherein the electrostatically driven metal plate 120 must be grounded on the electrostatic cantilever 111.

이 구조의 스위치에서는, 전류가 흐르지 않는 상태에서는 상기 상판(200)의 신호선(221)이 전기적으로 끊어져 있으며, 압전커패시터(140)에 전기가 공급되면 압전캔틸레버(111)가 상향으로 회전하고, 상기 압전캔틸레버(111)의 단부에 형성된 스위칭금속판(121)이 상기 상판(200)의 신호선(221)을 연결시켜 마이크로 스위치는 온상태가 된다.In the switch of this structure, the signal line 221 of the upper plate 200 is electrically disconnected in the state where no current flows. When the electricity is supplied to the piezoelectric capacitor 140, the piezoelectric cantilever 111 rotates upward. The switching metal plate 121 formed at the end of the piezoelectric cantilever 111 connects the signal line 221 of the upper plate 200 so that the micro switch is turned on.

그리고, 스위치를 오프시킬 경우, 상기 압전커패시터(140)에 전기가 차단되면 압전캔틸레버(111)가 원상태로 복원되나, 이를 보강하기 위해 상기 작동전압선(210)에 전기를 공급하면, 상기 정전구동금속판(120)과 상기 작동전압선(210) 사이에 정전기적 인력이 발생하여 정전캔틸레버(110)를 상향으로 회전시키고, 회전빔(130)에 의해 상기 정전캔틸레버(110) 힌지연결된 상기 압전캔틸레버(111)의 하향복원이 더욱 확실해진다.When the switch is turned off, when the electricity is cut off to the piezoelectric capacitor 140, the piezoelectric cantilever 111 is restored to its original state. However, when electricity is supplied to the operating voltage line 210 to reinforce this, the electrostatic driving metal plate Electrostatic attraction occurs between the 120 and the operating voltage line 210 to rotate the electrostatic cantilever 110 upwards, the piezoelectric cantilever 111 hinged by the electrostatic cantilever 110 by a rotating beam 130 Down-conversion is more certain.

따라서, 오프 상태에서는 정전캔틸레버(110) 쪽이 구동하여 압전캔틸레버(111)가 내려가므로 큰 유격을 얻어 높은 격리도를 얻을 수 있으며, On 상태에서는 압전캔틸레버(111) 쪽이 구동하여 스위칭금속판(121)이 위로 올라와서 끊어진 신호선(221)을 이어준다.Therefore, in the off state, the electrostatic cantilever 110 is driven and the piezoelectric cantilever 111 is lowered to obtain a large clearance so that a high isolation can be obtained. In the on state, the piezoelectric cantilever 111 is driven to switch the metal plate 121. It comes up above and connects the broken signal line 221.

이 때, 스위칭금속판(121)이 상기 접지선(220)과 연결되어 있지 않아 있으므로 직렬 직류 (series & DC contact) 스위칭이 일어난다. At this time, since the switching metal plate 121 is not connected to the ground line 220, series direct current (series & DC contact) switching occurs.

도 6은 도 5와 다른 실시예2로서, 상판(200)의 신호선(220)이 단락되지 않고 연결되어 있으며, 스위칭금속판(121)이 노출되어 있는 구조의 병렬 직류(shunt & DC contact) 스위칭의 원리를 도식한 도면이다. 도 6에서 왼쪽은 오프상태 오른쪽은 온상태이고, 검은 색 점선원은 접촉부분을 나타내고, 빨간 색 화살표는 전류의 이동태양을 나타낸다.FIG. 6 is a second embodiment different from FIG. 5, in which the signal line 220 of the upper plate 200 is connected without being short-circuited and the switching metal plate 121 is exposed. This is a diagram illustrating the principle. In FIG. 6, the left side is in an off state, the right side is in an on state, a black dotted circle indicates a contact portion, and a red arrow indicates a moving mode of current.

오프상태에서 압전커패시터(140)에 전압을 인가시켜, 압전체의 상부 전극에 + 직류 전원을 공급하여 압전캔틸레버(111)를 구동하게 하며, 하부 전원은 접지되어야 한다. In the off state, a voltage is applied to the piezoelectric capacitor 140 to supply + DC power to the upper electrode of the piezoelectric member to drive the piezoelectric cantilever 111, and the lower power source must be grounded.

이 때는 오프상태에서 압전캔틸레버(111)가 구동하여 신호선(221)에 닿아서 임피던스 매칭을 깨뜨리므로 상기 신호선(221)의 입력단으로 들어온 신호가 반사되거나 상기 스위칭금속판(121)과 연결된 접지선을 따라 빠진다. At this time, in the off state, the piezoelectric cantilever 111 is driven to reach the signal line 221 to break the impedance matching, so that the signal coming into the input terminal of the signal line 221 is reflected or falls along the ground line connected to the switching metal plate 121. .

역시 여기에서도 온 상태에서는 상기 작동전압선(210)에 전기가 공급되어 상기 정전캔틸레버(110)가 구동하여 상기 압전캔틸레버(111)를 밑으로 내려 놓는다. In the on state, too, electricity is supplied to the operation voltage line 210 so that the electrostatic cantilever 110 is driven to lower the piezoelectric cantilever 111.

따라서, 정전캔틸레버(110)는 상판(200)의 상기 작동전압선(210)에 + 직류 전원을 가하여 구동하게 하며, 이 때 정전캔틸레버(111) 위에 정전구동금속판(120)은 접지되어야 한다. Therefore, the electrostatic cantilever 110 is driven by applying + DC power to the operating voltage line 210 of the upper plate 200, and the electrostatically driven metal plate 120 must be grounded on the electrostatic cantilever 111.

도 7은 또 다른 실시예3에 의하여, 직렬 정전형(series capacitive type) 스위칭을 도식한 도면으로써, 왼쪽은 오프상태 오른쪽은 온상태이다. 도 7에서 검은 색 점선원은 접촉부분을 나타내고, 빨간 색 화살표는 전류의 이동태양을 나타낸다.FIG. 7 is a diagram illustrating series capacitive switching according to a third embodiment, in which the left side is in an off state and the right side is in an on state. In FIG. 7, the black dotted circle represents the contact portion, and the red arrow represents the moving aspect of the current.

상기 스위칭금속판(121)의 상면에 유전체(122)가 도포되어 있고, 신호선(221)이 연결되어 있지 않다.The dielectric 122 is coated on the upper surface of the switching metal plate 121, and the signal line 221 is not connected.

이 때, 온 상태는 끊어진 신호선(221)과 상기 스위칭금속판(121) 위에 유전 체(122)가 형성하는 커패시터에 의한 커플링에 의해서 이루어진다. At this time, the on state is achieved by coupling the broken signal line 221 and the capacitor formed by the dielectric material 122 on the switching metal plate 121.

따라서, 이 경우는 상기 스위칭금속판(121)의 위에서 형성되는 커패시터는 정전용량 즉 커패시턴스가 클수록 낮은 삽입 손실을 얻을 수 있다. Therefore, in this case, the capacitor formed on the switching metal plate 121 may obtain a lower insertion loss as the capacitance, that is, the capacitance is larger.

그리고, 오프 상태는 실시예2와 동일하게, 상기 작동전압선(210)에 전기가 공급되어 상기 정전캔틸레버(110)가 구동하여 상기 압전캔틸레버(111)를 밑으로 내려 놓는다. In the off state, similarly to the second embodiment, electricity is supplied to the operating voltage line 210 to drive the electrostatic cantilever 110 to lower the piezoelectric cantilever 111 down.

따라서, 정전캔틸레버(110)는 상판(200)의 상기 작동전압선(210)에 + 직류 전원을 가하여 구동하게 하며, 이 때 정전캔틸레버(111) 위에 정전구동금속판(120)은 접지되어야 한다. Therefore, the electrostatic cantilever 110 is driven by applying + DC power to the operating voltage line 210 of the upper plate 200, and the electrostatically driven metal plate 120 must be grounded on the electrostatic cantilever 111.

도 8은 또 다른 실시예4에 의하여, 병렬 정전형 스위칭(shunt capacitive type)의 원리를 개략적으로 도식한 도면으로써, 왼쪽은 오프상태 오른쪽은 온상태이다. 도 8에서 검은 색 점선원은 접촉부분을 나타내고, 빨간 색 화살표는 전류의 이동태양을 나타낸다.FIG. 8 schematically illustrates the principle of parallel capacitive type according to a fourth embodiment, in which the left side is in an off state and the right side is in an on state. In FIG. 8, the black dotted circle indicates the contact portion, and the red arrow indicates the moving mode of the current.

상판의 신호선(221)이 연결되어 있으며, 하판(100)의 상기 스위칭금속판(121)의 위에 유전층(122)이 덮혀져 있는 구조이다. The signal line 221 of the upper plate is connected, and the dielectric layer 122 is covered on the switching metal plate 121 of the lower plate 100.

이 때, 오프 상태는 압전캔틸레버(111)를 구동시켜서 상기 신호선(221)과 상기 압전캔틸레버(111)의 하부 전극과 연결된 스위칭금속판(121) 위에 높은 유전율을 갖는 유전층(122)이 있게 하여 이 쪽으로 신호를 빠지게 형성한다.At this time, the off state drives the piezoelectric cantilever 111 so that the dielectric layer 122 having a high dielectric constant is placed on the switching metal plate 121 connected to the signal line 221 and the lower electrode of the piezoelectric cantilever 111. Form the signal to fall out.

여기에서는 정전캔틸레버(110)에 의해 스위칭금속판(121)과 신호선(221) 사이에 큰 유격을 가질 수 있으므로 스위칭금속판(121)과 신호선(221) 사이에 커패시 턴스의 온(on) 대 오프(off) 비가 아주 커져서 좋은 스위칭 특성을 보일 수 있을 것으로 기대된다. In this case, since the electrostatic cantilever 110 may have a large clearance between the switching metal plate 121 and the signal line 221, the capacitance may be turned on and off between the switching metal plate 121 and the signal line 221. off) The ratio is expected to be so large that good switching characteristics can be achieved.

이상에서와 같이 본 발명은 RF MEMS 스위치의 스위칭의 온/오프가 압전력 및 정전력의 원리에 의해서 이루어지므로, 오프 상태에서 높은 격리도, 온 상태에서의 낮은 삽입손실, 그리고 이동 통신 단말기에 바로 적용 가능한 작동 전압, 및 빠른 스위칭 속도를 얻을 수 있다.  As described above, according to the present invention, the on / off switching of the RF MEMS switch is made by the principle of piezoelectric and electrostatic power, so that the high isolation in the off state, the low insertion loss in the on state, and immediately Applicable operating voltages and fast switching speeds can be obtained.

또한, 본 발명은 RF MEMS 스위치를 상판 및 하판의 웨이퍼 단위 패키징으로 모든 패키징 공정을 마칠 수 있으며, 이를 소자의 칩 크기에 맞게 자를 경우 바로 소자로 사용할 수 있으므로, 스위치 제작 공정 후 들어가는 비용을 절감하는 효과가 있다. In addition, the present invention can finish all the packaging process by wafer-based packaging of the RF MEMS switch on the top and bottom, and can be used as a device immediately when cut to fit the chip size of the device, reducing the cost to go after the switch manufacturing process It works.

또한, 본 발명은 제시된 미세기전 시스템을 단일입력 다분배(single pole multi throughput) 스위치에 적용하면 고감도의 신호 감도를 얻는 효과를 볼 수 있다. In addition, the present invention can be obtained by applying the proposed micromechanical system to a single pole multi throughput switch to obtain a high sensitivity signal sensitivity.

그리고, 압전력을 이용함으로써, 종래의 정전력 구동 방식의 미세기전 시스템 스위치의 높은 작동 전압을 수 볼트 정도로 낮추어 직류 변압기 없이 일반적인 이동 단말기 소자의 기본 배터리 전압(약 3볼트 내외)을 그대로 사용할 수 있고, 마이크로 스위치 소자의 전력 소모를 최소로 구현하여 이동 단말 기기의 배터리 사용 시간을 최대화할 수 있다.By using the piezoelectric power, the high operating voltage of the micro electromechanical system switch of the conventional constant power driving method is reduced to about several volts, so that the basic battery voltage (about 3 volts or less) of the general mobile terminal element can be used without a DC transformer. In addition, the battery life of the mobile terminal device can be maximized by minimizing the power consumption of the micro switch device.

Claims (7)

하판; Lower plate; 상기 하판의 상면과 소정의 갭을 가지도록 형성되고 일측단부에 정전구동금속판이 설치되는 정전캔틸레버;An electrostatic cantilever formed to have a predetermined gap with an upper surface of the lower plate and provided with an electrostatic driving metal plate at one end; 상기 정전캔틸레버와 회전빔에 의해 일체로 연결되고, 일측단부에 유전층이 적층된 스위칭금속판이 설치되며, 상기 회전빔과 상기 스위칭금속판 사이에 압전커패시터가 설치되는 압전캔틸레버;A piezoelectric cantilever, which is integrally connected by the electrostatic cantilever and the rotating beam, and has a switching metal plate having a dielectric layer laminated on one end thereof, and a piezoelectric capacitor is installed between the rotating beam and the switching metal plate; 상기 유전층 및 상기 스위칭금속판과 소정의 갭을 가지도록 상기 하판과 접합되는 상판;An upper plate bonded to the lower plate to have a predetermined gap with the dielectric layer and the switching metal plate; 상기 상판의 하면에 형성되며, 상기 스위칭금속판과 접촉되는 신호선; A signal line formed on a lower surface of the upper plate and in contact with the switching metal plate; 상기 상판의 하면에 형성되며, 개회로를 형성하는 신호선; 및A signal line formed on a lower surface of the upper plate and forming an open circuit; And 상기 상판의 하면에 형성되며, 전압이 인가된 경우 상기 정전구동금속판과 정전기에 의한 인력을 발생시키는 전압구동선을 포함하는 RF MEMS 스위치.An RF MEMS switch formed on a lower surface of the upper plate and including a voltage driving line which generates an attraction force by the electrostatic driving metal plate and static electricity when a voltage is applied. 제1항에 있어서, 스위치의 오프상태는 하판의 스위칭금속판과 상판의 신호선이 분리된 상태 또는 접촉된 상태인 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The RF MEMS switch according to claim 1, wherein the off state of the switch is a state in which the switching metal plate of the lower plate and the signal line of the upper plate are separated or in contact with each other. 제2항에 있어서, 스위치의 오프상태가 하판의 스위칭금속판과 상판의 신호선이 접촉된 상태인 경우, 신호선은 입력단과 출력단이 단락되지 않고 연결되어 형성 되며, 상기 입력단은 상기 스위칭금속판을 통하여 하판의 접지선과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.3. The method of claim 2, wherein the switch is in the off state when the switching metal plate of the lower plate and the signal line of the upper plate is in contact with each other, the signal line is formed by connecting the input terminal and the output terminal without short-circuiting, the input end of the lower plate through the switching metal plate RF MEMS switch, characterized in that electrically connected to the ground line. 제2항 또는 제3항에 있어서, 스위칭금속판의 상부에 유전층이 도포된 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.4. The RF MEMS switch according to claim 2 or 3, wherein a dielectric layer is applied on top of the switching metal plate. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서, 스위칭금속판 및 정전구동금속판은 이리듐, 루비듐, 루데늄, 몰리브데늄, 텅스텐의 단일금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The RF MEMS switch according to any one of claims 1 to 4, wherein the switching metal plate and the electrostatic driving metal plate are formed of a single metal of iridium, rubidium, rudenium, molybdenum, and tungsten. 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서, 상판과 하판은 웨이퍼 단위로 접합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The RF MEMS switch according to any one of claims 1 to 5, wherein the upper plate and the lower plate are formed by bonding in a wafer unit. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 회전빔을 지지하도록 하판에 형성된 지지층은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물의 순서로 증착되어 형성된 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.The RF MEMS switch according to any one of claims 1 to 6, wherein the support layer formed on the lower plate to support the rotating beam is formed by depositing in the order of silicon oxide and silicon nitride.
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