KR20080012787A - Mems 스위치 및 mems 스위치의 제조 방법 - Google Patents

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KR20080012787A
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도루 와타나베
아키라 사토
쇼고 이나바
다케시 모리
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

MEMS 스위치를 전압 분할 회로에 적용하는 경우, MEMS 스위치의 저항은 낮게 억제되어 있기 때문에, 전압 분할용 외부 부착 저항이 필요하다. 그렇기 때문에 MEMS 스위치 주변의 회로 부품 수는 증대한다. 따라서 칩 면적이 증가하고, 칩 내부에서의 온도 분포의 절대값이 커져, 각 저항간에서의 온도에 분포가 발생하고, 저항이 갖는 온도 계수에 의해 저항값이 상대적으로 변동하여, 전압 분할 회로로부터 얻어지는 전압값의 정밀도가 저하된다는 과제가 있다.
MEMS 스위치의 가동 부분을 전기 저항을 갖는 가동 전기 저항체를 이용한다. 스위치 자체에 저항을 갖게 함으로써 MEMS 스위치에 접속되는 분압용의 저항을 생략할 수 있다. 그로 인해 칩 면적을 소형화하는 것이 가능해지고, 칩 내부에서의 온도 분포의 절대값이 억제되고, 저항이 갖는 온도 계수에 의한 저항값의 상대 변동을 억제한다.

Description

MEMS 스위치 및 MEMS 스위치의 제조 방법{MEMS SWITCH AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은, MEMS 스위치 및 MEMS 스위치의 제조 방법에 관한 것이다.
MEMS(Micro Electro Mechanical System) 스위치는, 반도체 등의 기판을 사용하여 반도체 제조 기술을 이용해 작성된 미소한 구조체로 이루어진 스위치이다. MEMS 스위치에는 기판에 고정된 고정 전극과 캔틸레버 빔이나 이중 지지빔, 다이어프램형 등의 구조를 갖는 가동 전극이 구비되어 있다. MEMS 스위치의 온/오프는 예를 들면 정전기력 등을 이용하여 행해진다.
MEMS 스위치는, 예를 들면 특허문헌 1에 나타나는 바와 같이, MEMS 스위치가 도통 상태로 설정된 경우에 발생하는 전기 저항을 저감하기 위한 가동 전극(특허문헌 1 중에서는 가요성 부재라고 기재되어 있다)에 합금을 이용하는 예가 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2에 나타나는 바와 같이, MEMS 스위치를 무선 주파수 대역의 전환 스위치로서 이용하고, 버랙터 다이오드 등을 이용한 스위치와 비교하여 내부 손실이 적고, 높은 Q값(공진의 첨예도)을 얻기 위한 스위치로서 이용하는 예가 개시되어 있다.
(특허문헌 1) 일본국 특허공표 2005-512830호 공보
(특허문헌 2) 일본국 특허공개 2005-124126호 공보
그렇지만, 전자의 기술을 이용하여 MEMS 스위치를 예를 들면 전압 분할 회로에 적용하는 경우, MEMS 스위치의 저항은 낮게 억제되어 있기 때문에, 전압 분할용으로 외부 부착 저항이 필요하게 된다. 그 때문에 MEMS 스위치 주변의 회로 부품 수는 증대한다. 따라서 칩 면적이 증가하고, 칩 내부에서의 온도차가 커진다. 그러면 전압 분할 회로에 이용되는 각 저항간의 온도차가 커지고, 저항이 갖는 온도 계수에 의해 각 저항간의 저항값의 차가 커져, 전압 분할 회로로부터 얻어지는 전압값의 정밀도가 저하된다는 과제가 있다.
또, 후자의 기술을 이용하여 MEMS 스위치를 무선 주파수 대역에 적용하고, 예를 들면 감쇠기를 구성하는 경우, 전자의 기술의 경우와 마찬가지로 칩 면적이 증가한다. 감쇠기로서 대응할 수 있는 파장은 칩 면적에 의존하는 칩 치수의 대형화에 수반하여 증가하기 때문에, 파장의 역수에 비례하는 대응 주파수가 저하하여, 고주파대에서의 대역이 제한된다는 과제가 있다.
또한, MEMS 스위치를 합금 등의 저저항 재료를 이용하여 형성한 경우, 공진의 첨예도를 나타내는 Q값이 커지기 때문에 약간의 임피던스 부정합에 대해서도 큰 영향이 발생한다. 보다 구체적으로는, MEMS 스위치의 가동 전극이 고정 전극과 접촉한 경우에는, MEMS 스위치의 가동 전극은 쇼트 스터브(short stub)를 형성하고, 가동 전극이 고정 전극과 떨어진 경우에는 오픈 스터브를 형성한다. Q값이 높은 경우에는, 이 쇼트 스터브나 오픈 스터브로부터의 반사가 커져, 고주파대역에서의 동작을 불안정하게 한다는 과제가 있다.
그래서, 본 발명에서는 종래의 이러한 과제를 해결하고, 칩 면적의 증대를 억제함으로써 칩 내부의 온도차를 작게 고정밀도로 동작하고, 또한 면적의 증대를 억제함으로써 높은 주파수로의 적용을 가능하게 하고, 고주파대역에서의 동작을 안정화시키는 MEMS 스위치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치는, 기판의 제1 주면 측에 형성된 고정 전극과, 가동 전기 저항체를 구비하는 MEMS 스위치로서, 상기 가동 전극으로서 가동 전기 저항체를 이용하고, 상기 MEMS 스위치가 도통 상태로 설정되는 경우에는 상기 가동 전기 저항체가 전위를 분배하기 위한 전기 저항으로서 이용되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 가동 전기 저항체를 이용함으로써 전기 저항과 MEMS 스위치와의 일체화가 가능해지고 MEMS 스위치 주변의 회로 부품 수를 감소시킬 수 있다. 그로 인해, MEMS 스위치를 포함하는 회로를 집적하여 소형화할 수 있다. 소형화에 수반하여 기생 용량이나 누설 인덕턴스에 의한 전기적 결합은 억제되므로 MEMS 스위치를 포함하는 회로의 치수에 의존하는 사용 가능 파장을 단축할 수 있는 MEMS 스위치를 제공할 수 있다. 또, 가동 전극에 전기 저항이 부여되어 있기 때문에 가동 전극부에서의 전기적인 공진 현상이 억제되므로 특히 고주파대역에서의 전 달 특성의 혼란을 억제할 수 있다.
또, 종래 기술과 비교하여 보다 작은 면적에서 MEMS 스위치를 설치한 회로를 구성할 수 있기 때문에, 자기 발열 또는 외부로부터 가해진 온도 요란(擾亂)으로 인해 발생하는 회로 내에서의 온도차의 절대값을 종래 기술을 이용한 경우와 비교하여 작게 억제할 수 있다. 그 때문에, MEMS 스위치를 구비한 칩 내의 온도차에 기인하는 전기 저항값의 상대적인 변동을 이 MEMS 스위치를 이용함으로써 억제할 수 있다.
또, MEMS 스위치 총 수를 변경하지 않고 작은 면적에 집적함으로써, MEMS 스위치 수에 의존하여 결정되는 저항값 설정의 분해능을 떨어뜨리지 않고도, 한 장의 반도체 기판으로부터 취해지는 유효 칩 수를 증가시킬 수 있다.
또, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치는, 상기 고정 전극에 접촉하는 상기 가동 전기 저항체에는 상기 가동 전기 저항체의 가동 방향의 법선과 정렬되는 방향으로 띠 형상 또는 칼날 형상의 돌기, 또는 복수의 점접촉형의 돌기가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 띠 형상 또는 칼날 형상의 돌기, 또는 복수의 점접촉형의 돌기를 개재하여 접촉하기 때문에, 흡착력에 유래하는 접촉 면적의 변화에 따른 저항값의 변동을 억제할 수 있다. 또, 종래의 단일의 점접촉형의 MEMS 스위치와 비교하여 접촉 면적을 넓게 취하는 것이 가능해지기 때문에, 접촉 저항이 저감된 MEMS 스위치를 제공할 수 있다.
또, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치는, 상기 MEMS 스 위치에 전기적으로 접속되어 있는 고정 전기 저항체와, 상기 가동 전기 저항체가 동일층을 이용하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 고정 전기 저항체와, 상기 가동 전기 저항체에 동일층을 이용하고 있기 때문에, 고정 전기 저항체 및 가동 전기 저항체의 전기 저항의 변동은 연동하도록 발생한다. 그 때문에, 고정 전기 저항체끼리, 가동 전기 저항체끼리, 및 고정 전기 저항체와 가동 전기 저항체의 전기 저항의 절대값은 변동하더라도 전기 저항의 상대값의 변동은 억제된다. 그로 인해 전기 저항의 상대 정밀도가 높고 분압 정밀도가 높은 회로를 실현할 수 있는 MEMS 스위치를 제공할 수 있다.
또, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치는, 상기 동일층은 폴리 실리콘인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 폴리 실리콘은 도핑량에 따라 저항값을 가변할 수 있기 때문에, 광범위하게 미치는 비저항값을 선택할 수 있다. 그 때문에, 광범위한 저항값을 필요로 하는 회로에 대해 적용할 수 있는 MEMS 스위치를 제공할 수 있다.
또, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치는, 상기 동일층은 폴리 실리콘에 겹쳐 실리사이드를 형성한 층으로 이루어진 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 실리사이드를 형성함으로써 폴리 실리콘 단체(單體)를 이용한 경우와 비교하여, 시트 저항을 저감할 수 있다. 그 때문에, 저저항으로 정합을 취하는 어플리케이션에 대해 가동 전극의 애스펙트 비를 작게 억제하여 용이하게 가공 가능한 MEMS 스위치를 제공할 수 있다.
또, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치는, 상기 고정 전 기 저항체와 상기 가동 전기 저항체에 의해 전압 분할 회로를 형성하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 고정 전기 저항체와 가동 전기 저항체를 이용하여 전압 분할 회로를 형성함에 따라, MEMS 스위치의 설정을 변화시킴으로써 분할비를 가변으로 할 수 있다. 가동 전기 저항체는 설정의 변화와 전압 분할 회로의 부하 저항을 겸하고 있으므로, 전압 분할 회로를 보다 소면적으로 형성할 수 있는 MEMS 스위치를 제공할 수 있다.
또, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치는, 상기 고정 전기 저항체와 상기 가동 전기 저항체에 의해 이득 조정 회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 고정 전기 저항체와 가동 전기 저항체를 이용하여 이득 조정 회로를 형성함으로써, MEMS 스위치의 설정을 변화시킴으로써 이득을 가변으로 할 수 있다. 가동 전기 저항체는 설정의 변화와 전압 분할 회로의 부하 저항을 겸하고 있기 때문에, 이득 조정 회로를 보다 소면적으로 형성할 수 있는 MEMS 스위치를 제공할 수 있다.
또, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치는 상기 고정 전기 저항체와 상기 가동 전기 저항체에 의해 고주파 신호의 감쇠기, 임피던스 변환기 중 적어도 하나의 회로가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, MEMS 스위치에 이용되고 있는 가동 전기 저항체는 MEMS 스위치의 도통/차단에 수반하여 오픈 스터브 또는 쇼트 스터브가 된다. 이 경우, 가동 전기 저항체는 그 내부에 전기 저항을 갖고 있기 때문에 내부 손실이 큰 스터브를 형성하므로 Q값(공진의 첨예도)가 낮아진다. 그 때문에, 고주파 신호에 대해서 발생하는 피크 또는 노치의 양을 저감할 수 있는 감쇠기, 임피던스 변환기에 적용할 수 있는 MEMS 스위치를 제공할 수 있다.
또, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 MEMS 스위치의 제조 방법은, 전위를 분배하기 위한 전기 저항으로서 이용되는 가동 전기 저항체를 갖는 MEMS 스위치의 제조 방법으로서, 기판의 능동면측에 내(耐)에칭성을 갖는 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층을 덮도록 도전성을 갖는 지지체 전구층(前驅層)을 형성하는 공정과, 상기 지지체 전구층을 패터닝하여 지지체를 형성하는 공정과, 상기 지지체 전구층을 덮도록 희생 절연층을 형성하는 공정과, 상기 희생 절연층을 개구하여, 상기 지지체를 노출시키는 공정과, 상기 희생 절연층 및 상기 지지체가 노출된 영역을 덮도록 전위의 분배에 기여하는 비저항값을 갖는 가동 전기 저항체 전구층을 형성하는 공정과, 상기 가동 전기 저항체 전구층을 패터닝하여 상기 가동 전기 저항체를 형성하는 공정과, 상기 가동 전기 저항체를 뜨게 하도록 상기 희생 절연층을 에칭하는 공정을 적어도 해당 순서로 행하는 것을 특징으로 한다.
이 제조 방법에 의하면, 전위의 분배에 기여하는 비저항값을 갖는 가동 전기 저항체 전구층을 성층(成層)한 후 패터닝함으로써 가동 전극에 전위의 분배에 기여하는 저항값을 부여할 수 있다. 그러므로, 가동 전극이 가동 전기 저항체로서 기능할 수 있는 MEMS 스위치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 칩 면적의 증대를 억제함으로써 칩 내부의 온도차를 작게 고정밀도로 동작하고, 또한 면적의 증대를 억제함으로써 높은 주파수로의 적용을 가능하게 하고, 고주파대역에서의 동작을 안정화시키는 MEMS 스위치를 얻을 수 있다.
(제1 실시 형태)
이하, 본 실시 형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 MEMS 스위치의 모식 단면도이다.
MEMS 스위치(10)는, 실리콘 기판(11) 상에 응력 완화용의 산화 실리콘층(12)을 갖고, 산화 실리콘층(12) 상에 질화 실리콘층(13)을 갖고 있다.
질화 실리콘층(13) 상에는 제1 폴리 실리콘층(14)을 에칭하여 형성한 고정 전극(15), MEMS 스위치(10)의 도통/차단을 제어하기 위한 구동용 전극(16) 및, 가동 전기 저항체(20)를 지지하기 위한 지지체(17)를 갖고 있다.
지지체(17)에 의해 지지되는 가동 전기 저항체(20)는 고정 전극(15), MEMS 스위치(10)의 도통/차단을 제어하는 구동용 전극(16)의 사이에 공극을 개재하여 위치하고 있다.
여기서, 가동 전기 저항체(20)와 고정 전극(15)이 접촉하는 가동 전기 저항체(20)의 개방 단부 근방에 띠 형상의 돌기(22)를 가져도 된다. 이 경우 돌기(22)에 의해 가동 전기 저항체(20)와 고정 전극(15)은 선(線) 형상으로 접촉한다. 그리고 가동 전기 저항체(20)와 고정 전극(15)을 접촉시키기 위해 구동용 전극(16)과 돌기(22)의 사이에 작용하는 정전적 흡착력이 변동하더라도 가동 전기 저항체(20)의 휨에 의한 접촉 면적의 변동이 억제되므로 MEMS 스위치(10)의 접촉 저항을 안정시킬 수 있다. 돌기(22)의 형상은 띠 형상 이외여도 되고, 예를 들면 칼날형, 또는 복수의 점접촉형의 형상을 이용할 수 있다. 돌기(22)를 형성함으로써 가동 전기 저항체(20)는 구동용 전극(16)에 의해 유기(誘起)되는 정전기에 의한 흡착력이 변동한 경우라도 돌기(22)의 부분에서만 도통이 취해지고, 가동 전기 저항체(20)의 휨에 의한 고정 전극(15) 상에서의 접촉 면적의 증가가 억제되기 때문에, 안정된 저항값을 유지할 수 있다. 또, 돌기(22)는 선 형상 또는 복수의 점 형상의 형상을 취하기 때문에 단수의 점접촉을 행하는 MEMS 스위치와 비교하여 낮은 접촉 저항을 유지할 수 있다.
가동 전기 저항체(20)와, 고정 전기 저항체(21)는 지지체(17)를 개재하여 접속되어 있다. 도 1의 구조를 이용함으로써 가동 전기 저항체(20)와 고정 전기 저항체(21)를 동일한 제2 폴리 실리콘층(19)을 이용함으로써 이음매 없이 형성할 수 있다. 그 때문에, 이음매 근방의 온도 요동으로 발생하는 제벡 효과에 의한 오프셋 전압의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또, 동일한 제2 폴리 실리콘층(19)을 이용함으로써 가동 전기 저항체(20)와 고정 전기 저항체(21)의 전기 특성의 온도 의존성 등을 거의 완전하게 갖출 수 있고, 전압 분할 회로 등에 응용한 경우, 우수한 안정성을 얻을 수 있다.
고정 전기 저항체(21)는 산화 실리콘 등 전기적인 절연체로 이루어진 충전층(24) 상에 배치되어 있다. 충전층(24) 상에 고정 전기 저항체(21)를 배치함으로 써 기계적 강도를 크게 하는 것이 가능해지고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 고정 전기 저항체(21)를 대신하여, 도 13에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 제1 폴리 실리콘층(14)을 이용하고, 지지체(17)를 일단(一端)으로서 형성한 고정 전기 저항체를 이용하여도 되고, 이 경우에는 고정 전기 저항체를 제1 폴리 실리콘층(14)과 제2 폴리 실리콘층(19) 중, 어느 하나를 고정 전기 저항체로서 이용함으로써 제2 폴리 실리콘층(19)만을 고정 전기 저항체에 이용하는 경우와 비교하여 레이아웃에 자유도를 부여할 수 있으므로, MEMS 스위치(10)와 전자 회로의 융합 등을 보다 용이하게 행할 수 있다.
또, 여기서는 고정 전극(15), 구동용 전극(16), 지지체(17)를 제1 폴리 실리콘층(14)으로 동시에 형성하는 예를 나타내고 있지만, 각각을 다른 폴리 실리콘층으로 형성해도 된다. 예를 들면 구동용 전극(16)과 지지체(17)를 제1 폴리 실리콘층으로 형성한 후에, 고정 전극(15)을 제2 폴리 실리콘층으로, 가동 전기 저항체(20) 및 고정 전기 저항체(21)를 제3 폴리 실리콘층으로 형성해도 되고, 이 경우에는 가동 전기 저항체가 동작한 경우에 구동용 전극(16)과의 단락(短絡)이 발생할 위험성을 줄일 수 있다.
또, 고정 전기 저항체(21)를 지지하는 충전층(24)에 의한 고정 전기 저항체(21)와 제1 폴리 실리콘층(14) 사이의 충전은 필수 요건은 아니다. 예를 들면 고주파 용도의 어플리케이션에 이용하는 경우, 충전층(24)을 제거해 둠으로써 충전층(24)을 대신하여 공기로 채울 수 있다. 공기는 비유전률이 매우 작기 때문에, 이 경우 기생 용량에 수반하는 누화(漏話) 등을 저감하고, 높은 주파수를 취급하는 경우에 안정된 동작을 실현할 수 있다.
또, 실리콘 기판(11)을 대신하여 유리, 석영, SOI 기판 또는 화합물 반도체 기판 등을 이용해도 되고, 후술하는 제2 실시 형태에 나타낸 제조 공정에 견디는 재질로 이루어진 기판을 이용해도 된다.
또, 응력 완화용의 산화 실리콘층(12)을 대신하여 산질화 실리콘을 이용해도 된다. 또, 질화 실리콘층(13)을 대신하여 다른 내에칭성이 우수한 재료를 이용해도 된다.
또, 가동 전기 저항체(20)로서 폴리 실리콘을 이용한 예에 대해 설명하였지만, 이것은 SOI 구조 등을 이용한 단결정 실리콘, TFT 구조에서 이용되는 비정질 실리콘, GaAs, ZnSe 등으로 대표되는 화합물 반도체 등 적당한 전기 저항을 갖는 재료를 이용해도 된다. 또, 텅스텐 실리사이드로 대표되는 금속 실리사이드를 폴리 실리콘상에 형성한 재료를 이용해도 된다.
또, 기판으로서 실리콘 기판(11)을 이용한 예에 대해 설명하였지만, 이것은 SOI 구조 등을 이용한 박층(薄層) 단결정 실리콘, 석영으로 대표되는 유리, GaAs, ZnSe 등으로 대표되는 화합물 반도체 등 후술하는 제2 실시 형태에서 설명하는 공정에 견딜 수 있는 재료를 이용해도 된다.
또, 여기서는 캔틸레버 빔형의 MEMS 스위치에 대해 설명하였지만, 이것은 이중 지지빔형이나 다이어프램형 등 다양한 형태에 대해 변형 가능하고, 스위치 부분을 구성하는 부재에 전위를 분배하기 위한 전기 저항으로서 기능하는 구성을 갖고 있는 것에 대해 적용할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음에, 제2 실시 형태로서, 도 1에 나타낸 MEMS 스위치(10)의 제조 공정을 설명한다. 도 2∼도 6은 본 실시 형태의 MEMS 스위치의 제조 공정을 설명하기 위한 모식 공정 단면도이다.
우선, 공정 1로서 도 2에 도시하는 바와 같이, 실리콘 기판(11) 상에 응력 완화용의 산화 실리콘층(12)을 성층한다. 성층 방법으로서는 열산화법이나 CVD법을 이용할 수 있다. 이어서 산화 실리콘층(12)을 후술하는 에칭액으로부터 보존하기 위한 절연층으로서 질화 실리콘층(13)을 성층한다. 성층 방법으로서는 예를 들면 CVD법을 이용할 수 있다. 여기서, 실리콘 기판(11)을 대신하여, 유리, 석영, SOI 기판 또는 화합물 반도체 기판 등을 이용해도 된다.
다음에, 공정 2로서 도 3에 도시하는 바와 같이, 지지체 전구층이 되는 제1 폴리 실리콘층(14)을 CVD법 등을 이용하여 성층한다. 이어서 포토리소그래프법에 의해 제1 폴리 실리콘층(14)을 패터닝하고, 고정 전극(15), 도 1에 나타낸 MEMS 스위치(10)의 도통/차단을 제어하기 위한 구동용 전극(16) 및, 후술하는 가동 전기 저항체(20)를 지지하는 지지체(17)를 형성한다.
다음에, 공정 3으로서 도 4에 도시하는 바와 같이, 희생 절연층이 되는 산화 실리콘층(18)을 CVD법 등을 이용하여 형성한다. 이어서, 산화 실리콘층(18)을 포토리소그래프법을 이용하여 패터닝하고, 산화 실리콘층(18)의 지지체(17)를 덮는 부분을 개구한다. 여기서, 산화 실리콘층(18)의 형성 후, 후술하는 가동 전기 저항체(20)가 띠 형상으로 고정 전극(15)과 접하도록 산화 실리콘층(18)에 홈부(23) 를 형성해도 된다. 홈부(23)의 형성에는 예를 들면 포토리소그래프법을 이용하여 레지스트 패턴을 띠 형상으로 형성하고, 에칭 시간을 제어하여 산화 실리콘층(18)을 남기고 제1 폴리 실리콘층(14)을 노출시키지 않도록 에칭하는 방법을 이용할 수 있다.
다음에, 공정 4로서 도 5에 도시하는 바와 같이, 가동 전기 저항체 전구체가 되는 제2 폴리 실리콘층(19)을 성층한다. 제2 폴리 실리콘층(19)은 미리 산화 실리콘층(18)을 개구한 제1 폴리 실리콘층(14)으로 이루어진 지지체(17)와 산화 실리콘층(18)을 덮도록 성층된다. 이어서, 포토리소그래프법에 의해 제2 폴리 실리콘층(19)을 패터닝하고, 가동 전기 저항체(20) 및 고정 전기 저항체(21)를 형성한다. 가동 전기 저항체(20) 및 고정 전기 저항체(21)를 제2 폴리 실리콘층(19)으로 이루어진 동일층을 이용하여 형성함으로써, 가동 전기 저항체(20) 및 고정 전기 저항체(21)의 저항값 및 저항값의 온도 특성을 거의 같은 값으로 할 수 있다. 또, 제2 폴리 실리콘층(19) 상에 예를 들면 텅스텐 실리사이드(WSi2) 등의 실리사이드를 형성해도 된다. 텅스텐 실리사이드는 후술하는 완충 불산에 대해 에칭 내성을 가지므로, 바람직한 재질이 된다. 이 구조는, 예를 들면 고주파 회로에 이용되는 50Ω계의 회로와 정합을 취하기 위해 비교적 낮은 저항값이 필요하게 되므로 바람직한 구조가 된다. 또, 실리사이드의 형성을 대신하여 제2 폴리 실리콘층(19)의 도핑 농도를 고농도로 하고, 제2 폴리 실리콘층(19)의 비저항값을 낮추어도 되며, 이 경우에는 특별한 공정을 부여할 필요가 없으므로, 제조 공정을 단축할 수 있다.
여기서, 가동 전기 저항체(20) 및 고정 전기 저항체(21)는 다른 층을 이용하여 형성해도 되고, 이 경우 프로세스 설계의 자유도를 증가시킬 수 있다. 또, 공정 3에서 홈부(23)를 형성한 경우, 산화 실리콘층(18)에 형성된 홈부(23)를 메우도록 제2 폴리 실리콘층(19)은 형성되기 때문에, 도 1에 도시한 띠 형상의 돌기(22)를 형성할 수 있다. 여기서, 공정 3에서 형성하는 홈부(23)의 형상을 띠 형상에서 칼날 형상, 또는 복수의 점접촉형의 형상을 부여함으로써 가동 전기 저항체(20)의 고정 전극(15)과 접촉하는 돌기(22)의 형상을 제어할 수 있다.
다음에, 공정 5로서 도 6에 도시하는 바와 같이, 가동 전기 저항체(20)를 뜨게 하도록 산화 실리콘층(18)을 완충 불산 등을 이용하여 에칭을 행한다. 이 경우, 고정 전기 저항체(21)를 형성하는 영역에 레지스트 마스크를 형성해 둠으로써 고정 전기 저항체(21)를 지지하는 산화 실리콘층(18)을 남길 수 있어, 기계적으로 안정된 구조를 얻을 수 있다. 또한, 고정 전기 저항체(21)를 지지하는 산화 실리콘층(18)을 남기도록 레지스트 마스크를 형성하는 것은 반드시 필수는 아니며, 가동 전기 저항체(20)를 뜨게 하도록 해도 된다. 예를 들면 고주파 용도의 어플리케이션에 이용하는 경우, 충전층(24)(도 1에 기재)을 제거해 둠으로써 충전층(24)을 대신하여 공기로 채워지기 때문에 비유전률을 저감할 수 있다. 그 때문에 기생 용량에 수반하는 누화 등을 저감하고, 높은 주파수를 취급하는 경우에 안정된 동작을 실현할 수 있다. 이 제조 방법을 이용함으로써, 복잡한 구조를 갖는 가동 전기 저항체(20)를 갖는 MEMS 스위치(10)를 제공할 수 있다.
(제3 실시 형태)
다음에, 제3 실시 형태로서, MEMS 스위치를 이용한 전압 분할 회로에 대해 설명한다. 도 7(a)는 MEMS 스위치(10)를 이용하여 형성한 전압 분할 회로(30)의 모식 평면도, 도 7(b)는 전압 분할 회로(30)의 등가 회로도이다. 도면에서 10A는 MEMS 스위치(10)의 등가 회로이다.
전압 분할 회로(30)는, 8비트의 분해능을 갖고 있으며 출력 전압(Vo)은 인가 전압을 Vref, MSB를 B1, LSB를 B8로 하여 이하의 식으로 나타낼 수 있다. 여기서 B1∼B8은 Vref측에 접속되어 있는 경우는 1, 접지측에 접속되어 있는 경우는 0을 취하는 것으로 하고 있다.
Vo=Vref×(1/3)×(B1/20+B2/21…+B8/2(8-1)), 여기서 전압 분할 회로(30)의 분압 정밀도는 저항비의 변동에는 의존하지만 저항값이 같은 비율로 변동하는 경우에는 의존하지 않는다.
이것은, 저항 분압을 행하는 경우의 분압비가 일반적으로 이하의 식으로 행해지기 때문이다.
Vdiv=Vin×R1/(R1+R2), 단 R1과 R2는 분압에 이용하는 저항이다. 여기서, R1과 R2가 예를 들면 모두 10% 증가하였다고 가정하면, 분압비는 이하와 같이 변화한다.
Vo=Vin×R1×1.1/(R1×1.1+R2×1.1), 이 식의 분모와 분자를 1.1로 나누면 원래의 식에서 나타나는 비율이 된다. 따라서 저항값이 같은 비율로 변동하더라도 분압비는 변동하지 않는 특성을 부여할 수 있다.
본 실시 형태에서는 가동 전기 저항체(20)와 고정 전기 저항체(21) 모두 제2 실시 형태에서 나타낸 바와 같이 제2 폴리 실리콘층(19)을 이용하고, 동일한 마스크를 이용하여 일체화시켜 형성하고 있다. 따라서 마스크의 맞춤 어긋남 등에 기인하는 저항의 각각의 오차는 발생하지 않아, 높은 정밀도를 갖는 전압 분할 회로를 형성할 수 있다.
또, 동일한 층을 이용하여 전압 분할 회로를 형성하고 있기 때문에, 온도 변화 등에 따른 가동 전기 저항체(20)나 고정 전기 저항체(21)의 저항은 모두 연동하도록 변동한다. 그 때문에, 개별의 저항의 값은 변동하더라도 저항비의 변동은 억제된다. 그 결과, 환경 온도의 변동 등으로 인한 오차의 발생이 억제된 전압 분할 회로(30)를 얻을 수 있다.
또, 전압 분할 회로(30)는 동일한 층으로서 제2 폴리 실리콘층(19)만으로 형성되어 있기 때문에, 전압 분할 회로(30) 중에 다른 반도체나 도체 등과의 이음매가 존재하지 않는다. 그 때문에, 전압 분할 회로(30) 중에 약간의 온도 분포가 생겨도 제벡 효과로 인한 열기전력은 발생하지 않기 때문에 오프셋 전압이 발생하지 않고, 특히 저전압 영역에서의 분압 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또, 여기서는 동일한 층을 이용하여 전압 분할 회로를 형성한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 이는 전압 분할 회로의 구조를 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 제2 폴리 실리콘층(19)을 이용한 고정 전기 저항체(21)를 대신하여, 제1 폴리 실리콘층(14)을 고정 전기 저항체로 이용해도 된다. 이 경우에는, 저항 소자로서 고정 전기 저항체(21)와 제1 폴리 실리콘층(14) 중 어느 하나를 상황에 따라 선 택, 사용할 수 있기 때문에 레이아웃 상의 자유도를 크게 하는 것이 가능해지므로, 전압 분할 회로(30)와 다른 디바이스와의 혼재를 보다 용이하게 행할 수 있다
(제4 실시 형태)
다음에, 제4 실시 형태로서, MEMS 스위치를 이용한 가변 이득 회로에 대해 설명한다. 도 8(a)는 MEMS 스위치(10)를 이용하여 형성한 비반전 입력형 회로에 의한 가변 이득 회로(40)의 모식 평면도, (b)는 가변 이득 회로(40)의 등가 회로도이다. 도면에서 10A는 MEMS 스위치(10)의 등가 회로이다. 도면에서 2개소에 기재되어 있는 INV끼리는 접속되어 있다. 가변 이득 회로(40)는, 3비트의 분해능을 갖고 있으며, 전압 이득(AV1)은, MSB를 C1, LSB를 C3으로 하여 이하의 식으로 나타낼 수 있다. 여기서 C1∼C3은 출력측에 접속되어 있는 경우는 1, 접지측에 접속되어 있는 경우는 O을 취하는 것으로 하고 있다.
AV1=3/((C1/20)+(C2/21)+(C3/22), 여기서 비트 수를 증가시키기 위해서는, 동일한 저항의 조합을 추가하면 되고, 이 경우 조합 수의 거듭제곱으로 이득의 조정 범위를 넓힐 수 있다.
또, 가변 이득 회로는 반전 입력형에 대해서도 적용할 수 있다. 도 9(a)는 MEMS 스위치(10)를 이용한 반전 입력형의 증폭 회로(50)의 모식 평면도이고, 도 9(b)는 반전 입력형의 증폭 회로(50)의 등가 회로도이다. 이 예에서는 귀환 저항 중 입력 신호와 직렬로 접속되는 저항을 제어하고 있다. 이 회로를 이용한 경우의 전압 이득(AV2)은 MSB를 D1, LSB를 D3으로 하여 이하의 식으로 나타낼 수 있다. 여기서 D1∼D3은 출력측에 접속되어 있는 경우는 1, 접지측에 접속되어 있는 경우는 O을 취하는 것으로 하고 있다.
AV2=(D1/20+D2/21+D3/22), 이 경우에서도 마찬가지로, 비트 수를 증가시키기 위해서는, 동일한 저항의 조합을 추가하면 되고, 이 경우 조합 수의 거듭제곱으로 이득의 조정 범위를 넓힐 수 있다. 그 밖의 특징에 대해서는 제3 실시 형태와 동일한 것을 갖고 있으며, 전압 이득의 안정성이나 오프셋 전압의 억제, 나아가서는 고정 전기 저항체의 취급 등에 대해 제3 실시 형태와 동일하게 취급할 수 있다.
(제5 실시 형태)
다음에, 제5 실시 형태로서, MEMS 스위치를 이용한 고주파 신호의 T형 가변 감쇠기에 대해 설명한다. 도 10(a)는 MEMS 스위치(10)를 이용하여 형성한 T형 가변 감쇠기(60)의 모식 평면도, (b)는 T형 가변 감쇠기(60)의 등가 회로도이다. 도면에서 10A는 MEMS 스위치(10)의 등가 회로이다. ATT와 ATT 바(bar)에는 역상(逆相)의 제어 신호가 부여되고, ATT가 「0」(오프)이면 ATT 바는 「1」(온)이 된다. 이 경우에는, 입력된 신호는 점선으로 나타내는 패스를 통해 출력으로 전달된다.
우선, 신호가 입력된 후, 입력→가동 전기 저항체(20)(저항(61A))→가동 전기 저항체(20)(저항(62A))에 일부 분기→가동 전기 저항체(20)(저항(63A))→출력으로서 전달된다. 이 경우, 가동 전기 저항체(20)(저항(61A)) 및 가동 전기 저항체(20)(저항(63A))는 폭넓게 형성되어 있으며, 또한 가동 전기 저항체(20)(저항(62A))는 폭 좁게 형성되어 있기 때문에, 분류(分流)로 인한 로스는 작다. 따라 서 입력으로부터 전달된 신호를 적은 로스로 출력에 전달할 수 있다. 도 10(b)에서는, 저항(61A), 저항(62A), 저항(63A)이 전기적으로 접속되고, 저항(61B), 저항(62B), 저항(63B)이 전기적으로 개방된 상태가 되고, 저항(61A), 저항(63A)을 통해 입력으로부터 출력으로 전력이 전달되며, 저항(62A)을 통해 분류되어, 전류의 손실을 발생시킨다.
한편, ATT가 「1」(온) ATT 바는 「0」(오프)인 경우에는, 입력된 신호는 일점 쇄선으로 나타내는 패스를 통하여 출력으로 전달된다. 우선, 신호가 입력된 후, 입력→가동 전기 저항체(20)(저항(61B))→가동 전기 저항체(20)(저항(62B))에 일부 분기→가동 전기 저항체(20)(저항(63B))→출력으로서 전달된다. 이 경우 가동 전기 저항체(20)(저항(61B)), 가동 전기 저항체(20)(저항(63B))는 좁고, 또 가동 전기 저항체(20)(저항(62B))는 넓고 분류 비율은 커져 감쇠기로서 양호하게 기능한다. 도 10(b)에서는, 저항(61B), 저항(62B), 저항(63B)이 전기적으로 접속되고, 저항(61A), 저항(62A), 저항(63A)이 전기적으로 개방된 상태가 되어, 저항(61B), 저항(63B)을 통해 입력으로부터 출력으로 전력이 전달되어, 전류의 손실을 발생시킨다.
이 경우에서는 입출력의 임피던스로서 50Ω계를 상정하고 있다. 50Ω계의 저항에 대처하기 위해, MEMS 스위치(10)의 가동 전기 저항체(20)에 텅스텐 실리사이드를 형성한 폴리 실리콘 또는 도핑 농도를 높여 저저항화된 폴리 실리콘 등, 단위 면적당의 비저항을 낮춘 저항을 이용하는 것이 바람직하다. 단위 면적당의 비저항으로서는, 예를 들면 10Ω/□정도의 값으로 조정함으로써 50Ω계의 감쇠 회로 에 적합한 저항체가 된다.
T형 가변 감쇠기(60)는, 임피던스의 부정합에 의한 반사량을 억제하는 목적으로 사용되는 3dB 감쇠 회로와, 입력되는 고주파의 에너지 레벨을 한 자리수 내리는 10dB 감쇠 회로를 병렬로 형성하고, 목적에 따라 MEMS 스위치(10)를 전환하는 형태로 구성되어 있다. ATT측을 「0」(오프)으로 하고, ATT 바를 「1」(온)로 했을 경우, 감쇠 회로에 이용하는 저항값으로서 저항(61A, 63A)의 값을 9Ω, 저항(62A)의 값을 140Ω으로 설정함으로써 3dB 감쇠 회로를 실현할 수 있다. 또, 저항(61B)의 값을 26Ω, 저항(62B)의 값을 35Ω으로 함으로써 10dB 감쇠 회로를 실현할 수 있다.
T형 가변 감쇠기(60)를 이용하여 입력 신호의 감쇠량을 전환하는 경우, 한쪽의 감쇠 회로, 예를 들면 3dB 감쇠 회로가 이용되고 있는 경우에는, 10dB 감쇠 회로는 개방 상태가 된다. 그 때문에, 10dB 감쇠 회로로부터의 고주파의 반사가 발생하여 감쇠기로서의 특성을 열화시킬 우려가 있지만, 본 실시 형태에서는 MEMS 스위치(10) 그 자체가 감쇠 특성을 갖고 있기 때문에, Q값이 억제되고 침입해 온 고주파는 감쇠된다. 따라서 고주파 신호의 반사를 효과적으로 억제할 수 있고, 전달 특성이 우수한 T형 가변 감쇠기(60)를 구성할 수 있다.
이상, T형 가변 감쇠기(60)로서 T형의 회로에 대해 설명하였지만, 이것은 π형의 구성을 이용하는 것도 가능하다. 도 11(a)는 π형 가변 감쇠기(70)의 모식 평면도, 도 11(b)는 π형 가변 감쇠기(70)의 등가 회로이다.
ATT와 ATT 바에는 역상의 제어 신호가 부여되고, ATT가 「0」(오프)이면 ATT 바는 「1」(온)이 된다. 이 경우에는, 입력된 신호는 점선으로 나타내는 패스를 통하여 출력으로 전달되고, 입력→가동 전기 저항체(20)(저항(71A))에 일부 분기→가동 전기 저항체(20)(저항(72A))→가동 전기 저항체(20)(저항(73A))에 일부 분기→출력으로서 전달된다. 이 경우, 가동 전기 저항체(20)(저항(71A)) 및 가동 전기 저항체(20)(저항(73A))는 폭 좁게 형성되어 있으며, 또한 가동 전기 저항체(20)(저항(72A))는 폭넓게 형성되어 있기 때문에, 분류로 인한 로스는 작다. 따라서 입력으로부터 전달된 신호를 적은 로스로 출력에 전달할 수 있다. 도 11(b)에서는, 저항(71A), 저항(72A), 저항(73A)이 전기적으로 접속되고, 저항(71B), 저항(72B), 저항(73B)이 전기적으로 개방된 상태가 되어, 저항(72A)을 통해 입력으로부터 출력으로 전력이 전달되고, 저항(71A), 저항(73A)을 통해 분류되어, 전류의 손실을 발생시킨다.
한편, ATT가 「1」(온) ATT 바는 「0」(오프)의 경우에는, 입력된 신호는 일점 쇄선으로 나타내는 패스를 통하여 출력으로 전달된다. 입력→가동 전기 저항체(20)(저항(71B))에 일부 분기→가동 전기 저항체(20)(저항(72B))→가동 전기 저항체(20)(저항(73B))에 일부 분기→출력으로서 전달된다. 이 경우, 가동 전기 저항체(20)(저항(71B)), 가동 전기 저항체(20)(저항(73B))는 넓고, 또 가동 전기 저항체(20)(저항(72B))는 좁으며 분류 비율은 커져 감쇠기로서 양호하게 기능한다. 도 11(b)에서는, 저항(71B), 저항(72B), 저항(73B)이 전기적으로 접속되고, 저항(71A), 저항(72A), 저항(73A)이 전기적으로 개방된 상태가 되고, 저항(72B)을 통해 입력으로부터 출력으로 전력이 전달되고, 저항(71B), 저항(73B)을 통해 분류되 어, 전류의 손실을 발생시킨다.
도 12에 50Ω계의 T형, π형 각각의 감쇠량과 저항값의 이론값의 일람을 나타낸다. 도 12에 나타낸 값을 이용함으로써 전환 가능한 T형, 및 π형의 감쇠 회로를 구성할 수 있다. π형의 회로를 이용한 경우에도 T형의 회로를 이용한 경우와 마찬가지로 Q값을 억제하는 것이 가능해지므로 개방 상태에 있는 MEMS 스위치(10)로부터의 반사를 억제할 수 있다
또, 본 실시 형태에서는 50Ω계의 감쇠기에 대해 설명하였지만, 이것은 저항의 값을 변경함으로써 75Ω계에 대해서도 응용 가능하다. 또, T형이면 저항(61)의 값을 입력측과 출력측에서 다른 값을 이용함으로써 감쇠기의 기능과 임피던스 변환의 기능을 겸비한 회로를 형성할 수 있고, 예를 들면 50Ω계/75Ω계로의 변환이나 75Ω계/50Ω계로의 변환 기능을 갖는 감쇠기를 제공할 수 있다. 마찬가지로 입력측과 출력측의 저항값을 바꿈으로써 π형 감쇠 회로를 이용한 경우에도 동일하게 임피던스 변환과 감쇠기를 겸비한 회로를 형성할 수 있다.
도 1은 MEMS 스위치의 모식 단면도이다.
도 2는 MEMS 스위치의 제조 공정을 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 3은 MEMS 스위치의 제조 공정을 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 4는 MEMS 스위치의 제조 공정을 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 5는 MEMS 스위치의 제조 공정을 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 6은 MEMS 스위치의 제조 공정을 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 7(a)는 MEMS 스위치를 이용하여 형성한 전압 분할 회로의 모식 평면도, (b)는 전압 분할 회로의 등가 회로도이다.
도 8(a)는 MEMS 스위치를 이용하여 형성한 비반전 입력형 회로에 의한 가변 이득 회로의 모식 평면도, (b)는 가변 이득 회로의 등가 회로도이다.
도 9(a)는 MEMS 스위치를 이용한 반전 입력형의 증폭 회로의 모식 평면도, (b)는 반전 입력형의 증폭 회로의 등가 회로도이다.
도 10은 MEMS 스위치를 이용하여 형성한 T형 가변 감쇠기의 모식 평면도, (b)는 T형 가변 감쇠기의 등가 회로도이다.
도 11(a)는 π형 가변 감쇠기의 모식 평면도, (b)는 π형 가변 감쇠기의 등가 회로도이다.
도 12는 50Ω계의 T형, π형 감쇠기의 각각의 감쇠량과 저항값의 이론값의 일람표이다.
도 13은 제1 폴리 실리콘층(14)을 이용하여 형성한 고정 전기 저항체를 이용 한 MEMS 스위치의 모식 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : MEMS 스위치 10A : MEMS 스위치의 등가 회로
11 : 실리콘 기판 12 : 산화 실리콘층
13 : 질화 실리콘층 14 : 제1 폴리 실리콘층
15 : 고정 전극 16 : 구동용 전극
17 : 지지체 18 : 산화 실리콘층
19 : 제2 폴리 실리콘층 20 : 가동 전기 저항체
21 : 고정 전기 저항체 22 : 돌기
23 : 홈부 24 : 충전층
30 : 전압 분할 회로 40 : 가변 이득 회로
50 : 증폭 회로 60 : T형 가변 감쇠기
61A : 저항 61B : 저항
62A : 저항 62B : 저항
63A : 저항 63B : 저항
70 : π형 가변 감쇠기 71A : 저항
71B : 저항 72A : 저항
72B : 저항 73A : 저항
73B : 저항

Claims (9)

  1. 기판의 제1 주면(主面)측에 형성된 고정 전극과, 가동 전기 저항체를 구비하는 MEMS 스위치로서, 상기 MEMS 스위치가 도통 상태로 설정되는 경우에는 상기 가동 전기 저항체가 전위를 분배하는 전기 저항인 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정 전극에 접촉하는 상기 가동 전기 저항체에는 상기 가동 전기 저항체의 가동 방향의 법선과 정렬되는 방향으로 띠 형상 또는 칼날 형상의 돌기, 또는 복수의 점접촉형의 돌기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 MEMS 스위치에 전기적으로 접속되어 있는 고정 전기 저항체와, 상기 가동 전기 저항체가 동일층을 이용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 동일층은 폴리 실리콘인 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 동일층은 폴리 실리콘에 겹쳐 실리사이드를 형성한 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 고정 전기 저항체와 상기 가동 전기 저항체에 의해 전압 분할 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 고정 전기 저항체와 상기 가동 전기 저항체에 의해 이득 조정 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 고정 전기 저항체와 상기 가동 전기 저항체에 의해 고주파 신호의 감쇠기, 임피던스 변환기 중 적어도 하나의 회로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
  9. 전위를 분배하기 위한 전기 저항으로서 이용되는 가동 전기 저항체를 갖는 MEMS 스위치의 제조 방법으로서,
    기판의 능동면측에 내에칭성을 갖는 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층을 덮도록 도전성을 갖는 지지체 전구층을 형성하는 공정과,
    상기 지지체 전구층을 패터닝하여 지지체를 형성하는 공정과,
    상기 지지체 전구층을 덮도록 희생 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 희생 절연층을 개구하여, 상기 지지체를 노출시키는 공정과,
    상기 희생 절연층 및 상기 지지체가 노출된 영역을 덮도록 전위의 분배에 기여하는 비저항값을 갖는 가동 전기 저항체 전구층을 형성하는 공정과,
    상기 가동 전기 저항체 전구층을 패터닝하여 상기 가동 전기 저항체를 형성하는 공정과,
    상기 가동 전기 저항체를 뜨게 하도록 상기 희생 절연층을 에칭하는 공정을 적어도 해당 순서로 행하는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치의 제조 방법.
KR1020070077827A 2006-08-04 2007-08-02 Mems 스위치 및 mems 스위치의 제조 방법 KR20080012787A (ko)

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JP2006212915A JP4265630B2 (ja) 2006-08-04 2006-08-04 Memsスイッチ、電圧分割回路、利得調整回路、減衰器及びmemsスイッチの製造方法
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194291A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Toshiba Corp アクチュエータ
JP4828558B2 (ja) * 2008-03-11 2011-11-30 日本電信電話株式会社 蓄電回路
US8314467B1 (en) * 2009-02-20 2012-11-20 Rf Micro Devices, Inc. Thermally tolerant electromechanical actuators
US8546712B2 (en) * 2009-03-04 2013-10-01 Nxp B.V. MEMS devices
US8570122B1 (en) 2009-05-13 2013-10-29 Rf Micro Devices, Inc. Thermally compensating dieletric anchors for microstructure devices
EP2264763A1 (en) * 2009-06-15 2010-12-22 Imec Breakdown protection for electrostatically actuated MEMS devices
DE102010002818B4 (de) * 2010-03-12 2017-08-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelementes
US8927311B2 (en) * 2011-02-16 2015-01-06 Freescale Semiconductor, Inc. MEMS device having variable gap width and method of manufacture
US8470628B2 (en) 2011-06-20 2013-06-25 International Business Machines Corporation Methods to fabricate silicide micromechanical device
CN102520376B (zh) * 2011-12-22 2014-01-15 中北大学 十字电流型三轴矢量磁传感器
CN102616731B (zh) * 2012-03-27 2016-02-03 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Mems器件的制造方法
US9911563B2 (en) * 2013-07-31 2018-03-06 Analog Devices Global MEMS switch device and method of fabrication
US20150355458A1 (en) * 2014-06-10 2015-12-10 Shuyun (Steve) Wu Micro-machined optical mirror switch
CN104201059B (zh) * 2014-09-03 2016-01-20 太原理工大学 基于静电斥力和引力混合驱动的射频mems开关
CN104992879A (zh) * 2015-07-29 2015-10-21 东南大学 一种基于体硅材料的外力驱动mems开关及其制作方法
JP2020053469A (ja) * 2018-09-25 2020-04-02 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
CN110329988A (zh) * 2019-07-17 2019-10-15 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种rf-mems开关复合牺牲层制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127908A (en) * 1997-11-17 2000-10-03 Massachusetts Institute Of Technology Microelectro-mechanical system actuator device and reconfigurable circuits utilizing same
US6046659A (en) * 1998-05-15 2000-04-04 Hughes Electronics Corporation Design and fabrication of broadband surface-micromachined micro-electro-mechanical switches for microwave and millimeter-wave applications
JP3119255B2 (ja) 1998-12-22 2000-12-18 日本電気株式会社 マイクロマシンスイッチおよびその製造方法
EP1153405B1 (en) 1999-12-10 2006-09-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electronic devices including micromechanical switches
US6285095B1 (en) * 2000-01-20 2001-09-04 National Instruments Corporation Automatic compensation of an AC attenuator using a digital to capacitance converter
US20010033196A1 (en) * 2000-01-20 2001-10-25 National Instruments Corporation State variable filter including a programmable variable resistor
US6731492B2 (en) * 2001-09-07 2004-05-04 Mcnc Research And Development Institute Overdrive structures for flexible electrostatic switch
WO2003028059A1 (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Hrl Laboratories, Llc Mems switches and methods of making same
ATE432240T1 (de) * 2001-11-09 2009-06-15 Wispry Inc Dreischichtige strahl-mems-einrichtung und diesbezügliche verfahren
US7244367B2 (en) 2001-12-11 2007-07-17 Jds Uniphase Corporation Metal alloy elements in micromachined devices
JP2003249157A (ja) 2002-02-22 2003-09-05 Toppan Printing Co Ltd マイクロリレー及びその製造方法
JP4116420B2 (ja) 2002-12-18 2008-07-09 富士通株式会社 電気接点装置およびその製造方法
JP2005124126A (ja) 2003-09-24 2005-05-12 Seiko Epson Corp インピーダンス回路網、これを用いたフィルタ回路、増幅回路、半導体集積回路、電子機器及び無線通信装置
US7456699B2 (en) * 2004-03-22 2008-11-25 Mobius Microsystems, Inc. Frequency controller for a monolithic clock generator and timing/frequency reference
US20080123771A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-29 International Business Machines Corporation Systems and Arrangements for Controlling an Impedance on a Transmission Path
US7573695B1 (en) * 2007-10-26 2009-08-11 Silicon Light Machines Corporation Snapdown prevention in voltage controlled MEMS devices

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