KR20080087730A - Ｍｅｍｓ 디바이스 및 상기 ｍｅｍｓ 디바이스를 구비한휴대용 통신 단말기 - Google Patents

Ｍｅｍｓ 디바이스 및 상기 ｍｅｍｓ 디바이스를 구비한휴대용 통신 단말기 Download PDF

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Abstract

낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력를 갖는 MEMS 디바이스를 제공할 수 있다. MEMS 디바이스는, 기판과, 기판상에 마련하는 지지 유닛과, 기판상에 마련하는 고정 전극과, 제1 전극, 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 액추에이터의 일단은 지지 유닛으로 기판상에 고정하고, 액추에이터는 지지 유닛 및 고정 전극을 연결하는 방향으로 연장하고, 제1 전극은 고정 전극에 대향하도록 위치함 - 와, 지지 유닛 및 고정 전극을 연결하는 직선 위에 위치하고, 제1 전극에 대향하도록 기판상에 위치하는 스토퍼 유닛을 포함한다.
MEMS, 지지 유닛, 고정 전극, 액추에이터, 스토퍼 유닛

Description

ＭＥＭＳ 디바이스 및 상기 ＭＥＭＳ 디바이스를 구비한 휴대용 통신 단말기{MEMS DEVICE AND PORTABLE COMMUNICATION TERMINAL WITH SAID MEMS DEVICE}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2007년 3월 27일에 출원한 일본특허 출원번호 제2007-82045호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 전반적인 내용은 본 명세서에 참조로서 포함한다.
본 발명은 MEMS 디바이스 및 MEMS 디바이스를 구비한 휴대용 통신 단말기에 관한 것이다.
반도체 프로세스를 이용하는 MEMS(Micro-Electro-Mechanism System)는 다양한 분야에 적용될 것으로 예상된다. 예를 들어, 고주파 회로의 분야에서 RF 스위치 및 가변 커패시터로서의 MEMS의 적용이 유력하게 예상된다.
고주파용 MEMS 스위치는, DC 및 고주파와 이용할 수 있고, 각각 2개의 접촉 포인트를 서로 간의 옴 접촉에 포함하는 DC 접촉 MEMS 스위치의 그룹과, 10㎓ 이상의 고주파에서만 이용할 수 있고, 각각 2개의 접촉 포인트를 얇은 유전막을 통해 서로 간의 접촉에 포함하는 용량형 스위치의 그룹으로 크게 분류한다. 소비자 휴대용 무선 디바이스는 보통 500㎒ 내지 5㎓ 대역을 이용하므로, DC 접촉 MEMS를 많 이 사용하고 있다.
DC 접촉 MEMS 스위치를 위한 관련 구동 메커니즘으로서 정전 구동 메커니즘을 주로 이용한다. 이는, 정전 구동 메커니즘은 간단한 재료와 구조를 포함하고, 정전 구동 메커니즘을 이용한 프로세싱이 쉽기 때문이다. 정전 구동 메커니즘의 전형적인 구조는, 기판상에 형성하고, 유전막으로 피복하는 고정 전극을 구비한다. 또한, 옴 접촉을 위한 접촉 전극은 기판상에 형성하고, 고정 전극 및 접촉 전극의 상부를 약한 스프링으로 브리지하는 전도성 가동 빔을 마련한다. 정전력을 생성하기 위하여, 전압은 고정 전극과 가동 빔 사이에 인가한다. 접촉 전극 및 가동 빔의 가동 전극은 정전력에 의해 서로 끌어당기고, 서로 간의 옴 접촉을 일으킨다. 이 방식으로 스위치는 개방 및 폐쇄된다.
도 14는 가동 빔의 스프링력, 정전력 및 두 힘의 합을 개략적으로 도시한다. MEMS 스위치의 분리를 유지하기 위해서는 가동 빔을 2㎛ 내지 3㎛만큼 이동시킬 필요가 있다. 그러나 정전 구동력은 접촉 전극과 가동 전극 간 거리의 제곱에 반비례하여 빠르게 감소한다. 그러므로 스프링 상수는 상대적으로 작아지고, 20V 이상의 높은 전압이 정전 구동 전압으로서 일정하게 요구된다. 접촉 전극 및 가동 빔의 가동 전극이 서로 간의 접촉을 일으키는 경우, 강한 접촉 압력이 생긴다. 그러나 분리 프로세스는 스프링력에만 좌우되고, 이로 인해 분리력이 매우 약해지고, 접촉 포인트는 고정되며, 신뢰성은 낮아진다는 문제점이 있다. 요약하면, 정전 구동 MEMS 스위치는 접촉 압력이 크다는 장점이 있지만, 구동 전압이 높고, 분리력이 약하다는 단점이 있다.
한편, 압전 구동 시스템이 MEMS 구동 메커니즘으로서 제안된다. 압전 구동 시스템은 가동 빔 내 전극막 사이에 개재한 압전막을 압전 구동 메커니즘으로서 포함한다. 가동 전극은 가동 빔에 마련하고, 고정 전극은 기판에 마련한다. 가동 빔의 스프링력은 가동 전극과 고정 전극 간 거리의 선형 함수이다. 도 15는 가동 빔의 스프링력, 압전 구동력 및 두 힘의 합을 개략적으로 도시한다. 압전 구동력은 전압에 비례하는 방향에서 일정하고, 상대적으로 낮은 전압이 압전 구동력의 큰 변화를 야기할 수 있다. 그러나 구동력이 약하고, 따라서 접촉 압력 및 분리력이 작다. 요약하면, 압전 구동 MEMS 스위치는 구동 전압이 낮다는 장점이 있지만, 접촉 압력 및 분리력이 약하다는 단점이 있다.
이러한 문제점에 맞서, 정전력과 압전력 둘 다를 이용하고, 정전 구동 및 압전 구동의 장점을 조합한 하이브리드 구동 메커니즘이 제안되었다(JP-A 8-506690 참조). JP-A 8-506690의 도 4는 구동 빔의 스프링력, 정전 구동력, 압전 구동력 및 세 개 힘의 합을 도시한다. JP-A 8-506690의 도 4에 도시한 바와 같이, 가동 빔이 고정 전극으로부터 떨어져 있는 경우에는 압전력으로만 구동한다. 가동 빔이 고정 전극에 가까운 경우에는 정전력으로만 구동한다. 따라서, 두 개 힘 중 하나만을 이용하는 경우에 사용된 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는 구동 빔을 사용할 수 있다. 그러나 여전히 분리력이 약하다는 문제점이 존재한다. 요약하면, 정전력과 압전력 둘 다를 이용하는 하이브리드 구동 MEMS 스위치는 구동 전압이 낮고, 접촉 압력이 크다는 장점이 있지만, 여전히 분리력이 약하다는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 상황의 관점에서 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스 및 MEMS 디바이스를 구비한 휴대용 통신 단말기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1 양상에 따른 MEMS 디바이스는, 기판과, 기판상에 마련하는 지지 유닛과, 기판상에 마련하는 고정 전극과, 제1 전극, 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 액추에이터의 일단은 지지 유닛으로 기판상에 고정하고, 액추에이터는 지지 유닛 및 고정 전극을 연결하는 방향으로 연장하고, 제1 전극은 고정 전극에 대향하도록 위치함 - 와, 지지 유닛 및 고정 전극을 연결하는 직선 위에 위치하고, 제1 전극에 대향하도록 기판상에 위치하는 스토퍼 유닛을 포함한다.
본 발명의 제2 양상에 따른 MEMS 디바이스는, 기판과, 기판상에 서로 거리를 두고 마련하는 제1 및 제2 지지 유닛과, 기판상의 제1 지지 유닛과 제2 지지 유닛 사이에 마련하는 제1 고정 전극과, 기판상의 제1 고정 전극과 제2 지지 유닛 사이에 마련하는 제2 고정 전극과, 제1 고정 전극과 제2 고정 전극 사이에 마련하는 제1 접촉 전극과, 제1 지지 유닛 및 제2 지지 유닛을 연결하는 직선 위에 위치하고, 기판상의 제1 접촉 전극으로부터의 제1 고정 전극의 반대 측에 위치하는 제1 스토퍼 유닛과, 제1 지지 유닛 및 제2 지지 유닛을 연결하는 직선 위에 위치하고, 기판 상의 제1 접촉 전극으로부터의 제2 고정 전극의 반대 측에 위치하는 제2 스토퍼 유닛과, 제1 전극, 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 액추에이터는 제1 및 제2 지지 유닛으로 기판상에 고정하는 두 단을 구비함 - 와, 제1 접촉 전극에 대향하도록 액추에이터상에 마련하는 제2 접촉 전극을 포함한다.
본 발명의 제3 양상에 따른 MEMS 디바이스는, 기판과, 기판상에 서로 거리를 두고 마련하는 제1 및 제2 지지 유닛과, 기판상의 제1 지지 유닛과 제2 지지 유닛 사이에 마련하는 고정 전극과, 제1 지지 유닛 및 제2 지지 유닛을 연결하는 직선 위에 위치하고, 기판상의 고정 전극과 제1 지지 유닛 사이에 위치하는 제1 스토퍼 유닛과, 제1 지지 유닛 및 제2 지지 유닛을 연결하는 직선 위에 위치하고, 기판상의 고정 전극과 제2 지지 유닛 사이에 위치하는 제2 스토퍼 유닛과, 제1 전극, 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 액추에이터는 제1 및 제2 지지 유닛으로 기판상에 고정하는 두 단을 구비함 - 를 포함한다.
본 발명의 제4 양상에 따른 MEMS 디바이스는, 기판과, 기판상에 마련하는 지지 유닛과, 기판상에 마련하는 고정 전극과, 제1 전극, 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 액추에이터의 일단은 지지 유닛으로 기판상에 고정하고, 액추에이터는 지지 유닛 및 고정 전극을 연결하는 방향으로 연장하고, 제1 전극은 고정 전극에 대향하도록 위치함 - 와, 지지 유닛 및 고정 전극을 연결하는 직선 위에 위치하고, 기판에 대향하도록 액추에 이터상에 위치하는 스토퍼 유닛을 포함한다.
본 발명의 제5 양상에 따른 휴대용 통신 단말기는 제1 양상 내지 제3 양상 중 어느 한 양상에 따른 MEMS 디바이스를 포함하고, MEMS 디바이스는 RF 스위치 또는 가변 커패시터의 역할을 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 기술한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 평면도이다. 도 2는 도 1의 A-A 라인을 따라 얻은 MEMS 디바이스의 단면도이다.
이 실시예의 MEMS 디바이스는 MEMS 스위치이다. MEMS 스위치에서, 앵커(anchor)(2), 스토퍼(stopper)(9), 고정 전극(10) 및 RF 라인의 세트(12)는 기판(1)상에 고정한다. RF 라인의 세트(12)는 앵커(2)로부터 가장 먼 거리에 위치한다. 스토퍼(9)는 앵커(2)와 RF 라인의 세트(12) 사이에 위치한다. 고정 전극(10)은 스토퍼(9)와 RF 라인의 세트(12) 사이에 위치한다. 고정 전극(10)은 기판(1)상에 고정하고, 그 표면은 유전막(11)으로 피복한다.
또한, 일단이 앵커(2)에 고정된 가동 빔(3)을 마련한다. 가동 빔(3)은 하부 전극(4), 압전막(5), 상부 전극(6) 및 지지막(7)으로 형성한 적층 구조이다. 앵커(2)에 고정된 일단으로부터의 반대 측에 있는 상단이 액션단(action end)이다. 기판(1)에 마련한 RF 라인의 세트(12)에 대향하기 위하여, 접촉 전극의 세트(13)는 액션단에 마련한다. 접촉 전극(13)이 RF 라인(12)과 접촉할 때 전도 상태가 발생 한다.
가동 빔(3)은 압전 액추에이터를 형성한다. 하부 전극(4)과 상부 전극(6) 사이에 압전 구동 전압을 인가하는 경우, 압전막(5)은 팽창 또는 수축하고, 가동 빔(3)은 위쪽 또는 아래쪽으로 구부러진다. 또한, 가동 빔(3)은 정전 액추에이터로서 기능한다. 고정 전극(10)과 가동 빔(3)의 하부 전극(4) 사이에 정전 구동 전압을 인가하는 경우, 가동 빔(3)은 기판(1) 쪽으로 끌어당겨 진다.
이 실시예에서, 앵커(2)로부터 스토퍼(9)까지의 거리 또는 앵커(2)의 일단으로부터 스토퍼(9)의 중심까지의 거리 k1은 스토퍼(9)로부터 고정 전극(10)까지의 거리 또는 스토퍼(9)의 중심으로부터 고정 전극(10)의 중심까지의 거리 k2보다 길다. 또한, 거리 k1은 고정 전극(10)으로부터 RF 라인(12)까지의 거리 또는 고정 전극(10)의 중심으로부터 RF 라인(12)의 중심까지의 거리 k3보다 길다. 또한, 거리 k1은 스토퍼(9)로부터 RF 라인(12)까지의 거리 또는 스토퍼(9)의 중심으로부터 RF 라인(12)의 중심까지의 거리 k4보다 길다.
이제, 도 3을 참조하면, MEMS 디바이스의 작용 또는 이 실시예의 가동 빔의 작동을 상세하게 기술한다. 도 3은 RF 라인(12)과 접촉 전극(13) 간 거리에 따라 발생한 스프링력, 압전력 및 정전력뿐만 아니라 그 힘들의 합을 도시한다. 정전 구동 전압 및 압전 구동 전압을 인가하지 않은 초기 상태에서, RF 라인(12)과 접촉 전극(13) 간 거리는 3㎛이다. 다음으로, 사전설정된 전압을 정전 또는 압전 구동 전압으로서 인가한다. RF 라인(12)과 접촉 전극(13) 간 거리가 먼 경우, 가동 빔(3)은 압전력으로만 아래쪽으로 구부러지고, 기판(1)상에 형성한 스토퍼(9)와 접촉하게 된다. 이 시점에서, 가동 빔(3)과 고정 전극(10)을 피복한 유전막(11) 사이 그리고 RF 라인(12)과 접촉 전극(13) 사이에 좁은 공간(도 3에 도시한 경우에는 0.5㎛)이 형성된다. 가동 빔(3)이 스토퍼(9)와 접촉하기 전에는, 가동 빔(3)과 작동 포인트의 역할을 하는 접촉 전극(13) 간의 거리가 멀고, 앵커(2)는 지지 포인트의 역할을 하므로, 스프링 상수는 작고, 압전력으로만 구동을 수행할 수 있다. 이 실시예에서, 스토퍼(9)는 가동 빔(3)이 아래쪽으로 구부러질 때 최초로 가동 빔(3)과 접촉한다.
스토퍼(9)와 접촉한 후, 가동 빔(3)은 새로운 지지 포인트의 역할을 하는 스토퍼(9)와 작동한다. 그러므로 스토퍼(9)와 작동 포인트인 접촉 전극(13)까지의 거리는 앵커(2)로부터 접촉 전극(13)까지의 거리보다 짧고, 스프링 상수는 커진다. 그러나 이 조건에서는 고정 전극(10)과 가동 빔(3)의 하부 전극(4) 사이에 좁은 공간만이 존재하고, 유전막(11)은 그 사이에 개재되어 있다. 그러므로 RF 라인(12)에 대하여 접촉 전극(13)을 누르는 강한 정전 인력이 발생한다.
정전 또는 압전 구동 전압을 제거한 경우, 큰 스프링 상수를 갖는 강한 분리력이 접촉 전극(13)과 RF 라인(12) 사이에 발생하고, 접촉 전극(13)과 RF 라인(12)은 서로 확실하게 분리할 수 있다.
비교 예로서 또 다른 MEMS 디바이스를 제공한다. 이 MEMS 디바이스는 스토퍼(9)를 제거하는 점 외에는 이 실시예와 동일한 구조이다. 도 16은 비교 예의 MEMS 디바이스의 가동 빔의 작동을 도시한다. 구체적으로, 이 비교 예에서 MEMS 디바이스는 가동 빔이 고정 전극으로부터 멀리 있는 경우에는 압전력으로만 구동한다. MEMS 디바이스는 가동 빔이 고정 전극에 가까이 있는 경우에는 정전력으로만 구동한다. 따라서, 두 힘 중 한 힘을 이용하는 경우에 얻은 스프링 상수보다 두 배 큰 스프링 상수를 갖는 구동 빔을 사용할 수 있다. 그러나 이 비교 예는 분리력이 매우 강하지 않다는 문제점이 여전히 있다. 요약하면, 정전력 및 압전력을 이용하는 하이브리드 구동 타입의 MEMS 스위치는 구동 전압이 낮고, 접촉 압력이 크다는 장점이 있지만, 분리력이 다소 약하다는 단점이 있다.
상술한 바와 같이, 이 실시예에 따른 MEMS 디바이스는 스토퍼(9)를 앵커(2)와 고정 전극(10) 사이에 마련하여, 가동 빔(3)이 스토퍼(9)와 접촉하기 전에는 작은 스프링 상수를 갖는 액추에이터 그리고 접촉 후에는 큰 스프링 상수를 갖는 액추에이터의 두 단계 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스를 실현할 수 있다. 그러므로 낮은 접촉 저항 및 높은 신뢰성이 있는 정전 구동 DC 접촉 타입의 MEMS 스위치를 실현할 수 있다. 스토퍼(9)의 위치는 앵커(2)보다는 고정 전극(10)에 더 가까운 것이 바람직하다. 또한, 기판(1)으로부터 세워져 있는 스토퍼(9)의 높이는 고정 전극(10)과 유전막(11)의 전체 두께보다 높은 것이 바람직하다.
이제, 도 4a 내지 5b를 참조하여 이 실시예에 따른 MEMS 디바이스를 제조하기 위한 방법을 기술한다.
우선, 도 4a에 도시한 바와 같이, 앵커(2), 스토퍼(9), 유전막(11)으로 피복 한 고정 전극(10) 및 RF 라인(12)은 절연 표면이 있는 기판(1)상에 형성한다. 앵커(2), 스토퍼(9) 및 유전막(11)을 위한 바람직한 재료로는 실리콘 질화막 또는 산화막과 같은 절연막이 있다. 앵커(2), 스토퍼(9) 및 유전막(11)은 리소그라피 기법 또는 반응성 이온 에칭(RIE) 기법과 같은 알려진 기법으로 형성할 수 있다. 고정 전극(10) 및 RF 라인(12)은 Al과 같은 배선 재료 또는 Au와 같은 귀금속으로 만들 수 있다. Al을 사용하는 경우, 고정 전극(10) 및 RF 라인(12)은 RIE로 형성할 수 있다. Au와 같은 귀금속을 사용하는 경우, 고정 전극(10) 및 RF 라인(12)은 알려진 리프트-오프 프로세스(lift-off process)로 형성할 수 있다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 기판(1)의 표면상에 희생층(21)을 형성하고, 앵커(2)가 노출될 때까지 알려진 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 기법으로 표면 연마 및 평평화를 수행한다. 희생층(21)은 또 다른 막 재료에 대하여 선택적 에칭을 수행할 수 있는 무기 재료, 금속 재료 또는 유기 재료로 만들 수도 있다. 이 실시예에서 희생층(21)은 다결정 실리콘층이다.
도 4c에 도시한 바와 같이, RF 라인(12) 위 희생층(21)의 한 영역에 트렌치를 형성하고, 접촉 전극(13)은 이 트렌치에 형성한다. 여기서, 리프트-오프 프로세스를 위한 레지스트(resist)를 사용하면, RIE로 트렌치를 형성하기 위한 절차 및 리프트-오프로 접촉 전극(13)을 패터닝하기 위한 절차는 연속적으로 수행할 수도 있다. 대안으로, 패터닝은 개별 리소그라피 및 에칭 프로세스를 통해 트렌치 및 접촉 전극(13)을 형성하도록 수행할 수도 있다. 접촉 전극(13)을 위한 바람직한 재료로는 Au와 같은 귀금속이 있다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 가동 빔(3)의 하부 전극(4), 압전막(5), 상부 전극(6) 및 지지막(7)은 앵커(2) 및 희생층(21)상에 차례대로 형성한다. 하부 전극(4)은 200㎚ 두께의 Al막으로 형성한다. 압전막(5)은 500㎚ 막 두께의 AlN막이고, AlN은 c축으로 배향된다. 상부 전극(6)은 200㎚ 막 두께의 Au막으로 형성한다. 지지막(7)은 600㎚ 막 두께의 실리콘 산화층으로 형성한다. Al, AlN 및 Au는 스퍼터링 기법으로 처리하고, 실리콘 산화물은 CVD(Chemical Vapor Deposition)로 처리한다. 그리고나서 리소그라피 및 에칭 프로세스를 통해 Al, AlN, Au 및 실리콘 산화물상에 패터닝한다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 희생층(21)은 XeF2 가스를 에칭 가스로 사용하는 선택적 에칭으로 제거하고, 하이브리드 구동 메커니즘(3)이 형성된다. 이 방식으로, 이 실시예의 MEMS 디바이스를 완성한다.
(제1 수정)
도 6은 이 실시예의 제1 수정에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다. 이 수정의 하이브리드 액추에이터는 스토퍼(9) 및 RF 라인(12) 부분을 서로 대체한 점 외에는 제1 실시예의 MEMS 스위치와 동일한 MEMS 스위치이다. 구체적으로, RF 라인(12)은 앵커(2)와 고정 전극(10) 사이에 위치한다. 스토퍼(9)는 앵커(2)로부터의 고정 전극(10)의 반대 측에 위치한다. 앵커(2), RF 라인(12), 고정 전극(10) 및 스토퍼(9)의 순서로 배열한다. 이 수정에서, 접촉 전극(13)은 RF 라인(12)에 대향하도록 배치한다.
제1 실시예와 같이, 이 수정은 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스를 제공할 수 있다. 따라서, 낮은 접촉 저항 및 높은 신뢰성이 있는 정전 구동 DC 접촉 타입의 MEMS 스위치를 실현할 수 있다.
(제2 수정)
도 7은 이 실시예의 제2 수정에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다. 이 수정의 하이브리드 액추에이터는 고정 전극(10) 및 RF 라인(12) 위치를 서로 대체한 점 외에는 제1 실시예의 MEMS 스위치와 동일한 MEMS 스위치이다. 구체적으로, RF 라인(12)은 스토퍼(9)와 고정 전극(10) 사이에 위치한다. 앵커(2), 스토퍼(9), RF 라인(12) 및 고정 전극(10)의 순서로 배열한다. 이 수정에서, 접촉 전극(13)은 RF 라인(12)에 대향하도록 배치한다.
제1 실시예와 같이, 이 수정은 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스를 제공할 수 있다. 따라서, 낮은 접촉 저항 및 높은 신뢰성이 있는 정전 구동 DC 접촉 타입의 MEMS 스위치를 실현할 수 있다.
(제3 수정)
도 8은 이 실시예의 제3 수정에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다. 이 수정의 하이브리드 액추에이터는 고정 전극(10) 및 RF 라인(12) 부분을 서로 대체한 점 외에는 제1 수정의 MEMS 스위치와 동일한 MEMS 스위치이다. 구체적으로, RF 라인(12)은 스토퍼(9)와 고정 전극(10) 사이에 위치한다. 앵커(2), 고정 전극(10), RF 라인(12) 및 스토퍼(9)의 순서로 배열한다. 이 수정에서, 접촉 전극(13)은 RF 라인(12)에 대향하도록 배치한다.
제1 수정과 같이, 이 수정은 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스를 제공할 수 있다. 따라서, 낮은 접촉 저항 및 높은 신뢰성이 있는 정전 구동 DC 접촉 타입의 MEMS 스위치를 실현할 수 있다.
도 17에 도시한 이 실시예의 제4 수정과 같이, 복수의 스토퍼(9)를 제공할 수 있다. 그리고 도 18에 도시한 이 실시예의 제5 수정과 같이, 스토퍼(9)를 가동 빔(3)상에 마련하여 기판과 대향시킬 수 있다. 제5 수정에서, 스토퍼(9)는 가동 빔(3)이 아래쪽으로 구부러질 때 최초로 기판(1)과 접촉한다.
(제2 실시예)
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다. 제1 실시예의 MEMS 디바이스는 MEMS 스위치이고, 가동 빔(3)은 캔틸레버(cantilever)이다. 한편, 이 실시예의 MEMS 디바이스에서 가동 빔(3)은 양쪽 단이 지지된다. 그러므로 서로 분리된 한 쌍의 앵커(2a,2b)는 기판(1)상에 마련하고, RF 라인(12)의 세트는 기판(1)상의 앵커(2a)와 앵커(2b) 사이에 마련한다. 스토퍼(9a)는 기판(1)상의 앵커(2a)와 RF 라인(12) 사이에 마련한다. 유전막(11a)으로 피복한 표면이 있는 고정 전극(10a)은 기판(1)상의 스토퍼(9a)와 RF 라인(12) 사이에 마련한다. 또한, 스토퍼(9b)는 기판(1)상의 앵커(2b)와 RF 라인(12) 사이에 마련하고, 유전막(11b)으로 피복한 표면이 있는 고정 전극(10b)은 기판(1)상의 스토퍼(9b)와 RF 라인(12) 사이에 마련한다.
제1 실시예의 가동 빔(3)과 같이, 이 실시예의 가동 빔(3)은 하부 전극(4), 압전막(5), 상부 전극(6) 및 지지막(7)으로 형성한 적층 구조이다. 가동 빔(3)의 두 단은 앵커(2a,2b)가 지지한다. 또한, 접촉 전극(13)은 작동 포인트의 역할을 하는 가동 빔(3)의 중심에 마련하여 RF 라인(12)에 대향한다.
제1 실시예처럼, 이 실시예에서 앵커(2a)로부터 스토퍼(9a)까지의 거리는 스토퍼(9a)로부터 고정 전극(10a)까지의 거리, 고정 전극(10a)으로부터 RF 라인(12)까지의 거리 및 스토퍼(9a)로부터 RF 라인(12)까지의 거리보다 길다. 마찬가지로, 이 실시예에서 앵커(2b)로부터 스토퍼(9b)까지의 거리는 스토퍼(9b)로부터 고정 전극(10b)까지의 거리, 고정 전극(10b)으로부터 RF 라인(12)까지의 거리 및 스토퍼(9b)로부터 RF 라인(12)까지의 거리보다 길다.
제1 실시예와 같이, 상술한 구조의 이 실시예는 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스를 제공할 수 있다. 따라서, 낮은 접촉 저항 및 높은 신뢰성이 있는 정전 구동 DC 접촉 타입의 MEMS 디바이스를 실현할 수 있다.
제1 실시예의 각 수정과 같이, 이 실시예에서 스토퍼, 고정 전극 및 RF 라인의 위치는 서로 대체할 수도 있다.
이 실시예에서, 복수의 스토퍼(9)는 제1 실시예의 제4 수정처럼 마련할 수 있다. 그리고 스토퍼(9)는 가동 빔(3)상에 마련하여 제1 실시예의 제5 수정처럼 기판에 대향할 수 있다. 이 경우, 스토퍼(9)는 가동 빔(3)이 아래쪽으로 구부러질 때 최초로 기판(1)과 접촉한다.
(제3 실시예)
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다. 이 실 시예의 MEMS 디바이스는 모노모프 구조(monomorph structure)를 갖는 제1 실시예의 가동 빔(3)을 바이모프 구조(bimorph structure)를 갖는 가동 빔(3A)으로 대체하는 점 외에는 제1 실시예의 MEMS 스위치와 동일한 MEMS 스위치이다. 이 가동 빔(3A)은 하부 전극(4), 제1 압전막(5a), 중간 전극(8), 제2 압전막(5b) 및 상부 전극(6)으로 형성한다. 압전 구동 전압을 하부 전극(4)에 인가하는 경우, 압전막 5a 및 5b는 팽창 및 수축하고, 가동 빔(3A)은 위쪽 및 아래쪽으로 구부러진다. 또한, 가동 빔(3A)은 정전 액추에이터로서 기능한다. 정전 구동 전압을 고정 전극(10)과 가동 빔(3A)의 하부 전극(4) 사이에 인가하는 경우, 가동 빔(3A)은 기판(1) 쪽으로 끌어당겨 진다.
제1 실시예와 같이, 상술한 구조를 갖는 이 실시예는 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스를 제공할 수 있다. 따라서, 낮은 접촉 저항 및 높은 신뢰성이 있는 정전 구동 DC 접촉 타입의 MEMS 스위치를 실현할 수 있다.
이 실시예의 바이모프 구조를 갖는 가동 빔은 제2 실시예의 MEMS 디바이스 및 후술하는 제4 실시예의 MEMS 디바이스에 또한 사용할 수 있다.
제1 실시예의 각 수정과 같이, 이 실시예에서 스토퍼, 고정 전극 및 RF 라인은 서로 대체할 수도 있다.
이 실시예에서, 복수의 스토퍼(9)는 제1 실시예의 제4 수정처럼 마련할 수 있다. 그리고 스토퍼(9)는 제1 실시예의 제5 수정처럼 가동 빔(3)상에 마련하여 기판에 대향할 수 있다. 이 경우, 스토퍼(9)는 가동 빔(3)이 아래쪽으로 구부러질 때 최초로 기판(1)과 접촉한다.
(제4 실시예)
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다. 이 실시예의 MEMS 디바이스는 가변 커패시터이고, RF 라인(12) 및 접촉 전극(13)을 제거하는 점 외에는 제1 실시예의 MEMS 디바이스와 동일하다. 따라서, 제1 실시예처럼, 이 실시예에서 앵커(2)로부터 스토퍼(9)까지의 거리는 스토퍼(9)로부터 고정 전극(10)까지의 거리보다 길다.
제1 실시예처럼, 이 실시예의 가변 커패시터에서 스토퍼(9)는 앵커(2)와 고정 전극(10) 사이에 마련하여, 가동 빔(3)이 스토퍼(9)와 접촉하기 전에는 작은 스프링 상수를 갖는 액추에이터 그리고 접촉 후에는 큰 스프링 상수를 갖는 액추에이터의 두 단계 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스를 실현할 수 있다. 그러므로 큰 접촉 용량 및 높은 신뢰성이 있는 가변 커패시터를 실현할 수 있다. 이 실시예에서, 스토퍼(9) 및 고정 전극(10)의 위치는 서로 대체할 수도 있다.
이 실시예에서 가동 빔은 캔틸레버 타입이지만, 가동 빔의 두 단을 지지할 수도 있다. 그와 같은 경우, 도 12에 도시한 바와 같이, 유전막(11)으로 피복한 표면이 있는 고정 전극(10)은 앵커 2a 및 2b 사이의 중간 지점에 마련하고, 스토퍼 9a 및 9b는 고정 전극(10)의 양측에 마련한다.
이 실시예에서, 복수의 스토퍼(9)는 제1 실시예의 제4 수정처럼 마련할 수 있다. 그리고 스토퍼(9)는 제1 실시예의 제5 수정처럼 가동 빔(3)상에 마련하여 기판에 대향할 수 있다. 이 경우, 스토퍼(9)는 가동 빔(3)이 아래쪽으로 구부러질 때 최초로 기판(1)과 접촉한다.
(제5 실시예)
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 휴대용 통신 단말기의 블록도이다. 이 실시예의 휴대용 통신 단말기는 가변 안테나(100), 안테나 스위치(105), 제1 뱅크(110), 가변 저-잡음 증폭기(120), 필터 뱅크(130), 직교 복조기(140), 베이스밴드 회로(150), 직교 변조기(160), 구동기 증폭기(170), 필터 뱅크(180) 및 가변 전력 증폭기(190)를 포함한다. 가변 저-잡음 증폭기(120), 필터 뱅크(130) 및 직교 복조기(140)는 수신 회로를 형성한다. 직교 변조기(160), 구동기 증폭기(170), 필터 뱅크(180) 및 가변 전력 증폭기(190)는 전송 회로를 형성한다. 가변 저-잡음 증폭기(120)는 2개의 가변 매칭 박스 및 저-잡음 증폭기를 구비하고, 가변 전력 증폭기는 2개의 가변 매칭 박스 및 전력 증폭기를 구비한다.
제1 내지 제3 실시예 중 하나의 하이브리드 액추에이터는 안테나 스위치(105) 및 필터 뱅크(110,130) 각각의 RF 스위치로서 사용한다. 제4 실시예의 가변 커패시터는 가변 안테나(100), 가변 저-잡음 증폭기(120) 및 가변 전력 증폭기(190)용으로 사용한다.
전술한 바와 같이, 이 실시예에서는 높은 신뢰성의 RF 스위치 및 가변 커패시터를 사용한다. 따라서, 높은 신뢰성의 휴대용 통신 단말기를 얻을 수 있다.
지금까지 기술한 바와 같이, 본 발명의 각 실시예는 낮은 동작 전압, 큰 접촉 압력 및 큰 분리력을 갖는 MEMS 디바이스를 제공할 수 있다. 따라서, 낮은 동 작 전압 및 낮은 접촉 저항을 갖는 DC 접촉 타입의 높은 신뢰성의 MEMS 스위치를 제공할 수 있고, 낮은 동작 전압 및 높은 용량 가변율을 갖는 높은 신뢰성의 가변 커패시터를 제공할 수 있다.
접촉 전극(13)은 접촉 라인 또는 접촉 면이 있는 전극일 수도 있다. RF 라인(12)은 반드시 선형 타입일 필요는 없고, 패드 타입 등일 수도 있다. 상술한 실시예에서 RF 라인의 각 세트는 2개 RF 라인으로 형성한다. 그러나 RF 라인의 각 세트는 단일 RF 라인 또는 2개 이상의 RF 라인으로 형성할 수도 있다. 또한, RF 라인(12)은 반드시 RF 라인일 필요는 없고, DC 라인일 수도 있다.
추가 장점 및 수정은 본 기술분야의 숙련자에게는 쉽게 발생한다. 그러므로 넓은 양상에서의 본 발명은 본 명세서에 도시하여 기술한 특정 설명 및 대표적인 실시예에 한정하지 않는다. 따라서, 첨부한 청구범위 및 그 균등물이 정의하는 일반적인 발명 개념의 사상 또는 범위를 벗어나지 않는 다양한 수정이 이루어질 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 평면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 작용을 도시한다.
도 4a 내지 5b는 제1 실시예에 따른 MEMS 디바이스를 제조하기 위한 절차를 나타내는 단면도이다.
도 6은 제1 실시예의 제1 수정에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
도 7은 제1 실시예의 제2 수정에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
도 8은 제1 실시예의 제3 수정에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
도 10은 제3 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
도 11은 제4 실시예에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
도 12는 제4 실시예의 수정에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
도 13은 제5 실시예에 따른 휴대용 통신 단말기의 블록도이다.
도 14는 종래의 정전 구동 액추에이터의 작용을 나타낸다.
도 15는 종래의 압전 구동 액추에이터의 작용을 나타낸다.
도 16은 비교 예인 정전 및 압전 구동 하이브리드 액추에이터의 작용을 나타낸다.
도 17은 제1 실시예의 제4 수정에 따른 MEMS 디바이스의 평면도이다.
도 18은 제1 실시예의 제5 수정에 따른 MEMS 디바이스의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 기판
2: 앵커
3: 가동 빔
4: 하부 전극
5: 압전막
6: 상부 전극
7: 지지막
9: 스토퍼
10: 고정 전극
11: 유전막
12: RF 라인
13: 접촉 전극

Claims (15)

  1. MEMS 디바이스로서,
    기판과,
    상기 기판상에 마련하는 지지 유닛과,
    상기 기판상에 마련하는 고정 전극과,
    제1 전극, 상기 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 상기 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 상기 액추에이터의 일단은 상기 지지 유닛으로 상기 기판상에 고정하고, 상기 액추에이터는 상기 지지 유닛 및 상기 고정 전극을 연결하는 방향으로 연장하고, 상기 제1 전극은 상기 고정 전극에 대향하도록 위치함 - 와,
    상기 지지 유닛 및 상기 고정 전극을 연결하는 직선 위에 위치하고, 상기 제1 전극에 대향하도록 상기 기판상에 위치하는 스토퍼 유닛
    을 포함하는 MEMS 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 유닛으로부터 상기 스토퍼 유닛까지의 거리는 상기 스토퍼 유닛으로부터 상기 고정 전극까지의 거리보다 긴 MEMS 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 제2 전극상에 형성한 제2 압전막 및 상기 제2 압전막상에 형성한 제3 전극을 더 포함하는 MEMS 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판상에 마련하는 제1 접촉 전극과,
    상기 제1 접촉 전극에 대향하도록 상기 액추에이터상에 마련하는 제2 접촉 전극
    을 더 포함하고,
    상기 스토퍼 유닛은 상기 지지 유닛과 상기 고정 전극 사이에 마련하고,
    상기 제1 접촉 전극은 상기 지지 유닛 및 상기 고정 전극을 연결하는 직선상에 위치하고, 상기 스토퍼 유닛으로부터의 상기 고정 전극의 반대 측에 위치하는 MEMS 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판상에 마련하는 제1 접촉 전극과,
    상기 제1 접촉 전극에 대향하도록 상기 액추에이터상에 마련하는 제2 접촉 전극
    을 더 포함하고,
    상기 고정 전극은 상기 지지 유닛과 상기 스토퍼 유닛 사이에 마련하고,
    상기 제1 접촉 전극은 상기 지지 유닛 및 상기 고정 전극을 연결하는 직선상 에 마련하고, 상기 스토퍼 유닛으로부터의 상기 고정 전극의 반대 측에 위치하는 MEMS 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판상의 상기 스토퍼 유닛과 상기 고정 전극 사이에 마련하는 제1 접촉 전극과,
    상기 제1 접촉 전극에 대향하도록 상기 액추에이터상에 마련하는 제2 접촉 전극
    을 더 포함하는 MEMS 디바이스.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 지지 유닛으로부터 상기 스토퍼 유닛까지의 거리는 상기 스토퍼 유닛으로부터 상기 제1 접촉 전극까지의 거리보다 긴 MEMS 디바이스.
  8. MEMS 디바이스로서,
    기판과,
    상기 기판상에 서로 거리를 두고 마련하는 제1 및 제2 지지 유닛과,
    상기 기판상의 상기 제1 지지 유닛과 상기 제2 지지 유닛 사이에 마련하는 제1 고정 전극과,
    상기 기판상의 상기 제1 고정 전극과 상기 제2 지지 유닛 사이에 마련하는 제2 고정 전극과,
    상기 제1 고정 전극과 상기 제2 고정 전극 사이에 마련하는 제1 접촉 전극과,
    상기 제1 지지 유닛 및 상기 제2 지지 유닛을 연결하는 직선 위에 위치하고, 상기 기판상의 상기 제1 접촉 전극으로부터의 상기 제1 고정 전극의 반대 측에 위치하는 제1 스토퍼 유닛과,
    상기 제1 지지 유닛 및 상기 제2 지지 유닛을 연결하는 직선 위에 위치하고, 상기 기판상의 상기 제1 접촉 전극으로부터의 상기 제2 고정 전극의 반대 측에 위치하는 제2 스토퍼 유닛과,
    제1 전극, 상기 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 상기 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 상기 액추에이터는 상기 제1 및 제2 지지 유닛으로 상기 기판상에 고정하는 두 단을 구비함 - 와,
    상기 제1 접촉 전극에 대향하도록 상기 액추에이터상에 마련하는 제2 접촉 전극
    을 포함하는 MEMS 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 지지 유닛으로부터 상기 제1 스토퍼 유닛까지의 거리는 상기 제1 스토퍼 유닛으로부터 상기 제1 접촉 전극까지의 거리보다 길고,
    상기 제2 지지 유닛으로부터 상기 제2 스토퍼 유닛까지의 거리는 상기 제2 스토퍼 유닛으로부터 상기 제1 접촉 전극까지의 거리보다 긴 MEMS 디바이스.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 제2 전극상에 형성한 제2 압전막 및 상기 제2 압전막상에 형성한 제3 전극을 더 포함하는 MEMS 디바이스.
  11. MEMS 디바이스로서,
    기판과,
    상기 기판상에 서로 거리를 두고 마련하는 제1 및 제2 지지 유닛과,
    상기 기판상의 상기 제1 지지 유닛과 상기 제2 지지 유닛 사이에 마련하는 고정 전극과,
    상기 제1 지지 유닛 및 상기 제2 지지 유닛을 연결하는 직선 위에 위치하고, 상기 기판상의 상기 고정 전극과 상기 제1 지지 유닛 사이에 위치하는 제1 스토퍼 유닛과,
    상기 제1 지지 유닛 및 상기 제2 지지 유닛을 연결하는 직선 위에 위치하고, 상기 기판상의 상기 고정 전극과 상기 제2 지지 유닛 사이에 위치하는 제2 스토퍼 유닛과,
    제1 전극, 상기 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 상기 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 상기 액추에이터는 상기 제1 및 제2 지지 유닛으로 상기 기판상에 고정하는 두 단을 구비함 -
    를 포함하는 MEMS 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 지지 유닛으로부터 상기 제1 스토퍼 유닛까지의 거리는 상기 제1 스토퍼 유닛으로부터 상기 고정 전극까지의 거리보다 길고,
    상기 제2 지지 유닛으로부터 상기 제2 스토퍼 유닛까지의 거리는 상기 제2 스토퍼 유닛으로부터 상기 고정 전극까지의 거리보다 긴 MEMS 디바이스.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 제2 전극상에 형성한 제2 압전막 및 상기 제2 압전막상에 형성한 제3 전극을 더 포함하는 MEMS 디바이스.
  14. MEMS 디바이스로서,
    기판과,
    상기 기판상에 마련하는 지지 유닛과,
    상기 기판상에 마련하는 고정 전극과,
    제1 전극, 상기 제1 전극상에 형성한 제1 압전막 및 상기 제1 압전막상에 형성한 제2 전극을 구비한 액추에이터 - 상기 액추에이터의 일단은 상기 지지 유닛으로 상기 기판상에 고정하고, 상기 액추에이터는 상기 지지 유닛 및 상기 고정 전극을 연결하는 방향으로 연장하고, 상기 제1 전극은 상기 고정 전극에 대향하도록 위 치함 - 와,
    상기 지지 유닛 및 상기 고정 전극을 연결하는 직선 위에 위치하고, 상기 기판에 대향하도록 상기 액추에이터상에 위치하는 스토퍼 유닛
    을 포함하는 MEMS 디바이스.
  15. 제1항에 따른 MEMS 디바이스를 구비한 휴대용 통신 단말기로서,
    상기 MEMS 디바이스는 RF 스위치 또는 가변 커패시터의 역할을 하는 휴대용 통신 단말기.
KR20080027787A 2007-03-27 2008-03-26 Ｍｅｍｓ 디바이스 및 상기 ｍｅｍｓ 디바이스를 구비한휴대용 통신 단말기 KR100983441B1 (ko)

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KR20080027787A KR100983441B1 (ko) 2007-03-27 2008-03-26 Ｍｅｍｓ 디바이스 및 상기 ｍｅｍｓ 디바이스를 구비한휴대용 통신 단말기

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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4580826B2 (ja) * 2005-06-17 2010-11-17 株式会社東芝 マイクロメカニカルデバイス、マイクロスイッチ、容量可変キャパシタ、高周波回路及び光学スイッチ
KR20100053536A (ko) 2007-06-29 2010-05-20 아트피셜 머슬, 인코퍼레이션 감각적 피드백을 부여하는 전기활성 고분자 변환기
US20090135541A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Actuator and electronic circuit based thereon
WO2009067222A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Xcom Wireless, Inc. Microfabricated cantilever slider with asymmetric spring constant
US7609136B2 (en) * 2007-12-20 2009-10-27 General Electric Company MEMS microswitch having a conductive mechanical stop
JP2009194291A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Toshiba Corp アクチュエータ
JP2009291030A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Toshiba Corp Ｍｅｍｓ可変キャパシタ
FI20086138A0 (fi) * 2008-11-27 2008-11-27 Valtion Teknillinen Menetelmä äänen tuottamiseksi
CN102334275B (zh) * 2009-03-27 2014-10-29 阿尔卑斯电气株式会社 致动装置及输入装置
JP5407842B2 (ja) * 2009-12-24 2014-02-05 富士通株式会社 可変インダクタおよびチューナブル高周波デバイス
JP5506035B2 (ja) * 2010-02-23 2014-05-28 富士フイルム株式会社 アクチュエータの製造方法
JP5418316B2 (ja) 2010-03-11 2014-02-19 富士通株式会社 Ｍｅｍｓデバイス
JPWO2011132532A1 (ja) 2010-04-23 2013-07-18 株式会社村田製作所 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの製造方法
JP5569689B2 (ja) * 2010-10-15 2014-08-13 ソニー株式会社 可変容量装置、アンテナモジュールおよび通信装置
JP4874419B1 (ja) * 2010-12-03 2012-02-15 株式会社アドバンテスト スイッチ装置および試験装置
KR20140012062A (ko) * 2011-01-18 2014-01-29 바이엘 인텔렉쳐 프로퍼티 게엠베하 프레임리스 액추에이터 장치, 시스템 및 방법
CA2828809A1 (en) 2011-03-01 2012-09-07 Francois EGRON Automated manufacturing processes for producing deformable polymer devices and films
JP5644938B2 (ja) * 2011-03-29 2014-12-24 富士通株式会社 電子デバイスとその製造方法
JP5394436B2 (ja) * 2011-05-13 2014-01-22 株式会社アドバンテスト スイッチ装置、伝送路切り替え装置、製造方法、および試験装置
US9019687B2 (en) * 2011-06-07 2015-04-28 Wispry, Inc. Systems and methods for current density optimization in CMOS-integrated MEMS capacitive devices
JP5485951B2 (ja) * 2011-07-26 2014-05-07 株式会社アドバンテスト スイッチ装置
JP5491465B2 (ja) 2011-07-26 2014-05-14 株式会社アドバンテスト スイッチ装置、スイッチ装置の製造方法、伝送路切替装置、および試験装置
JP5466674B2 (ja) * 2011-07-26 2014-04-09 株式会社アドバンテスト スイッチ装置、伝送路切替装置、および試験装置
KR101241613B1 (ko) 2011-11-24 2013-03-11 엘지이노텍 주식회사 커패시터
US9048809B2 (en) 2012-01-03 2015-06-02 International Business Machines Corporation Method of manufacturing switchable filters
JPWO2013108705A1 (ja) * 2012-01-16 2015-05-11 アルプス電気株式会社 微小可動機構及び可変容量コンデンサ
EP2828901B1 (en) 2012-03-21 2017-01-04 Parker Hannifin Corporation Roll-to-roll manufacturing processes for producing self-healing electroactive polymer devices
TW201403899A (zh) 2012-04-12 2014-01-16 Bayer Materialscience Ag 具有改良性能之ｅａｐ傳感器
WO2013192143A1 (en) 2012-06-18 2013-12-27 Bayer Intellectual Property Gmbh Stretch frame for stretching process
US9102517B2 (en) * 2012-08-22 2015-08-11 International Business Machines Corporation Semiconductor structures provided within a cavity and related design structures
JP2014052263A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 外力検出装置及び外力検出センサー
US9590193B2 (en) 2012-10-24 2017-03-07 Parker-Hannifin Corporation Polymer diode
JP5957376B2 (ja) * 2012-12-18 2016-07-27 太陽誘電株式会社 圧電薄膜共振子
US9251984B2 (en) * 2012-12-27 2016-02-02 Intel Corporation Hybrid radio frequency component
GB2526454B (en) 2013-03-14 2018-10-03 Intel Corp Nanowire-based mechanical switching device
US10081535B2 (en) 2013-06-25 2018-09-25 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for shielding and biasing in MEMS devices encapsulated by active circuitry
US9556017B2 (en) * 2013-06-25 2017-01-31 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for preventing stiction of MEMS devices encapsulated by active circuitry
DE102014202763B4 (de) 2014-02-14 2016-11-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikro-Elektro-Mechanisches System und Verfahren zum Herstellen desselben
JP2015176877A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社東芝 Ｍｅｍｓ装置
US9604841B2 (en) 2014-11-06 2017-03-28 Analog Devices, Inc. MEMS sensor cap with multiple isolated electrodes
US10048348B2 (en) * 2015-08-05 2018-08-14 Teradyne, Inc. MEM relay assembly for calibrating automated test equipment
US10302455B2 (en) * 2015-10-09 2019-05-28 Bellutech Llc Modules, systems, and methods for monitoring environmental conditions
US9704757B1 (en) * 2016-02-25 2017-07-11 International Business Machines Corporation Fabrication of semiconductor structures
US20170283249A1 (en) * 2016-04-01 2017-10-05 Intel Corporation Piezoelectric package-integrated switching devices
CN109983556B (zh) * 2016-09-29 2021-03-23 卡文迪什动力有限公司 具有近零冲击着陆的mems rf开关
DE102017200111B3 (de) * 2017-01-05 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Schallwandleranordnung und entsprechendes Herstellungsverfahren
CN107801343B (zh) * 2017-09-29 2020-03-27 复旦大学 一种板级组装器件
JP6943130B2 (ja) * 2017-10-11 2021-09-29 セイコーエプソン株式会社 Ｍｅｍｓデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、および移動体
US11011323B2 (en) 2017-12-02 2021-05-18 Bellutech Llc Sensing devices, sensors, and methods for monitoring environmental conditions
CN212587408U (zh) * 2020-05-26 2021-02-23 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种mems电容式开关
CN111817497B (zh) * 2020-07-10 2022-01-21 深圳市汇顶科技股份有限公司 控制装置和运动机构

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE33691E (en) * 1984-12-21 1991-09-17 General Electric Company Piezoelectric ceramic switching devices and systems and method of making the same
US4670682A (en) * 1984-12-21 1987-06-02 General Electric Company Piezoelectric ceramic switching devices and systems and method of making the same
CA2156257A1 (en) 1993-02-18 1994-09-01 Hans-Jurgen Gevatter Micromechanical relay having a hybrid drive
US6057520A (en) * 1999-06-30 2000-05-02 Mcnc Arc resistant high voltage micromachined electrostatic switch
US6504118B2 (en) * 2000-10-27 2003-01-07 Daniel J Hyman Microfabricated double-throw relay with multimorph actuator and electrostatic latch mechanism
KR100738064B1 (ko) 2001-02-27 2007-07-12 삼성전자주식회사 비선형적 복원력의 스프링을 가지는 ｍｅｍｓ 소자
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
JP2003242873A (ja) * 2002-02-19 2003-08-29 Fujitsu Component Ltd マイクロリレー
US6621392B1 (en) 2002-04-25 2003-09-16 International Business Machines Corporation Micro electromechanical switch having self-aligned spacers
GB0320405D0 (en) * 2003-08-30 2003-10-01 Qinetiq Ltd Micro electromechanical system switch
JP2005160028A (ja) * 2003-10-27 2005-06-16 Nec Tokin Corp 撓み振動型エキサイタ
JP4109182B2 (ja) * 2003-11-10 2008-07-02 株式会社日立メディアエレクトロニクス 高周波ｍｅｍｓスイッチ
US7283024B2 (en) 2003-12-18 2007-10-16 Intel Corporation MEMS switch stopper bumps with adjustable height
WO2005064701A2 (en) * 2003-12-22 2005-07-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electronic device
JP2006093463A (ja) 2004-09-24 2006-04-06 Toshiba Corp 圧電ｍｅｍｓ素子及びチューナブルフィルタ
JP2006179252A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Fujitsu Component Ltd スイッチデバイス
JP2006294866A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Toshiba Corp 半導体装置
JP4580826B2 (ja) 2005-06-17 2010-11-17 株式会社東芝 マイクロメカニカルデバイス、マイクロスイッチ、容量可変キャパシタ、高周波回路及び光学スイッチ
KR100726436B1 (ko) 2005-07-27 2007-06-11 삼성전자주식회사 정전기력 및 압전력에 의해 구동되는 멤스 스위치
JP4834443B2 (ja) 2006-03-31 2011-12-14 株式会社東芝 圧電駆動型ｍｅｍｓアクチュエータ
JP4316590B2 (ja) 2006-06-23 2009-08-19 株式会社東芝 圧電駆動型ｍｅｍｓアクチュエータ
US7495368B2 (en) * 2006-08-31 2009-02-24 Evigia Systems, Inc. Bimorphic structures, sensor structures formed therewith, and methods therefor
JP4220541B2 (ja) 2006-09-22 2009-02-04 株式会社東芝 Ｍｅｍｓ装置

Also Published As

Publication number Publication date
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